[发明专利]用于溶洞沼气地层多重运营荷载诱发地面沉降的模拟方法

摘要

本申请属于运营荷载诱发地面沉降防控技术领域，提供一种用于溶洞沼气地层多重运营荷载诱发地面沉降的模拟方法。本申请能同时模拟城市高密集区地上和地下多重运营荷载在不同的运营工况下引起的地面沉降，并获取精准的地面沉降数据，以有效防控地面沉降灾害发生；本申请能模拟城市高密集区地铁运营区含溶洞的高压沼气地层对地面沉降的影响，并能获得含溶洞的高压沼气地层对地面沉降的分布规律，以降低含溶洞高压沼气地层进行地铁施工的风险，降低施工成本；本申请能获取不同降雨量的条件下城市高密集区地铁运营引起的地面沉降数据，以降低防汛期城市地铁施工引发的各类风险，节约工期，确保地铁施工的安全。

主权项

1.一种用于溶洞沼气地层多重运营荷载诱发地面沉降的模拟方法，其特征在于，包括如下过程：/n先在大型地质模型箱(14)内自下而上装填隧道底部填土(13)、隧道洞身填土(12)、隧道上方填土(11)，装填时将分层沉降标监测系统(3)、测斜井系统(26)分别埋设在预设的位置，并在隧道洞身填土(12)中设置运营隧道(5)和气囊式溶洞沼气地层模拟系统(34)，在隧道上方填土(11)表面布设密集建筑群(10)，在运营隧道(5)内部和隧道上方填土(11)表面分别安设激振系统(4)，在隧道上方填土(11)的表面根据密集建筑群(10)的布局按一定的距离安设位移传感系统(1)、振动传感系统(2)；并将地面沉降监测仪(9)与位移传感系统(1)、分层沉降标监测系统(3)连接，将测振仪(8)与振动传感系统(2)连接，将功率放大器(7)分别与函数信号发生器(6)、激振系统(4)连接；同时在大型地质模型箱(14)上方设置自然降雨模拟系统；/n然后利用流量控制计(29)控制淋喷降雨模拟器(28)的降水量以模拟自然降雨环境，利用气囊式溶洞沼气地层模拟系统(34)的阶梯式充气膨胀使沼气蛛网状气囊(3402)先充气膨胀后破裂以模拟含溶洞的沼气地层；/n再通过函数信号发生器(6)采集运营荷载的频率，并输送至功率放大器(7)，通过功率放大器(7)控制激振系统(4)，以输出一定的振幅和频率的振动，模拟地下地铁运营和城市轨道交通运营引起的振动荷载；/n再通过地面沉降监测仪(9)监测隧道上方填土(11)上表面及其内部第一预设位置土体振动后引发的地面沉降以及大型地质模型箱(14)内不同土层埋深处的土体沉降量，通过测振仪(8)监测隧道上方填土(11)上表面第二预设位置处城市轨道交通运营和地下地铁运营引起的地面沉降，通过测斜井系统(26)量测在大型地质模型箱(14)内任意位置土体的侧向偏移的变化量。/n