[发明专利]一种用于室内模型试验的隧道结构变形量测及固定装置

说明书

本申请属于多传感器量测及固定技术领域，具体涉及一种用于室内模型试验的隧道结构变形量测及固定装置。该装置应用于半结构隧道模型，包括导轨、隧道纵向变形量测设备、隧道断面结构变形量测设备。本申请的装置在满足传感器固定的稳定性的同时实现传感器的滑动与可拆卸、自由组装，尽可能地较少占用隧道内部空间，同时可以实现典型断面变形随时间的连续变化数据，以及隧道整体沉降变形曲线的量测。

技术领域

本申请属于多传感器量测及固定技术领域，具体涉及一种用于室内模型试验的隧道结构变形量测及固定装置。

背景技术

隧道施工与运营过程中存在结构变形问题，一旦变形达到一定限值将危及施工及运营安全，因此对于其变形影响因素、控制措施的研究极为重要。模型试验通过对原型隧道进行一定相似比例换算，进行小型、可重复的试验分析原型隧道结构及受力规律。隧道结构为纵向长度远大于横向直径，缩尺后隧道模型内部空间狭小，且内部情况不可视，难以进行内部操作。考虑隧道断面为对称结构，在隧道开挖等问题研究逐渐采用半结构隧道模型。半结构隧道模型中为量测不同断面水平及竖向变形情况，目前多采用位移传感器进行数据采集，但由于隧道内空间狭小，内部可能存在开挖设备等其他装置，存在传感器难以合理固定问题。

目前针对模型试验传感器固定装置主要有以下解决方案：

专利号为202110993220.9的中国专利公开了一种用于双传感器连接的组合固定装置，属于双传感器连接技术领域，包括外壳与两个传感器本体，外壳包括上壳体与下壳体，且上壳体通过连接组件与下壳体可拆卸连接，外壳上开设有若干安装孔和凹槽，实现传感器的固定与拆卸。

专利202110337060.2公开了一种隧道模型变形测量用微型位移传感器固定装置，括固定支架、传感器、和传感器固定底盘，微型传感器与传感器固定底盘表面采用环氧树脂粘结，固定支架与模型箱采用环氧树脂粘结，固定支架与传感器之间设置有卡扣进行移动与固定。

隧道在施工和长期运营过程中由于地层条件复杂、邻近施工扰动等因素容易产生水平收敛及纵向不均匀沉降病害，反映在模型试验中即需采集模拟工况下隧道不同断面变形数据及隧道纵向沉降变形曲线，现有技术对于内径狭小的隧道模型适用性不强，由于固定装置复杂、占用空间较大，不适于半结构模型试验的可视化和操作便捷性，且难以获得隧道纵向差异沉降量，需要一种适用于半结构模型不同断面变形数据量测的易于移动拆卸、体积小、稳定性好的多传感器固定装置，实现典型断面变形随时间的连续变化，以及隧道整体沉降曲线的量测。

发明内容

本申请提出一种用于室内模型试验的隧道结构变形量测及固定装置，目的在于提供一种用于多传感器连接的组合固定装置，可用于隧道模型不同位置的水平收敛及竖向变形数据量测，以及隧道纵向通长沉降位移曲线的量测。

本申请在进行半结构隧道模型箱试验时，将传感器通过固定支架、导轨等与箱体连接，保持传感器的稳定，适用于隧道不同断面结构变形数据的获取及隧道纵向整体变形曲线的量测。

本申请技术方案如下：

一种用于室内模型试验的隧道结构变形量测及固定装置，应用于半结构隧道模型，其特征在于，包括导轨、隧道纵向变形量测设备、隧道断面结构变形量测设备；

所述半结构隧道模型包括模型箱1和隧道14；模型箱1右侧设有半圆形的缺口，隧道14架设于该缺口将模型箱1右侧壁分为上、下两部分；

所述导轨包括上导轨3和下导轨4，分别固定于模型箱1右侧壁上部和下部；

所述隧道纵向变形量测设备包括测距仪11、测距仪固定夹板15、测距仪支架9、测距仪支架底板16和滑块10；测距仪支架底板16固定于滑块10上，滑块10可以沿下导轨滑动；测距仪11采用两块测距仪固定夹板15固定于测距仪支架9，测距仪支架9与测距仪支架底板16及滑块10连接；