CN109342695A - 一种用于浅埋隧道开挖模型的可移动支护室内缩尺试验装置 - Google Patents

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张谢东
黄笑犬
张志华
孙仕
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Abstract

本发明公开了一种用于浅埋隧道开挖模型的可移动支护室内缩尺试验装置，包括主箱和可自由伸缩的传动杆，所述主箱上设有面板，所述主箱内设有支护筒，所述支护筒内靠接有支护挡板，所述传动杆穿过主箱壁，所述传动杆与支护挡板固定连接。本发明的优点在于：其采用传动杆来改变支护挡板的位移，以达到改变隧道开挖面支护压力的作用，并且结构简单，操作方便，对试验操作人员没有较高技术要求。通过移动支护挡板来降低隧道开挖面支护压力来模拟实际隧道开挖过程支护压力不足而导致开挖面前方土体失稳情况，可以对开挖面前方土体的滑移量及变形形状进行监测并进行隧道开挖面支护压力计算研究。

Description

一种用于浅埋隧道开挖模型的可移动支护室内缩尺试验装置
技术领域
本发明涉及工程结构技术领域，具体涉及一种用于浅埋隧道开挖模型的可移动支护室内缩尺试验装置。
背景技术
目前，土压平衡式盾构隧道在开挖掘进过程中，开挖面支护压力过低，将使得掌子面失稳，盾构机前方土体受主动土压力作用发生过大变形或坍塌；开挖面支护压力过大，将导致盾构机前方土体受被动土压力的作用，向盾构掘进方向或隧道上方移动，导致地表发生隆起。在盾构机掘进过程中，开挖面的支护压力不会保持恒定的理想状态，而是在恒定值上下一定的范围内波动。而对于实际工程很难展开相应的支护压力试验。因此，为了通过室内试验研究隧道开挖过程由于支护压力不足导致的开挖面失稳问题，迫切需要一种可模拟实际工程隧道开挖面支护的试验装置。
发明内容
本发明的目的就是要针对现有装置的不足，提供一种用于浅埋隧道开挖模型的可移动支护室内缩尺试验装置，其可以满足于隧道开挖面支护压力与开挖面前方土体滑移以及变形形状的试验研究工作。
为实现上述目的，本发明所涉及的一种用于浅埋隧道开挖模型的可移动支护室内缩尺试验装置，包括主箱和可自由伸缩的传动杆，所述主箱上设有面板，所述主箱内设有支护筒，所述支护筒内靠接有支护挡板，所述传动杆穿过主箱壁，所述传动杆与支护挡板固定连接。
进一步地，所述主箱顶部上还设有起吊耳，所述起吊耳上开有起吊孔。
更进一步地，所述主箱侧面设有把手。
进一步地，所述主箱侧面还设有加强肋。
更进一步地，所述主箱顶部还设有角钢。
进一步地，所述面板为亚克力板，所述面板通过连接螺栓与主箱固定连接。
更进一步地，所述支护筒设置在主箱壁上与主箱壁形成半圆柱形通路。
作为优选项，所述支护挡板的形状与支护筒内侧形状相同为半圆柱形，所述支护挡板的圆柱半径略小于支护筒的圆柱半径。
作为优选项，所述传动杆上还设有用于限定传动杆径向移动的套杆。
作为优选项，所述套杆上设有限定螺栓。
本发明的优点在于：其采用传动杆来改变支护挡板的位移，以达到改变隧道开挖面支护压力的作用，并且结构简单，操作方便，对试验操作人员没有较高技术要求。通过移动支护挡板来降低隧道开挖面支护压力来模拟实际隧道开挖过程支护压力不足而导致开挖面前方土体失稳情况，可以对开挖面前方土体的滑移量及变形形状进行监测并进行隧道开挖面支护压力计算研究。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的内部结构左视示意图；
图3为本发明的主视示意图；
图4为本发明的俯视示意图；
图5为支护挡板、传动杆、套杆的装配示意图。
图中：主箱1(其中：起吊耳1.1、起吊孔1.1.1、把手1.2、加强肋1.3、角钢1.4)、面板2(连接螺栓2.1)、支护筒3、支护挡板4、传动杆5、套杆6(其中：限定螺栓6.1)。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述：
如图1～5，一种用于浅埋隧道开挖模型的可移动支护室内缩尺试验装置，包括主箱1和可自由伸缩的传动杆5，所述主箱1上设有面板2，所述主箱1内设有支护筒3，所述支护筒3内靠接有支护挡板4，所述传动杆5穿过主箱1壁，所述传动杆5与支护挡板4固定连接。所述主箱1顶部上还设有起吊耳1.1，所述起吊耳1.1上开有起吊孔1.1.1。所述主箱1侧面设有把手1.2。所述主箱1侧面还设有加强肋1.3。所述主箱1顶部还设有角钢1.4。所述面板2为亚克力板，所述面板2通过连接螺栓2.1与主箱1固定连接。所述支护筒3设置在主箱1壁上与主箱1壁形成半圆柱形通路。所述支护挡板4的形状与支护筒3内侧形状相同为半圆柱形，所述支护挡板4的圆柱半径略小于支护筒3的圆柱半径。所述传动杆5上还设有用于限定传动杆5径向移动的套杆6。所述套杆6上设有限定螺栓6.1。
本发明使用时：
连接螺栓2.1用于连接主箱1和亚克力面板2，传动杆5可以自由伸缩，在传动杆5上还标有刻度线以记录其移动的位移。
在主箱1中设置的起吊孔1.1.1和多个把手1.2以便于装置的移动和托运。加劲肋1.3、角钢1.4用于提高主箱1的刚度，以防止试验过程中主箱1的刚度不足而导致的破坏。传动杆5的外径略小于圆形套杆6的内径，传动杆5穿入圆形套杆6中，传动杆5内侧均匀涂抹润滑剂，减少传动杆5抽动过程与套杆6之间的摩阻力，伸缩一定长度后可通过松紧限定螺栓6.1拧紧固定伸长位置。支护筒3为半圆形钢板，用于模拟隧道。支护挡板4与传动杆5通过焊接连接，随传动杆5伸缩而移动。
试验时，在主箱1内部填满试验材料后，通过向外抽动传动杆5带动支护挡板4的移动来降低隧道(支护筒3)开挖面的支护压力，以便对开挖面前方土体的变形量及变形形状进行监测，以便后续进行开挖面支护压力计算研究。整个试验过程即可模拟隧道开挖面支护压力过低时隧道的受力情况以及开挖面前方土体的失稳情况。
最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应认为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于浅埋隧道开挖模型的可移动支护室内缩尺试验装置，其特征在于：包括主箱(1)和可自由伸缩的传动杆(5)，所述主箱(1)上设有面板(2)，所述主箱(1)内设有支护筒(3)，所述支护筒(3)内靠接有支护挡板(4)，所述传动杆(5)穿过主箱(1)壁，所述传动杆(5)与支护挡板(4)固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于浅埋隧道开挖模型的可移动支护室内缩尺试验装置，其特征在于：所述主箱(1)顶部上还设有起吊耳(1.1)，所述起吊耳(1.1)上开有起吊孔(1.1.1)。
3.根据权利要求2所述的一种用于浅埋隧道开挖模型的可移动支护室内缩尺试验装置，其特征在于：所述主箱(1)侧面设有把手(1.2)。
4.根据权利要求3所述的一种用于浅埋隧道开挖模型的可移动支护室内缩尺试验装置，其特征在于：所述主箱(1)侧面还设有加强肋(1.3)。
5.根据权利要求4所述的一种用于浅埋隧道开挖模型的可移动支护室内缩尺试验装置，其特征在于：所述主箱(1)顶部还设有角钢(1.4)。
6.根据权利要求1～5中任意一项所述的一种用于浅埋隧道开挖模型的可移动支护室内缩尺试验装置，其特征在于：所述面板(2)为亚克力板，所述面板(2)通过连接螺栓(2.1)与主箱(1)固定连接。
7.根据权利要求6所述的一种用于浅埋隧道开挖模型的可移动支护室内缩尺试验装置，其特征在于：所述支护筒(3)设置在主箱(1)壁上与主箱(1)壁形成半圆柱形通路。
8.根据权利要求7所述的一种用于浅埋隧道开挖模型的可移动支护室内缩尺试验装置，其特征在于：所述支护挡板(4)的形状与支护筒(3)内侧形状相同为半圆柱形，所述支护挡板(4)的圆柱半径略小于支护筒(3)的圆柱半径。
9.根据权利要求8所述的一种用于浅埋隧道开挖模型的可移动支护室内缩尺试验装置，其特征在于：所述传动杆(5)上还设有用于限定传动杆(5)径向移动的套杆(6)。
10.根据权利要求9所述的一种用于浅埋隧道开挖模型的可移动支护室内缩尺试验装置，其特征在于：所述套杆(6)上设有限定螺栓(6.1)。
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