CN112485409B - 用于隧道模拟开挖的试验模型及方法 - Google Patents

用于隧道模拟开挖的试验模型及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112485409B
CN112485409B CN202110046881.0A CN202110046881A CN112485409B CN 112485409 B CN112485409 B CN 112485409B CN 202110046881 A CN202110046881 A CN 202110046881A CN 112485409 B CN112485409 B CN 112485409B
Authority
CN
China
Prior art keywords
modules
excavation
plate
module
inner contour
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110046881.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112485409A (zh
Inventor
任青阳
陈斌
彭子健
肖宋强
卞林林
彭洋
刘蓓蕾
贾彦平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chongqing Jiaotong University
Original Assignee
Chongqing Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chongqing Jiaotong University filed Critical Chongqing Jiaotong University
Priority to CN202110046881.0A priority Critical patent/CN112485409B/zh
Publication of CN112485409A publication Critical patent/CN112485409A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112485409B publication Critical patent/CN112485409B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/24—Earth materials
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B9/00—Simulators for teaching or training purposes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于隧道模拟开挖的试验模型及方法，所述试验模型由多个开挖模块组成；开挖模块能通过调压弹簧所提供的弹力来模拟出待开挖区内土体在开挖前的刚度，并且开挖模块可从径向方向上拆卸，避免与土体发生摩擦；本发明的有益技术效果是：提出了一种用于隧道模拟开挖的试验模型及方法，该方案可以有效提高模拟试验的仿真度和准确性。

Description

用于隧道模拟开挖的试验模型及方法
技术领域
本发明涉及一种隧道开挖试验技术，尤其涉及一种用于隧道模拟开挖的试验模型及方法。
背景技术
模型试验一直是研究隧道工程开挖以及隧道结构与岩土体相互作用的重要手段；现有技术中进行隧道模拟试验的技术多种多样，其中较为典型的有三种，第一种是，直接制作带孔洞的土体模型，然后在土体模型外部模拟施加地应力进行模拟试验，另一种是，先将土体模型在试验箱中压实，然后人工用铲子开挖，形成隧道轮廓，第三种是，在压实土体模型前，先将开挖模型预埋到土体中，在施加应力后将开挖模型上的组件逐个拔出来，从而达到模拟隧道开挖的效果。
现有技术存在的问题有：对于第一种试验方法，该方法因为由于先预留了孔洞，其模拟的结果与实际开挖所产生的效果相差较大，并且该方法只能模拟坚硬地层中的隧道开挖，对于在土质松软和围岩破碎段修建的隧道，该方法不适用。对于第二种方法，该方法在开挖过程中对模型的人为扰动非常大，其对模型的扰动影响远大于实际工程开挖过程中对围岩的扰动影响，甚至会破坏模型，造成试验结果失真，其次，该方法无法对较坚硬围岩地形进行模拟。对于第三种方法，该方法中所使用的开挖模型为刚性结构，试验过程中在一定程度上限制了围岩的变形；其次，拔出组件时，组件与周围土体的摩擦会对围岩产生附加的剪切作用，其试验效果与实际工程不符，易产生工程现象误判。
发明内容
针对背景技术中的问题，本发明提出了一种用于隧道模拟开挖的试验模型，其创新在于：所述试验模型由多个开挖模块组成；
单个开挖模块由支座板、内轮廓板和外轮廓板组成；支座板的外侧面上设置有多根连杆，同一支座板所辖的连杆轴向平行，内轮廓板上设置有与连杆匹配的连接孔，连杆中部套在连接孔中，连杆与连接孔间隙配合，连杆中部设置有第一螺纹段，第一螺纹段上设置有调节螺母，调节螺母卡在内轮廓板的内侧，调节螺母用于调节支座板和内轮廓板的间距；外轮廓板的内侧面上设置有多根支撑杆，同一外轮廓板所辖的支撑杆轴向平行，内轮廓板上设置有与支撑杆匹配的通孔，支撑杆中部套在通孔中，支撑杆与通孔间隙配合，支撑杆中部设置有第二螺纹段，第二螺纹段上设置有旋钮螺母，旋钮螺母卡在内轮廓板的内侧，旋钮螺母用于调节内轮廓板和外轮廓板的间距；内轮廓板外侧面的中部设置有多个调压弹簧，调节内轮廓板和外轮廓板的间距能使调压弹簧在轴向上被压缩；
所述试验模型从上至下分为多个模块层，单个模块层由两个开挖模块左右拼接而成；所有开挖模块拼接在一起时，多个外轮廓板所围成的区域的截面记为外轮廓截面，多个内轮廓板所围成的区域的截面记为内轮廓截面；所述外轮廓截面与待模拟的隧道的截面相同，所述内轮廓截面与外轮廓截面随形；相邻外轮廓板之间留有间隙，相邻内轮廓板之间留有间隙；试验模型左侧的多个开挖模块与试验模型右侧的多个开挖模块的位置和结构均对称；
位于最上侧的两个开挖模块记为两个上模块，位于中部的多个开挖模块记为多个中模块，位于最下侧的两个开挖模块记为两个下模块；上模块的支座板的截面为L形，两个上模块的支座板的竖向段相互接触；中模块的支座板的截面为方C形，同一模块层的两个中模块的支座板的竖向段相互接触，同一模块层的两个中模块的支座板的截面构成工字形结构，上模块的支座板的下端面与相应中模块的支座板的上端面接触；上侧的中模块的支座板的下端面与下侧相应中模块的支座板的上端面接触；下模块的支座板的截面为倒L形，两个下模块的支座板的竖向段相互接触，两个下模块的支座板的上端面与相应中模块的支座板的下端面接触。
前述方案的原理是：本发明的试验模型由多个开挖模块拼接而成，从“拼接”来看，其功能与现有技术中的拼接模型基本相似，即预先设计开挖方案，然后根据开挖方案设定的顺序，将多个开挖模块逐个顺次取出；与现有技术相比，本发明最重要的区别点有二：其一是可通过调节调压弹簧的压缩程度来模拟出不同的围岩刚度，其二是可通过拆卸内部结构，使开挖模块能够从径向上与土体分离并取出，避免“拔出”动作对土体造成的影响。
具体来说，对于第一个区别点：通过勘测手段获取实际区域的围岩刚度数据，然后根据相关理论将围岩刚度换算成相应的弹簧弹力，具体试验时，先对内轮廓板和外轮廓板的间距进行调节，使调压弹簧被压缩至适当的程度以提供相应的弹力；由于相邻外轮廓板之间和相邻内轮廓板之间均留有间隙，按设定的压力参数对试验模型周围的土体进行加压时，试验模型就会发生一定变形，外轮廓板就能向外围土体提供一定的反力，如此就能模拟出开挖区在开挖前的土体刚度，当相应开挖模块被拆卸后，调压弹簧不再提供弹力，这就相当于被挖掉的土体对外围土体的反力消失了，这就可以真实地模拟出开挖过程对围岩所受反力的影响。
对于第二个区别点：由本发明结构可知，将调节螺母和旋钮螺母松开后，内外轮廓板就能向内侧移动，当外轮廓板与土体分离后，我们就可以从轴向上将开挖模块抽出，如此就能避免开挖模块与周围土体发生摩擦，避免剪切作用对周围土体造成影响，能够有效提高试验的准确性。连杆和连接孔的间隙配合，以及支撑杆和通孔的间隙配合，就是为了便于移动内外轮廓板。
优选地，所述内轮廓板轴向的端面上设置有标尺，标尺用于标记调压弹簧在不同压缩程度时的弹力。为了提高试验效率，可预先对调压弹簧处于不同压缩程度时的弹力进行测量，然后将测量结果制作为标尺，试验时，操作人员直接根据标尺来读出弹簧弹力，可以有效提高试验效率。
优选地，同一内轮廓板上的多个调压弹簧的刚度相同；同一内轮廓板上的多个调压弹簧分成多个弹簧组，不同弹簧组所辖的调压弹簧在不受力状态下的轴向长度不同。采用此方案后，内轮廓板和外轮廓板处于不同间距时，与外轮廓板接触的调压弹簧数量不同，间距越小，与外轮廓板接触的调压弹簧数量越多，间距越大，与外轮廓板接触的调压弹簧数量越少，这就可以有效提高弹力调节的灵活性，以及扩展弹力的调节范围。
基于前述方案，本发明还提出了一种模拟隧道开挖的方法，所涉及的硬件包括多个试验模型和加压装置；所述加压装置的加压区为立方体形，加压区内填充有土体，加压区的底面、后侧面和前侧面均为刚性固定结构，加压区的前侧面上设置有与试验模型截面匹配的操作孔，加压装置能从加压区的上侧、左侧和右侧向土体施加压力；单个试验模型的结构如前所述，具体的方法包括：
1）通过旋钮螺母对内轮廓板和外轮廓板的间距进行调节，使调压弹簧被压缩至设定的长度；然后通过调节螺母对支座板和内轮廓板的间距进行调节，使多块支座板相互接触时，多块外轮廓板能够以小间隙方式拼接成完整的隧道截面；
调压弹簧所提供的弹力用于模拟待开挖区内土体在开挖前的刚度；
2）向加压区内填入一部分土体，然后将土体表面整平，将试验模型放在土体表面，多个试验模型同轴且相互接触形成待开挖隧道模型，待开挖隧道模型的轴向端面与操作孔相对，然后继续填入土体，使待开挖隧道模型被完全掩埋；
3）控制加压装置按设定的压力参数同步向土体的上侧、左侧和右侧加压；
4）待开挖隧道模型停止形变后，根据设计的开挖方案，将开挖模块从待开挖隧道模型上逐个取出；对单个开挖模块进行取出操作时，先缓慢旋松调节螺母，随着调节螺母逐渐旋松，内轮廓板在调压弹簧的弹力作用下逐渐向内侧移动，待调压弹簧完全松弛后，缓慢旋松旋钮螺母，然后使外轮廓板向内侧移动，待外轮廓板与周围土体完全分离后，沿待开挖隧道模型轴向方向将开挖模块从操作孔取出，然后继续对其余开挖模块进行操作。
试验过程中，通过调节内外轮廓板的间距，可以改变调压弹簧的弹力，从而模拟出不同的土体刚度，使我们可以对多种地质环境进行模拟；调节螺母完全旋松后，调压弹簧不再提供弹力，这就相当于实际开挖隧道时土体被挖走不再对周围土体提供反力，如此就能真实地模拟出开挖过程对周围土体受力的影响，再结合到具体的开挖方案，我们就能对具体开挖方案的可行性进行验证；拆卸开挖模块时，外轮廓板向内侧移动与周围土体分离，可以避免模型与土体发生摩擦，提高试验的准确性。
需要说明的是，本发明的附图所示出的试验模型由6个开挖模块组成，即2个上模块、2个中模块和2个下模块，但显然，中模块的数量是可以扩展为本发明方案所述的“多个”的，即，将图中的中模块所对应的内、外轮廓板均“切割”为多块，再配以相应数量的方C形的支座板即可，中模块数量越多，可供选择的开挖方案也就越多。
本发明的有益技术效果是：提出了一种用于隧道模拟开挖的试验模型及方法，该方案可以有效提高模拟试验的仿真度和准确性。
附图说明
图1、试验模型正视图；
图2、加压区剖面示意图；
图3、待开挖隧道模型结构示意图；
图4、待开挖隧道模型被部分挖掉时的结构示意图；
图5、内轮廓板外侧面示意图；
图6、中模块结构示意图；
图中各个标记所对应的名称分别为：支座板1、连杆11、内轮廓板2、支撑杆21、标尺22、调压弹簧23、外轮廓板3、土体4、旋螺母工具5。
具体实施方式
一种用于隧道模拟开挖的试验模型，其创新在于：所述试验模型由多个开挖模块组成；
单个开挖模块由支座板1、内轮廓板2和外轮廓板3组成；支座板1的外侧面上设置有多根连杆11，同一支座板1所辖的连杆11轴向平行，内轮廓板2上设置有与连杆11匹配的连接孔，连杆11中部套在连接孔中，连杆11与连接孔间隙配合，连杆11中部设置有第一螺纹段，第一螺纹段上设置有调节螺母，调节螺母卡在内轮廓板2的内侧，调节螺母用于调节支座板1和内轮廓板2的间距；外轮廓板3的内侧面上设置有多根支撑杆21，同一外轮廓板3所辖的支撑杆21轴向平行，内轮廓板2上设置有与支撑杆21匹配的通孔，支撑杆21中部套在通孔中，支撑杆21与通孔间隙配合，支撑杆21中部设置有第二螺纹段，第二螺纹段上设置有旋钮螺母，旋钮螺母卡在内轮廓板2的内侧，旋钮螺母用于调节内轮廓板2和外轮廓板3的间距；内轮廓板2外侧面的中部设置有多个调压弹簧，调节内轮廓板2和外轮廓板3的间距能使调压弹簧在轴向上被压缩；
所述试验模型从上至下分为多个模块层，单个模块层由两个开挖模块左右拼接而成；所有开挖模块拼接在一起时，多个外轮廓板3所围成的区域的截面记为外轮廓截面，多个内轮廓板2所围成的区域的截面记为内轮廓截面；所述外轮廓截面与待模拟的隧道的截面相同，所述内轮廓截面与外轮廓截面随形；相邻外轮廓板3之间留有间隙，相邻内轮廓板2之间留有间隙；试验模型左侧的多个开挖模块与试验模型右侧的多个开挖模块的位置和结构均对称；
位于最上侧的两个开挖模块记为两个上模块，位于中部的多个开挖模块记为多个中模块，位于最下侧的两个开挖模块记为两个下模块；上模块的支座板1的截面为L形，两个上模块的支座板1的竖向段相互接触；中模块的支座板1的截面为方C形，同一模块层的两个中模块的支座板1的竖向段相互接触，同一模块层的两个中模块的支座板1的截面构成工字形结构，上模块的支座板1的下端面与相应中模块的支座板1的上端面接触；上侧的中模块的支座板1的下端面与下侧相应中模块的支座板1的上端面接触；下模块的支座板1的截面为倒L形，两个下模块的支座板1的竖向段相互接触，两个下模块的支座板1的上端面与相应中模块的支座板1的下端面接触。
进一步地，所述内轮廓板2轴向的端面上设置有标尺22，标尺22用于标记调压弹簧在不同压缩程度时的弹力。
进一步地，同一内轮廓板2上的多个调压弹簧的刚度相同；同一内轮廓板2上的多个调压弹簧分成多个弹簧组，不同弹簧组所辖的调压弹簧在不受力状态下的轴向长度不同。
一种模拟隧道开挖的方法，所涉及的硬件包括多个试验模型和加压装置；所述加压装置的加压区为立方体形，加压区内填充有土体，加压区的底面、后侧面和前侧面均为刚性固定结构，加压区的前侧面上设置有与试验模型截面匹配的操作孔，加压装置能从加压区的上侧、左侧和右侧向土体施加压力；单个试验模型由多个开挖模块组成；
单个开挖模块由支座板1、内轮廓板2和外轮廓板3组成；支座板1的外侧面上设置有多根连杆11，同一支座板1所辖的连杆11轴向平行，内轮廓板2上设置有与连杆11匹配的连接孔，连杆11中部套在连接孔中，连杆11与连接孔间隙配合，连杆11中部设置有第一螺纹段，第一螺纹段上设置有调节螺母，调节螺母卡在内轮廓板2的内侧，调节螺母用于调节支座板1和内轮廓板2的间距；外轮廓板3的内侧面上设置有多根支撑杆21，同一外轮廓板3所辖的支撑杆21轴向平行，内轮廓板2上设置有与支撑杆21匹配的通孔，支撑杆21中部套在通孔中，支撑杆21与通孔间隙配合，支撑杆21中部设置有第二螺纹段，第二螺纹段上设置有旋钮螺母，旋钮螺母卡在内轮廓板2的内侧，旋钮螺母用于调节内轮廓板2和外轮廓板3的间距；内轮廓板2外侧面的中部设置有多个调压弹簧，调节内轮廓板2和外轮廓板3的间距能使调压弹簧在轴向上被压缩；
所述试验模型从上至下分为多个模块层，单个模块层由两个开挖模块左右拼接而成；所有开挖模块拼接在一起时，多个外轮廓板3所围成的区域的截面记为外轮廓截面，多个内轮廓板2所围成的区域的截面记为内轮廓截面；所述外轮廓截面与待模拟的隧道的截面相同，所述内轮廓截面与外轮廓截面随形；相邻外轮廓板3之间留有间隙，相邻内轮廓板2之间留有间隙；试验模型左侧的多个开挖模块与试验模型右侧的多个开挖模块的位置和结构均对称；
位于最上侧的两个开挖模块记为两个上模块，位于中部的多个开挖模块记为多个中模块，位于最下侧的两个开挖模块记为两个下模块；上模块的支座板1的截面为L形，两个上模块的支座板1的竖向段相互接触；中模块的支座板1的截面为方C形，同一模块层的两个中模块的支座板1的竖向段相互接触，同一模块层的两个中模块的支座板1的截面构成工字形结构，上模块的支座板1的下端面与相应中模块的支座板1的上端面接触；上侧的中模块的支座板1的下端面与下侧相应中模块的支座板1的上端面接触；下模块的支座板1的截面为倒L形，两个下模块的支座板1的竖向段相互接触，两个下模块的支座板1的上端面与相应中模块的支座板1的下端面接触；
具体的方法包括：
1）通过旋钮螺母对内轮廓板2和外轮廓板3的间距进行调节，使调压弹簧被压缩至设定的长度；然后通过调节螺母对支座板1和内轮廓板2的间距进行调节，使多块支座板1相互接触时，多块外轮廓板3能够以小间隙方式拼接成完整的隧道截面；
调压弹簧所提供的弹力用于模拟待开挖区内土体在开挖前的刚度；
2）向加压区内填入一部分土体，然后将土体表面整平，将试验模型放在土体表面，多个试验模型同轴且相互接触形成待开挖隧道模型，待开挖隧道模型的轴向端面与操作孔相对，然后继续填入土体，使待开挖隧道模型被完全掩埋；
3）控制加压装置按设定的压力参数同步向土体的上侧、左侧和右侧加压；
4）待开挖隧道模型停止形变后，根据设计的开挖方案，将开挖模块从待开挖隧道模型上逐个取出；对单个开挖模块进行取出操作时，先缓慢旋松调节螺母，随着调节螺母逐渐旋松，内轮廓板2在调压弹簧的弹力作用下逐渐向内侧移动，待调压弹簧完全松弛后，缓慢旋松旋钮螺母，然后使外轮廓板3向内侧移动，待外轮廓板3与周围土体完全分离后，沿待开挖隧道模型轴向方向将开挖模块从操作孔取出，然后继续对其余开挖模块进行操作。
参见图6，图中标记5所示的带手柄的螺纹杆结构是发明人设计的一个小工具，通过这个小工具可以对内部的螺母进行旋动，可以提高操作的方便性。

Claims (1)

1.一种模拟隧道开挖的方法，所涉及的硬件包括多个试验模型和加压装置；所述加压装置的加压区为立方体形，加压区内填充有土体，加压区的底面、后侧面和前侧面均为刚性固定结构，加压区的前侧面上设置有与试验模型截面匹配的操作孔，加压装置能从加压区的上侧、左侧和右侧向土体施加压力；单个试验模型由多个开挖模块组成；
单个开挖模块由支座板（1）、内轮廓板（2）和外轮廓板（3）组成；支座板（1）的外侧面上设置有多根连杆（11），同一支座板（1）所辖的连杆（11）轴向平行，内轮廓板（2）上设置有与连杆（11）匹配的连接孔，连杆（11）中部套在连接孔中，连杆（11）与连接孔间隙配合，连杆（11）中部设置有第一螺纹段，第一螺纹段上设置有调节螺母，调节螺母卡在内轮廓板（2）的内侧，调节螺母用于调节支座板（1）和内轮廓板（2）的间距；外轮廓板（3）的内侧面上设置有多根支撑杆（21），同一外轮廓板（3）所辖的支撑杆（21）轴向平行，内轮廓板（2）上设置有与支撑杆（21）匹配的通孔，支撑杆（21）中部套在通孔中，支撑杆（21）与通孔间隙配合，支撑杆（21）中部设置有第二螺纹段，第二螺纹段上设置有旋钮螺母，旋钮螺母卡在内轮廓板（2）的内侧，旋钮螺母用于调节内轮廓板（2）和外轮廓板（3）的间距；内轮廓板（2）外侧面的中部设置有多个调压弹簧，调节内轮廓板（2）和外轮廓板（3）的间距能使调压弹簧在轴向上被压缩；
所述试验模型从上至下分为多个模块层，单个模块层由两个开挖模块左右拼接而成；所有开挖模块拼接在一起时，多个外轮廓板（3）所围成的区域的截面记为外轮廓截面，多个内轮廓板（2）所围成的区域的截面记为内轮廓截面；所述外轮廓截面与待模拟的隧道的截面相同，所述内轮廓截面与外轮廓截面随形；相邻外轮廓板（3）之间留有间隙，相邻内轮廓板（2）之间留有间隙；试验模型左侧的多个开挖模块与试验模型右侧的多个开挖模块的位置和结构均对称；
位于最上侧的两个开挖模块记为两个上模块，位于中部的多个开挖模块记为多个中模块，位于最下侧的两个开挖模块记为两个下模块；上模块的支座板（1）的截面为L形，两个上模块的支座板（1）的竖向段相互接触；中模块的支座板（1）的截面为方C形，同一模块层的两个中模块的支座板（1）的竖向段相互接触，同一模块层的两个中模块的支座板（1）的截面构成工字形结构，上模块的支座板（1）的下端面与相应中模块的支座板（1）的上端面接触；上侧的中模块的支座板（1）的下端面与下侧相应中模块的支座板（1）的上端面接触；下模块的支座板（1）的截面为倒L形，两个下模块的支座板（1）的竖向段相互接触，两个下模块的支座板（1）的上端面与相应中模块的支座板（1）的下端面接触；
其特征在于：所述方法包括：
1）通过旋钮螺母对内轮廓板（2）和外轮廓板（3）的间距进行调节，使调压弹簧被压缩至设定的长度；然后通过调节螺母对支座板（1）和内轮廓板（2）的间距进行调节，使多块支座板（1）相互接触时，多块外轮廓板（3）能够以小间隙方式拼接成完整的隧道截面；
调压弹簧所提供的弹力用于模拟待开挖区内土体在开挖前的刚度；
2）向加压区内填入一部分土体，然后将土体表面整平，将试验模型放在土体表面，多个试验模型同轴且相互接触形成待开挖隧道模型，待开挖隧道模型的轴向端面与操作孔相对，然后继续填入土体，使待开挖隧道模型被完全掩埋；
3）控制加压装置按设定的压力参数同步向土体的上侧、左侧和右侧加压；
4）待开挖隧道模型停止形变后，根据设计的开挖方案，将开挖模块从待开挖隧道模型上逐个取出；对单个开挖模块进行取出操作时，先缓慢旋松调节螺母，随着调节螺母逐渐旋松，内轮廓板（2）在调压弹簧的弹力作用下逐渐向内侧移动，待调压弹簧完全松弛后，缓慢旋松旋钮螺母，然后使外轮廓板（3）向内侧移动，待外轮廓板（3）与周围土体完全分离后，沿待开挖隧道模型轴向方向将开挖模块从操作孔取出，然后继续对其余开挖模块进行操作。
CN202110046881.0A 2021-01-14 2021-01-14 用于隧道模拟开挖的试验模型及方法 Active CN112485409B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110046881.0A CN112485409B (zh) 2021-01-14 2021-01-14 用于隧道模拟开挖的试验模型及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110046881.0A CN112485409B (zh) 2021-01-14 2021-01-14 用于隧道模拟开挖的试验模型及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112485409A CN112485409A (zh) 2021-03-12
CN112485409B true CN112485409B (zh) 2024-04-12

Family

ID=74912401

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110046881.0A Active CN112485409B (zh) 2021-01-14 2021-01-14 用于隧道模拟开挖的试验模型及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112485409B (zh)

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05288649A (ja) * 1992-04-09 1993-11-02 Railway Technical Res Inst トンネル覆工模型実験装置及びその使用方法
KR20140082343A (ko) * 2012-12-24 2014-07-02 최희숙 터널 벽체를 선시공한 후 터널 내부를 굴착하는 비개착 터널 시공방법
KR101467114B1 (ko) * 2013-09-02 2014-12-01 서울과학기술대학교 산학협력단 터널굴착시 주변지반의 거동파악을 위한 모형터널 조립체
WO2015103720A1 (zh) * 2014-01-07 2015-07-16 山东大学 一种隧道施工大型综合地球物理超前探测模型试验装置
EP2993458A1 (en) * 2014-09-04 2016-03-09 The Boeing Company Translational tuned mass damper with continuously adjustable damping characteristics for application to high speed wind tunnel testing
CN105548504A (zh) * 2016-01-29 2016-05-04 天津大学 模拟隧道开挖及补偿注浆过程的三维模型隧道试验装置
CN105572308A (zh) * 2016-02-02 2016-05-11 长安大学 一种模拟隧道开挖过程的试验装置
CN108226401A (zh) * 2018-01-30 2018-06-29 山东科技大学 一种用于模型试验的开挖定位装置及使用方法
CN207602119U (zh) * 2017-09-15 2018-07-10 成都理工大学 一种模拟隧道开挖卸荷的试验装置
CN108333332A (zh) * 2018-03-06 2018-07-27 招商局重庆交通科研设计院有限公司 大比例尺隧道模型试验开挖装置
CN108827669A (zh) * 2018-03-12 2018-11-16 同济大学 一种用于模拟隧道变形破坏特性的试验系统
CN110132711A (zh) * 2019-05-28 2019-08-16 重庆交通大学 一种陡倾节理地层小净距大断面隧道的模型试验方法
WO2019200904A1 (zh) * 2018-04-19 2019-10-24 中国矿业大学 模拟隧道分部开挖的多功能智能掘进装置及方法
CN214122235U (zh) * 2021-01-14 2021-09-03 重庆交通大学 用于隧道模拟开挖的试验模型

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05288649A (ja) * 1992-04-09 1993-11-02 Railway Technical Res Inst トンネル覆工模型実験装置及びその使用方法
KR20140082343A (ko) * 2012-12-24 2014-07-02 최희숙 터널 벽체를 선시공한 후 터널 내부를 굴착하는 비개착 터널 시공방법
KR101467114B1 (ko) * 2013-09-02 2014-12-01 서울과학기술대학교 산학협력단 터널굴착시 주변지반의 거동파악을 위한 모형터널 조립체
WO2015103720A1 (zh) * 2014-01-07 2015-07-16 山东大学 一种隧道施工大型综合地球物理超前探测模型试验装置
EP2993458A1 (en) * 2014-09-04 2016-03-09 The Boeing Company Translational tuned mass damper with continuously adjustable damping characteristics for application to high speed wind tunnel testing
CN105548504A (zh) * 2016-01-29 2016-05-04 天津大学 模拟隧道开挖及补偿注浆过程的三维模型隧道试验装置
CN105572308A (zh) * 2016-02-02 2016-05-11 长安大学 一种模拟隧道开挖过程的试验装置
CN207602119U (zh) * 2017-09-15 2018-07-10 成都理工大学 一种模拟隧道开挖卸荷的试验装置
CN108226401A (zh) * 2018-01-30 2018-06-29 山东科技大学 一种用于模型试验的开挖定位装置及使用方法
CN108333332A (zh) * 2018-03-06 2018-07-27 招商局重庆交通科研设计院有限公司 大比例尺隧道模型试验开挖装置
CN108827669A (zh) * 2018-03-12 2018-11-16 同济大学 一种用于模拟隧道变形破坏特性的试验系统
WO2019200904A1 (zh) * 2018-04-19 2019-10-24 中国矿业大学 模拟隧道分部开挖的多功能智能掘进装置及方法
CN110132711A (zh) * 2019-05-28 2019-08-16 重庆交通大学 一种陡倾节理地层小净距大断面隧道的模型试验方法
CN214122235U (zh) * 2021-01-14 2021-09-03 重庆交通大学 用于隧道模拟开挖的试验模型

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
盾构隧道开挖及补偿注浆对地层扰动影响的室内试验及数值模拟研究;郑刚 等;岩土工程学报;20161031;第38卷(第10期);第1741-1753页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112485409A (zh) 2021-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110779795B (zh) 裂缝性储层地质力学建模网格单元大小确定方法
US9909966B2 (en) Shear test device and test method of rock mass discontinuities under constant normal stiffness condition
Weishen et al. Quasi-three-dimensional physical model tests on a cavern complex under high in-situ stresses
CN105651589B (zh) 一种对深部岩体应力状态及响应的模拟测试方法
CN102353762B (zh) 一种节理岩体开挖瞬态卸荷松动模拟系统
CN103866736B (zh) 一种矿震对煤矿地下水库影响的物理模拟试验系统及方法
CN104007246A (zh) 三维耦合可控滑面边坡稳定性相似试验系统
CN103353516A (zh) 大型可活动的侧向抬升复合加载滑坡物理模型试验装置
CN105204088A (zh) 构造应力场模拟试验装置及方法
CN110702881B (zh) 岩土材料参数变异性结果的预测方法及其应用
CN207989022U (zh) 一种基于深钻孔孔径变形测定的地应力测试装置
CN111595703A (zh) 一种基于模型试验的节理岩质边坡爆破失稳规律的测试方法
CN109754697A (zh) 一种模拟断层错动的三维相似物理试验装置
CN103954499A (zh) 一种岩石围压加载实验装置及实验方法
CN108414347B (zh) 可模拟深部断层形成及裂隙发育的多功能试验系统
CN214122235U (zh) 用于隧道模拟开挖的试验模型
CN104792562A (zh) 地下洞室结构面开挖瞬态卸荷松动模拟试验系统
CN112485409B (zh) 用于隧道模拟开挖的试验模型及方法
CN105735377B (zh) 一种基于基坑开挖模型试验的可调节防水基坑支护装置
Aguilar et al. Structural damage assessment of Huaca de la Luna, Perú: preliminary results from ongoing multidisciplinary study
CN107561246B (zh) 一种滑坡模型试验装置
CN105005667A (zh) 劈裂注浆复合土体等效弹性模量及泊松比计算方法
CN104849081A (zh) 一种新型煤矿再造应急救援通道相似模拟试验台
CN1374512A (zh) 一种模型试验中离散化多主应力面加载方法及装置
Dhar et al. Nonlinear dynamic soil-structure interaction effects on the seismic response of a pile-supported integral bridge structure

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant