[实用新型]一种用于圆形盾构隧道真圆度矫正研究的试验装置

说明书

本实用新型提供一种用于圆形盾构隧道真圆度矫正研究的试验装置，其包括荷载及地层模拟组件、隧道结构变形矫正组件和变形测量机构，所述荷载及地层模拟组件包括荷载加载模块和地层模拟模块，所述荷载加载模块包括圆形反力墙、伺服液压千斤顶和弧形加载板，所述伺服液压千斤顶的一端安装在圆形反力墙上，另一端安装在弧形加载板上；所述地层模拟模块包括橡胶环和试验管片，所述弧形加载板位于橡胶环的外侧壁上，所述橡胶环和试验管片之间设有土体放置区域；所述隧道结构变形矫正组件包括中心圆形反力墙和顶升加载机构。本实用新型的技术方案可以模拟不同荷载工况下盾构管片的变形，并在维持荷载作用下对变形的盾构隧道结构进行真圆矫正。

技术领域

本实用新型涉及盾构隧道技术领域，尤其涉及一种用于圆形盾构隧道真圆度矫正研究的试验装置。

背景技术

近年来，由于盾构法施工隧道具有成本效益高和对周围土体扰动小的特点，被广泛应用在城市地铁隧道、水下隧道和公路隧道的建设中。在长期的运行中，邻近工程施工的影响、周围土体的流失以及壁后注浆不充分等均可能导致盾构隧道产生较大的管片结构变形。因此，对于盾构隧道管片结构变形矫正的研究至关重要。

中国专利CN 109269900 A公开了一种用于多环盾构隧道结构的地层模拟及加载试验装置，包括自平衡持荷模块和地层模拟及抗力加载模块，其中，自平衡持荷模块包括环箍梁、圆形挡板、中心环和立柱，环箍梁、圆形挡板和中心环同心设置构成外、中、里三层持荷构架，地层模拟及抗力加载装置设置有刚性推力构造和荷载分配板，可以模拟隧道结构在不同地层条件、施工工况及各种拼装条件下隧道结构与地层土体间的相互作用，以及土体抗力的非线性特性，同时可较好地将千斤顶推力转化为均布荷载。但该装置利用自平衡的拉杆-反力梁加载体系，所有加载点荷载汇于中心反力装置上，构成自平衡加载系统。因此中心区域不具备进行盾构隧道管片结构的变形矫正的试验区域，同时地层模拟及抗力加载装置虽然能较好地模拟土体抗力及均布荷载，但未能模拟土体与试验管片的接触特性和土体的作用荷载模式。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型公开了一种用于圆形盾构隧道真圆度矫正研究的试验装置，可以用于模拟圆形盾构管片在特定工况下的变形，且在维持荷载作用下对变形的盾构隧道结构进行真圆矫正。

对此，本实用新型的技术方案为：

一种用于圆形盾构隧道真圆度矫正研究的试验装置，其包括荷载及地层模拟组件、隧道结构变形矫正组件和变形测量机构，所述隧道结构变形矫正组件位于荷载及地层模拟组件的中部，所述变形测量机构位于隧道结构变形矫正组件的上方；

所述荷载及地层模拟组件包括荷载加载模块和地层模拟模块，所述荷载加载模块包括位于最外侧的圆形反力墙、伺服液压千斤顶和弧形加载板，所述圆形反力墙内设有提供圆形盾构管片的试验区，所述伺服液压千斤顶的一端安装在圆形反力墙上，另一端安装在弧形加载板上；

所述地层模拟模块包括橡胶环和试验管片，所述橡胶环位于外围，所述弧形加载板位于橡胶环的外侧壁上，所述橡胶环和试验管片之间设有用于放置待测土体的土体放置区域；

所述隧道结构变形矫正组件包括位于中部的中心圆形反力墙和顶升加载机构，所述顶升加载机构的一端与中心圆形反力墙连接，另一端与试验管片的内侧接触；所述试验管片上设有包括应变片、位移计、测缝计等的测量构件。

其中，所述变形测量机构、顶升加载机构、伺服液压千斤顶与控制终端电连接。

采用此技术方案，通过控制伺服液压千斤顶施加的力可以模拟各种不同的荷载工况，地层模拟模块内可直接放置土体，可模拟直接试验管片与土体的接触特性和荷载模式。通过设置在上方的变形测量机构，使测量能够覆盖试验管片的全局，进行全局的变形测量。变形测量机构实时反馈变形数据，顶升加载机构实时更新加载力的大小，可以形成变形测量和荷载加载的闭环控制，能使盾构管片真圆矫正效果更为准确。