CN110805073A - 一种沉管隧道含淤泥碎石垫层模型试验平台及试验方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种沉管隧道含淤泥碎石垫层模型试验平台，包括：试验箱，所述试验箱内部设置沉管隧道含淤泥碎石垫层模型，所述沉管隧道含淤泥碎石垫层模型包括碎石垫层、水及淤泥；垄沟构造装置，所述垄沟构造装置安装于试验箱顶部，用于构造碎石垫层垄沟；加载系统，所述加载系统用于向所述沉管隧道含淤泥碎石垫层模型上方的加载板施加荷载；淤泥灌注装置，所述淤泥灌注装置用于向碎石顶面注入淤泥。本公开的沉管隧道含淤泥碎石垫层模型试验平台能够满足不同碎石垫层尺寸、垄沟构造、回淤条件等模拟要求。

Description

一种沉管隧道含淤泥碎石垫层模型试验平台及试验方法

技术领域

本发明涉及隧道工程技术领域，具体涉及一种沉管隧道含淤泥碎石垫层模型试验平台及试验方法。

背景技术

水下隧道常采用沉管法修建，整个隧道由多个沉管管节通过接头连接组成，管节安放于沉管基础上。沉管基础一般为先铺法碎石基床，即在沉管沉放前首先进行带垄沟的碎石垫层铺设，铺设完成后再进行沉管的沉放安装等后续作业。碎石垫层作为沉管的基础，其承载性能直接影响沉管结构及接头的受力与安全运营。碎石垫层从开始铺设到安装沉管管节需要一定的时间周期，由于一些水域的水中含泥量较高，且泥面往往沉积有较厚的淤泥，受水流、船舶、气象等影响，碎石垫层施工后、沉管沉放前，会或多或少受到回淤影响，碎石垫层的容淤能力是基础垫层的关键技术问题之一，过大的淤积会增加沉管垫层内回淤物的含量，进而降低碎石垫层的受力性能，因此准确评估含淤泥碎石垫层的承载性能，获得相应的变形模量、承载力等力学指标，是碎石垫层构造方案设计，准确评估地基刚度偏差，保证沉管结构受力安全的前提。

由于碎石是一种各向异性的散体材料，目前各种理论分析和数值模拟均存在较多的假定条件，因此模型试验是研究碎石垫层的最有效手段。在试验方面，国内外主要开展的有：现场试验、离心模型试验、室内模型试验等几类。现场试验与实际工程一致性较好，但沉管隧道水深往往达到数十米，在深水中铺设数千平米的碎石垫层费用极其昂贵，且周期很长。离心模型试验存在粒径效应和时间比尺问题，模型尺寸往往只能做到几十厘米，不适用于粒径要求在20～60mm范围内的碎石垫层模拟。因此，利用模型试验平台开展大比尺室内模型试验，能够较好的反映原型受力特性，且试验可控性强，干扰因素较少。

目前，已有的模型试验平合主要针对常规建筑结构基础、地下工程基础和桥梁基础等领域，无法满足不同碎石垫层尺寸、垄沟构造、回淤条件等模拟要求。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种沉管隧道含淤泥碎石垫层模型试验平台，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

根据本公开的一个方面，提供了一种沉管隧道含淤泥碎石垫层模型试验平台，包括：

试验箱，所述试验箱内部设置沉管隧道含淤泥碎石垫层模型，所述沉管隧道含淤泥碎石垫层模型包括碎石垫层、水及淤泥；

垄沟构造装置，所述垄沟构造装置安装于试验箱顶部，用于构造碎石垫层垄沟；

加载系统，所述加载系统用于向所述沉管隧道含淤泥碎石垫层模型上方的加载板施加荷载；

淤泥灌注装置，所述淤泥灌注装置用于向碎石顶面注入淤泥。

进一步的，所述试验箱包括：

钢底板，所述钢底板水平设置于所述试验箱的底部；

四个钢壳侧壁，所述四个钢壳侧壁垂直于所述钢底板，与钢底板构成上方开口的箱体结构；

四块分隔板，设置于四个钢壳侧壁内部，并垂直于钢底板，用于围设于所述沉管隧道含淤泥碎石垫层模型的四个侧面。

进一步的，所述四块分隔板包括：

两块长分隔板，设置于相对的两个钢壳侧壁之间；

两块短分隔板，设置于所述两块长分隔板之间。

进一步的，所述试验箱还包括：

至少两对长分隔板卡槽，设置于相对的两个钢壳侧壁内侧，用于在所述相对的两个钢壳侧壁之间安装所述两块长分隔板；

至少两对短分隔板卡槽，设置于所述两块长分隔板侧壁内侧，用于在所述两块长分隔板之间安装所述两块短分隔板。

进一步的，所述长分隔板卡槽和/或短分隔板卡槽沿试验箱的高度方向设置不少于两排且均匀分布。

进一步的，所述长分隔板卡槽与钢壳侧壁焊接，和/或短分隔板卡槽与长分隔板焊接。

进一步的，相对的两个长分隔板之间的水平向间距为碎石垫层一个垄顶宽度与两侧半个垄沟宽度之和。

进一步的，所述试验箱还包括：

注水孔，设置于钢壳侧壁下方，用于通过注水孔向试验箱内灌注清水至所述沉管隧道含淤泥碎石垫层模型的碎石垄顶表面；

排水孔，设置于钢壳侧壁下方，用于在试验结束后将水排出。

进一步的，所述垄沟构造装置包括：

斜面板、斜面板下端抵靠在长分隔板上，并与长分隔板呈一倾角；

丝杆，所述丝杆上端穿过平衡梁并与所述平衡梁连接，下端与斜面板铰接；

平衡梁，所述平衡梁安装在所述试验箱的顶部。

进一步的，所述平衡梁包括搭设于相对的两个钢壳侧壁的上方的第一平衡梁与第二平衡梁，以及设置在第一平衡梁与第二平衡梁之间的第三平衡梁；

所述丝杆包括第一丝杆及第二丝杆，其中第一丝杆上端穿过第一平衡梁并通过螺母与第一平衡梁连接，下端通过转动球铰与斜面板靠近分隔板的一侧连接；第二丝杆上端穿过第二平衡梁并通过螺母与第二平衡梁连接，下端通过转动球铰与斜面板远离分隔板的一侧连接，通过螺母调节第一丝杆及第二丝杆的上下移动，能够调节斜面板的高度及与分隔板之间倾角的大小。

进一步的，所述垄沟构造装置还包括：

加劲肋，所述加劲肋垂直连接于斜面板，且垂直抵靠于分隔板，用于增强所述斜面板刚度。

进一步的，所述淤泥灌注装置包括：

淤泥浆液搅拌机，用于将淤泥和水搅拌形成流态淤泥；

泥浆泵，连接所述淤泥浆液搅拌机，用于抽取淤泥；

输送管，连接至所述泥浆泵，并伸入试验箱内，用于向所述沉管隧道含淤泥碎石垫层模型的碎石表面灌注淤泥。

进一步的，所述淤泥灌注装置还包括：

流速传感器，设置于所述泥浆泵上，用于控制淤泥的灌注速度；及

流量传感器，设置于所述输送管上，用于控制淤泥的淤泥灌注量。

根据本公开的另一个方面，还提供了一种沉管隧道带垄沟的含淤泥碎石垫层模型试验方法，包括：

试验前，选取碎石垫层一个垄顶宽度与两侧半个垄沟宽度之和作为碎石垫层模拟的单元平面尺寸，将试验箱分隔成所需的平面尺寸；

将垄沟构造装置的平衡梁安装在试验箱顶部，丝杆上端穿过平衡梁并通过螺母与平衡梁连接，下端通过转动球铰与斜面板连接，通过调节螺母调节斜面板的高度和倾角，模拟所需的垄沟规格尺寸；

在试验箱内填筑碎石，填筑高度按照实际碎石垫层的设计高度确定；填筑完成后将碎石垫层垄顶整平，移除垄沟构造装置，完成带垄沟的碎石垫层铺设；

通过注水孔向试验箱内灌注清水至碎石垄顶表面；

将淤泥和水按照设计的容重要求配比投入淤泥浆液搅拌机搅拌形成流态淤泥，通过泥浆泵并利用输送管向碎石表面灌注淤泥，通过流速传感器控制灌注速度不，并通过流量传感器控制淤泥灌注量，直至灌注淤泥达到设计要求的厚度；

将加载板下沉至试验箱内的淤泥层中，静置稳定后，利用加载系统向加载板施加荷载。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本公开沉管隧道含淤泥碎石垫层模型试验平台及试验方法至少具有以下有益效果其中之一：

(1)本公开的沉管隧道含淤泥碎石垫层模型试验平台，其试验箱尺寸大(例如4m长×4m宽×2m高)，试验箱钢壳侧壁内四周焊有卡槽，用于插入分隔板，分隔板侧壁焊有卡槽，将分隔板插入卡槽可根据试验垫层尺寸要求将试验箱分隔成所需的平面尺寸，实现了不同尺寸规格的碎石垫层1∶1足尺单元的模拟；

(2)本公开的沉管隧道含淤泥碎石垫层模型试验平台，其垄沟构造装置通过调节螺母从而调节斜面板的高度和倾角，实现了不同规格尺寸的碎石垫层垄沟模拟；

(3)本公开的沉管隧道含淤泥碎石垫层模型试验平台，其淤泥灌注装置可自动搅拌形成流态淤泥，通过泥浆泵并利用输送管向碎石表面缓慢灌注淤泥，通过流速传感器控制灌注速度，并通过流量传感器控制淤泥灌注量，现实了不同密度、不同淤泥厚度、不同回淤时间等回淤条件模拟；

(4)本公开的沉管隧道含淤泥碎石垫层模型试验平台，能够模拟水下沉管碎石垫层的实际工况条件，更好的反映实际工程条件下含淤泥碎石垫层的承载性能。

附图说明

图1为本公开实施例沉管隧道含淤泥碎石垫层模型试验平台的正立面示意图；

图2为本公开实施例沉管隧道含淤泥碎石垫层模型试验平台的试验箱平面示意图；

图3为本公开实施例沉管隧道含淤泥碎石垫层模型试验平台的垄沟构造装置正立面示意图；

图4为本公开实施例沉管隧道含淤泥碎石垫层模型试验平台的垄沟构造装置平面示意图。

【附图中本公开实施例主要元件符号说明】

1-试验箱；2-垄沟构造装置；3-加载系统；4-淤泥灌注装置；5-碎石垫层；6-水；7-淤泥；8-加载板；9-垄沟；10-钢壳侧壁；11-钢底板；12-长分隔板；13-短分隔板；14-长分隔板卡槽；15-短分隔板卡槽；16-注水孔；17-排水孔；18-斜面板；19-加劲肋；20-丝杆；21-平衡梁；22-螺母；23-转动球铰；24-淤泥浆液搅拌机；25-泥浆泵；26-输送管；27-流速传感器；28-流量传感器。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。

本公开某些实施例于后方将参照所附附图做更全面性地描述，其中一些但并非全部的实施例将被示出。实际上，本公开的各种实施例可以由许多不同形式实现，而不应被解释为限于此处所阐述的实施例；相对地，提供这些实施例使得本公开满足适用的法律要求。

在本公开的一个示例性实施例中，提供了一种沉管隧道含淤泥碎石垫层模型试验平台。

图1为本公开实施例沉管隧道含淤泥碎石垫层模型试验平台的结构示意图。如图1所示，本发明提供的沉管隧道含淤泥碎石垫层模型试验平台包括：试验箱1、垄沟构造装置2、加载系统3及淤泥灌注装置4。其中，所述试验箱1中设置沉管隧道含淤泥碎石垫层模型，模型上方设置加载板8，该模型包括碎石垫层5、水6、淤泥7；垄沟构造装置2安装于试验箱顶部，用于构造碎石垫层垄沟9；加载系统3安装于设置有试验箱1的实验室的地锚上，用于向加载板8施加荷载；淤泥灌注装置4用于向碎石顶面注入回淤淤泥7。

具体地，所述淤泥灌注装置4的输送管伸入试验箱1内，在试验箱1内构造沉管隧道含淤泥碎石垫层模型，加载板8设置于碎石垫层模型上方，加载系统3通过加载板8向碎石垫层模型施加载荷。

以下对本实施例沉管隧道含淤泥碎石垫层模型试验平台的各个部分进行详细说明。

图2为本公开实施例沉管隧道含淤泥碎石垫层模型试验平台的试验箱平面示意图。如图2所示，试验箱1包括四个侧面带加劲肋的钢壳侧壁10、钢底板11、长分隔板12及短分隔板13。其中，所述钢底板11水平设置于所述试验箱1的底部，四个钢壳侧壁10垂直于钢底板11，与钢底板11构成上方开口的箱体结构。相对的两个所述钢壳侧壁10内侧焊有两对长分隔板卡槽14，用于在相对的两个钢壳侧壁10之间竖直地插入两块长分隔板12。在两块长分隔板12侧壁内侧分别焊有短分隔板卡槽15，将两块短分隔板13竖直地插入相对的短分隔板卡槽15，从而根据碎石垫层模型尺寸要求将试验箱分隔成所需的平面尺寸。

此外，试验箱1的一个钢壳侧壁10下方设有注水孔16，用于通过注水孔向试验箱内灌注清水至碎石垄顶表面；在试验箱1的另一个钢壳侧壁10设置有排水孔17，用于在试验结束后将水排出。

钢壳侧壁10上安装的相对设置的两个长分隔板12之间的水平向间距为碎石垫层一个垄顶宽度与两侧半个垄沟宽度之和，进一步的，卡槽沿试验箱高度方向设置不少于两排且均匀分布。

本实施例中，沉管隧道含淤泥碎石垫层模型试验平台的试验箱尺寸为4m长×4m宽×2m高，试验箱尺寸较大，钢壳侧壁内四周焊有卡槽，用于插入分隔板，分隔板侧壁焊有卡槽，将分隔板插入卡槽可根据试验垫层尺寸要求将试验箱分隔成所需的平面尺寸，实现了不同尺寸规格的碎石垫层1∶1足尺单元的模拟。

图3为本公开实施例沉管隧道含淤泥碎石垫层模型试验平台的垄沟构造装置正立面示意图；图4为本公开实施例沉管隧道含淤泥碎石垫层模型试验平台的垄沟构造装置平面示意图。如图3至图4所示，试验箱1的左右两侧分别设置有垄沟构造装置2，垄沟构造装置2主要包括斜面板18、加劲肋19、丝杆20及平衡梁21。其中，平衡梁21安装在试验箱1的顶部，具体地，所述平衡梁21包括搭设于相对的两个钢壳侧壁10的上方的第一平衡梁211与第二平衡梁212，以及设置在第一平衡梁211与第二平衡梁212之间的第三平衡梁213；丝杆20包括第一丝杆201及第二丝杆202，其中第一丝杆201上端穿过第一平衡梁211并通过螺母22与第一平衡梁211连接，下端通过转动球铰23与斜面板18靠近长分隔板12的一侧连接；第二丝杆202上端穿过第二平衡梁212并通过螺母22与第二平衡梁212连接，下端通过转动球铰23与斜面板18远离长分隔板12的一侧连接。斜面板18下端抵靠在长分隔板12上，并与长分隔板12呈一倾角，所述倾角的取值可以根据模拟垄沟的具体尺寸确定。

进一步的，所述斜面板18上设置有加劲肋19，所述加劲肋19垂直连接于斜面板18，且垂直抵靠于长分隔板12，用于增强斜面板18刚度。通过调节螺母22，可以实现丝杆20的上下移动，从而调节斜面板18的高度及与长分隔板之间的倾角，实现不同规格尺寸垄沟的模拟。

淤泥灌注装置4包括依次连接的淤泥浆液搅拌机24、泥浆泵25、输送管26，淤泥和水按照设计的容重要求配比投入淤泥浆液搅拌机24搅拌形成流态淤泥，通过泥浆泵25并利用输送管26向碎石表面缓慢灌注淤泥7，从而构成含淤泥碎石垫层模型。

进一步的，所述泥浆泵25上设置有流速传感器27，输送管26上设置有流量传感器28，灌注淤泥的过程中可以通过流速传感器27控制灌注速度不大于3cm/s，并通过流量传感器28控制淤泥灌注量。本实施例的的沉管隧道含淤泥碎石垫层模型试验平台，由于其淤泥灌注装置可自动搅拌形成流态淤泥，通过泥浆泵并利用输送管向碎石表面缓慢灌注淤泥，通过流速传感器控制灌注速度，并通过流量传感器控制淤泥灌注量，从而现实了不同密度、不同淤泥厚度、不同回淤时间等回淤条件模拟。

本实施例的沉管隧道含淤泥碎石垫层模型试验平台，能够模拟水下沉管碎石垫层的实际工况条件，更好的反映实际工程条件下含淤泥碎石垫层的承载性能。

在本公开第二个示意性实施例中，提供了一种沉管隧道带垄沟的含淤泥碎石垫层模型试验方法，包括：

试验前，首先确定碎石垫层模拟单元的平面尺寸。基于平面应变和轴对称假设，采取1∶1的几何相似比，选取碎石垫层一个垄顶宽度与两侧半个垄沟宽度之和作为碎石垫层模拟的单元平面尺寸，据此在钢壳侧壁内和分隔板上设置卡槽，将试验箱分隔成所需的平面尺寸。如：碎石垫层垄顶宽1.8m，两侧V型半垄沟宽度0.525m，则碎石垫层模拟单元平面尺寸取2.85m×2.85m。

将垄沟构造装置的平衡梁安装在试验箱顶部，丝杆一端穿过平衡梁并通过螺母与平衡梁连接、另一端通过转动球铰与斜面板连接，通过调节螺母从而调节斜面板的高度和倾角，实现不同规格尺寸垄沟的模拟。

在试验箱内填筑碎石，填筑高度按照实际碎石垫层的设计高度确定。填筑完成后将碎石垫层垄顶整平，移除垄沟构造装置，完成带垄沟的碎石垫层铺设。

通过注水孔向试验箱内灌注清水至碎石垄顶表面。注入的水能够渗入分隔板内部并充满整个试验箱。

将淤泥和水按照设计的容重要求配比投入淤泥浆液搅拌机搅拌形成流态淤泥，通过泥浆泵并利用输送管向碎石表面缓慢灌注淤泥，通过流速传感器控制灌注速度不大于3cm/s，并通过流量传感器控制淤泥灌注量，将配置好特定重度的淤泥缓慢灌注至试验槽内，初次灌注时，淤泥会逐步沉入碎石垫层的空隙内，当填充饱满后淤泥面会随着灌注量的增加而增长，直至灌注淤泥达到设计要求的厚度。

将加载板缓慢下沉至试验箱内的淤泥层中，静置稳定后，利用加载系统向加载板施加荷载。

为了达到简要说明的目的，上述实施例1中任何可作相同应用的技术特征叙述皆并于此，无需再重复相同叙述。

至此，已经结合附图对本公开实施例进行了详细描述。需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换。

还需要说明的是，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本公开的保护范围。贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本公开的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。

并且图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本公开实施例的内容。另外，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。

除非有所知名为相反之意，本说明书及所附权利要求中的数值参数是近似值，能够根据通过本公开的内容所得的所需特性改变。具体而言，所有使用于说明书及权利要求中表示组成的含量、反应条件等等的数字，应理解为在所有情况中是受到「约」的用语所修饰。一般情况下，其表达的含义是指包含由特定数量在一些实施例中±10％的变化、在一些实施例中±5％的变化、在一些实施例中±1％的变化、在一些实施例中±0.5％的变化。

再者，单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。

说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”、“第三”等的用词，以修饰相应的元件，其本身并不意味着该元件有任何的序数，也不代表某一元件与另一元件的顺序、或是制造方法上的顺序，该些序数的使用仅用来使具有某命名的一元件得以和另一具有相同命名的元件能做出清楚区分。

此外，除非特别描述或必须依序发生的步骤，上述步骤的顺序并无限制于以上所列，且可根据所需设计而变化或重新安排。并且上述实施例可基于设计及可靠度的考虑，彼此混合搭配使用或与其他实施例混合搭配使用，即不同实施例中的技术特征可以自由组合形成更多的实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。并且，在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个公开方面中的一个或多个，在上面对本公开的示例性实施例的描述中，本公开的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本公开要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，公开方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本公开的单独实施例。

以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种沉管隧道含淤泥碎石垫层模型试验平台，其特征在于，包括：

试验箱(1)，所述试验箱(1)内部设置沉管隧道含淤泥碎石垫层模型，所述沉管隧道含淤泥碎石垫层模型包括碎石垫层(5)、水(6)及淤泥(7)；

垄沟构造装置(2)，所述垄沟构造装置(2)安装于试验箱(1)顶部，用于构造碎石垫层垄沟(9)；

加载系统(3)，所述加载系统(3)用于向所述沉管隧道含淤泥碎石垫层模型上方的加载板(8)施加荷载；

淤泥灌注装置(4)，所述淤泥灌注装置(4)用于向碎石顶面注入淤泥(7)。

2.根据权利要求1所述的沉管隧道含淤泥碎石垫层模型试验平台，其特征在于，所述试验箱(1)包括：

钢底板(11)，所述钢底板(11)水平设置于所述试验箱(1)的底部；

四个钢壳侧壁(10)，所述四个钢壳侧壁(I0)垂直于所述钢底板(11)，与钢底板(11)构成上方开口的箱体结构；

四块分隔板，设置于四个钢壳侧壁(10)内部，并垂直于钢底板(11)，用于围设于所述沉管隧道含淤泥碎石垫层模型的四个侧面。

3.根据权利要求2所述的沉管隧道含淤泥碎石垫层模型试验平台，其特征在于，所述四块分隔板包括：

两块长分隔板(12)，设置于相对的两个钢壳侧壁(10)之间；

两块短分隔板(13)，设置于所述两块长分隔板(12)之间。

4.根据权利要求3所述的沉管隧道含淤泥碎石垫层模型试验平台，其特征在于，所述试验箱(1)还包括：

至少两对长分隔板卡槽(14)，设置于相对的两个钢壳侧壁(10)内侧，用于在所述相对的两个钢壳侧壁(10)之间安装所述两块长分隔板(12)；

至少两对短分隔板卡槽(15)，设置于所述两块长分隔板(12)侧壁内侧，用于在所述两块长分隔板(12)之间安装所述两块短分隔板(13)。

5.根据权利要求4所述的沉管隧道含淤泥碎石垫层模型试验平台，其特征在于，所述长分隔板卡槽(14)和/或短分隔板卡槽(15)沿试验箱(1)的高度方向设置不少于两排且均匀分布。

6.根据权利要求4所述的沉管隧道含淤泥碎石垫层模型试验平台，其特征在于，所述长分隔板卡槽(14)与钢壳侧壁(10)焊接，和/或短分隔板卡槽(15)与长分隔板(12)焊接。

7.根据权利要求3所述的沉管隧道含淤泥碎石垫层模型试验平台，其特征在于，相对的两个长分隔板(12)之间的水平向间距为碎石垫层一个垄顶宽度与两侧半个垄沟宽度之和。

8.根据权利要求1所述的沉管隧道含淤泥碎石垫层模型试验平台，其特征在于，所述试验箱(1)还包括：

注水孔(16)，设置于钢壳侧壁(10)下方，用于通过注水孔向试验箱内灌注清水至所述沉管隧道含淤泥碎石垫层模型的碎石垄顶表面；

排水孔(17)，设置于钢壳侧壁(10)下方，用于在试验结束后将水排出。

9.根据权利要求1所述的沉管隧道含淤泥碎石垫层模型试验平台，其特征在于，所述垄沟构造装置(2)包括：

斜面板(18)、斜面板(18)下端抵靠在长分隔板(12)上，并与长分隔板(12)呈一倾角；

丝杆(20)，所述丝杆(20)上端穿过平衡梁(21)并与所述平衡梁(21)连接，下端与斜面板((18))铰接；

平衡梁(21)，所述平衡梁(21)安装在所述试验箱(1)的顶部。

10.根据权利要求9所述的沉管隧道含淤泥碎石垫层模型试验平台，其特征在于，

所述平衡梁(21)包括搭设于相对的两个钢壳侧壁(10)的上方的第一平衡梁(211)与第二平衡梁(212)，以及设置在第一平衡梁(211)与第二平衡梁(212)之间的第三平衡梁(213)；

所述丝杆(20)包括第一丝杆(201)及第二丝杆(202)，其中第一丝杆(201)上端穿过第一平衡梁(211)并通过螺母(22)与第一平衡梁(211)连接，下端通过转动球铰(23)与斜面板(18)靠近分隔板的一侧连接；第二丝杆(202)上端穿过第二平衡梁(212)并通过螺母(22)与第二平衡梁(212)连接，下端通过转动球铰(23)与斜面板(18)远离分隔板的一侧连接，通过螺母(22)调节第一丝杆(201)及第二丝杆(202)的上下移动，能够调节斜面板(18)的高度及与分隔板之间倾角的大小。

11.根据权利要求1所述的沉管隧道含淤泥碎石垫层模型试验平台，其特征在于，所述垄沟构造装置(2)还包括：

加劲肋(19)，所述加劲肋(19)垂直连接于斜面板(18)，且垂直抵靠于分隔板，用于增强所述斜面板(18)刚度。

12.根据权利要求1所述的沉管隧道含淤泥碎石垫层模型试验平台，其特征在于，所述淤泥灌注装置(4)包括：

淤泥浆液搅拌机(24)，用于将淤泥和水搅拌形成流态淤泥；

泥浆泵(25)，连接所述淤泥浆液搅拌机(24)，用于抽取淤泥(7)；

输送管(26)，连接至所述泥浆泵(25)，并伸入试验箱(1)内，用于向所述沉管隧道含淤泥碎石垫层模型的碎石表面灌注淤泥(7)。

13.根据权利要求12所述的沉管隧道含淤泥碎石垫层模型试验平台，其特征在于，所述淤泥灌注装置(4)还包括：

流速传感器(27)，设置于所述泥浆泵(25)上，用于控制淤泥(7)的灌注速度；及

流量传感器(28)，设置于所述输送管(26)上，用于控制淤泥(7)的淤泥灌注量。

14.一种沉管隧道带垄沟的含淤泥碎石垫层模型试验方法，其特征在于，包括：

试验前，选取碎石垫层一个垄顶宽度与两侧半个垄沟宽度之和作为碎石垫层模拟的单元平面尺寸，将试验箱分隔成所需的平面尺寸；

将垄沟构造装置的平衡梁安装在试验箱顶部，丝杆上端穿过平衡梁并通过螺母与平衡梁连接，下端通过转动球铰与斜面板连接，通过调节螺母调节斜面板的高度和倾角，模拟所需的垄沟规格尺寸；

在试验箱内填筑碎石，填筑高度按照实际碎石垫层的设计高度确定；填筑完成后将碎石垫层垄顶整平，移除垄沟构造装置，完成带垄沟的碎石垫层铺设；

通过注水孔向试验箱内灌注清水至碎石垄顶表面；

将淤泥和水按照设计的容重要求配比投入淤泥浆液搅拌机搅拌形成流态淤泥，通过泥浆泵并利用输送管向碎石表面灌注淤泥，通过流速传感器控制灌注速度不，并通过流量传感器控制淤泥灌注量，直至灌注淤泥达到设计要求的厚度；

将加载板下沉至试验箱内的淤泥层中，静置稳定后，利用加载系统向加载板施加荷载。

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