CN112924296A - 海底盾构隧道受力变形及止水失效试验系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及海底盾构隧道受力变形及止水失效试验系统及方法，包括反力架，反力架内部固定有顶部敞口设置的支撑筒，支撑筒内部用于放置待试验的管片，支撑筒顶部可拆卸的连接有环状的压板，反力架与压板之间设有竖向加载件，支撑筒安装有水平加载件，支撑筒与供水机构连接，还包括密封条，用于设置在管片底面与支撑筒之间、管片顶面与压板之间，采用本发明的试验系统实现了模拟海底盾构隧道在饱海水及地应力荷载作用下管片结构变形及管片接头止水失效。
Description
技术领域
本发明涉及试验设备技术领域，具体涉及海底盾构隧道受力变形及止水失效试验系统及方法。
背景技术
这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。
海洋环境盾构隧道从建设到运营，都赋存于条件复杂、地下水分布、环境敏感的岩土之中，沿线环境变化引起的地层变异以及结构本身在内外环境作用下自身的劣化，都会对结构服役性能产生不利影响。盾构隧道由管片采用螺栓连接组成，结构复杂，然而盾构隧道整环及多环加载原型试验尺寸较大，费用昂贵，难以实施。因此开展大比例尺模型试验最大限度的还原盾构隧道的螺栓、止水胶条、传力衬垫等局部细节，以研究海洋环境盾构隧道管片结构受力变形破裂及管片接头止水失效十分必要。
发明人发现，目前盾构隧道管片结构模型试验系统具有以下不足：未能考虑盾构隧道饱海水赋存环境，形式上多采用整环管片箍绳的方式进行模拟，不能真实反映管片结构表面海水压力，难以研究饱水环境对管片结构破裂模式的影响，同时由于大多数模型试验未能实现水压加载和止水胶条等局部细节的模拟，不能揭示管片接头渗漏水发生过程。
发明内容
本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供海底盾构隧道受力变形及止水失效试验系统，结构简单，操作方便，可以实现模拟海底盾构隧道在饱海水及地应力荷载作用下管片结构变形及管片接头止水失效。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
第一方面，本发明提供了海底盾构隧道受力变形及止水失效试验系统，包括反力架，反力架内部固定有顶部敞口设置的支撑筒，支撑筒内部用于放置待试验的管片环，支撑筒顶部可拆卸的连接有环状的压板，反力架与压板之间设有竖向加载件，支撑筒安装有水平加载件，支撑筒与供水机构连接，还包括密封条，用于设置在管片环底面与支撑筒之间、管片环顶面与压板之间，进而使得管片环与支撑筒之间构成密封空间。
进一步的，所述竖向加载件设置多个，沿圆周均匀分布，所述竖向加载件的加载部与压板固定连接，固定部能够与反力架相贴合。
进一步的，所述水平加载件设置多个，多个水平加载件沿圆周均匀分布，所述水平加载件的固定部与支撑筒固定连接，其加载部与传力杆的一端固定连接，传力杆的另一端能够通过传力衬垫对管片环施加水平荷载。
进一步的，所述竖向加载件及水平加载件均采用液压千斤顶，所述液压千斤顶通过输油管与油泵连接，所述油泵与液压油源连接，能够将液压油泵入输油管内。
进一步的，所述输油管上安装有压力表，用于检测油压。
进一步的，所述支撑筒顶部设有环状的翼板，支撑筒顶部通过翼板与压板可拆卸固定连接。
进一步的，还包括监测组件，所述监测组件用于监测管片的渗漏水量、位移及应力，所述监测组件与信号收集器连接，能够将采集的数据传输给信号收集器。
进一步的，所述供水机构包括压力罐，所述压力罐通过管路与空压机及水泵连接，所述水泵与水源连接，所述压力罐通过输水管与支撑筒连接，压力罐内的水能够通过输水管进入支撑筒内部。
第二方面，本发明提供了海底盾构隧道受力变形及止水失效试验系统的工作方法，包括以下步骤：
将预先制备好的管片环放入支撑筒内部，且管片环底面与支撑筒之间设置密封条；
将压板固定在支撑筒顶部，且在管片环顶面和压板之间设置密封条；
启动竖向加载件，对压板施加设定的竖向荷载，管片和支撑筒之间形成密封空间；
启动供水机构，向管片环和支撑筒之间的空间注入水，直至达到设定压力；
启动水平加载件，对管片环施加水平梯度压力，直至管片环变形、止水失效。
进一步的，所述管片环设置多个，多个管片环依次固定连接，每个管片环由多个管片拼接固定而成，相邻管片及相邻管片环之间设置有止水组件。
本发明的有益效果：
1.本发明的试验系统，通过支撑筒、压板、竖向加载件及密封条的设置，能够在管片和支撑筒之间形成一个密封空间，并且具有供水机构，能够向管片和支撑筒之间的空间进行注水，支撑筒上设有水平加载件和竖向加载件，能够向管片环施加水平荷载和竖向荷载，实现了模拟海底盾构隧道在饱海水及地应力荷载作用下管片结构变形及管片接头止水失效。
2.本发明的试验方法，相邻管片环之间设置有止水组件，能够实现止水的细节模拟，能够揭示管片接头渗漏水发生过程。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。
图1为本发明实施例1整体结构示意图；
图2为本发明实施例1支撑筒、水平加载件、管片及监测组件装配俯视图；
图3为本发明实施例1反力架结构俯视图；
图4为本发明实施例2相邻管片连接示意图；
图5为本发明实施例2相邻管片间止水组件示意图；
其中，1.竖向梁，2.底部连接梁，3.顶部连接梁，4.支撑筒，5.翼板，6.密封垫，7.密封条，8.压板，9.螺栓，10.竖向液压千斤顶，11.油管接口，12.水平液压千斤顶，13.传力杆，14.油泵，15.输油阀门，16.油压表，17.输水管，18.压力罐，19.第一接口，20.第二接口，21.第三接口，22.水泵，23.送水阀门，24.空压机，25.气压调节器，26.压力表，27.输水阀门，28.泄压阀，29.渗漏水量量测装置，30.位移传感器，31.应力传感器，32.传力衬垫，33.线路，34.信号收集器，35.高清摄像机，36.管片环，37.止水传力衬垫，38.三元乙丙橡胶垫，39.吸水膨胀橡胶，40.弯螺栓。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
正如背景技术所介绍的，现有的盾构隧道管片结构模型试验系统未能考虑盾构隧道饱海水赋存环境，不能真实反映管片结构表面海水压力，难以研究饱水环境对管片结构破裂模式的影响，针对上述问题，本申请提出了海底盾构隧道受力变形及止水失效试验系统。
本申请的一种典型实施方式实施例1中，如图1-图3所示，海底盾构隧道受力变形及止水失效试验系统，包括反力架，所述反力架固定在地面基础上，所述反力架包括多个沿圆周均匀设置的竖向梁1，所述竖向梁底端与底部连接梁2固定连接，多个底部连接梁交叉设置，所述竖向梁顶端与顶部连接梁3固定连接，所述顶部连接梁交叉设置。
优选的，所述竖向梁、底部连接梁和顶部连接梁均采用工字梁，可以理解的是，本领域技术人员可以根据实际需要选择其他类型的钢梁来制作竖向梁、底部连接梁和顶部连接梁。
所述反力架内部固定有支撑筒4，优选的，所述支撑筒焊接固定在底部连接梁的顶面上，且所述支撑筒与反力架同轴设置。
所述支撑筒采用顶部敞口设置的筒体结构，所述支撑用内部用于放置待试验的管片环。
所述支撑筒的顶部设置有环状的翼板5，所述翼板与支撑筒一体式设置，所述翼板通过螺栓9可拆卸的连接有环状的压板8，且翼板和压板之间设置有密封垫6，用于密封翼板和压板之间的空间，所述压板的内径小于支撑筒的内径，且小于待试验的管片环的内径。
压板采用环状，方便观察试验过程中结构变形破裂情况及渗漏水情况。
所述试验系统还包括密封条7，所述密封条用于设置在管片底面与支撑筒之间及管片顶面与压板之间。
通过设置密封条，能够使得管片环宇支撑筒内筒面之间形成一个密封空间。
所述压板上安装有多个竖向加载件，本实施例中，所述竖向加载件设置四个，四个所述竖向加载件沿圆周均匀分布。
优选的，所述竖向加载件采用竖向液压千斤顶10，所述竖向液压千斤顶具有油管接口11，所述竖向液压千斤顶的加载部与压板固定连接，竖向液压千斤顶的固定部能够与顶部连接梁的底面相贴合。
所述支撑筒的侧部筒壁上沿圆周均匀固定有多个水平加载件，优选的，所述水平加载件设置上下两排，每排具有十二个水平加载件。
本实施例中，所述水平加载件采用水平液压千斤顶12，水平液压千斤顶具有油管接头，所述水平液压千斤顶的固定部与支撑筒的筒壁固定连接，且水平液压千斤顶的固定部设置在支撑筒的筒壁外侧面与竖向梁之间，所述水平液压千斤顶的固定部与竖向梁的内侧面相贴合，所述水平液压千斤顶的加载部穿过支撑筒的筒壁后与传力杆13的一端连接，传力杆的另一端能够通过传力衬垫32对管片环施加水平荷载。
本实施例中，所述水平液压千斤顶与支撑筒之间设置有密封圈，防止漏水。
本实施例中，所述水平液压千斤顶和竖向液压千斤顶均通过输油管与油泵14连接，所述油泵与液压油源连接，油泵能够将液压油泵入水平液压千斤顶和竖向液压千斤顶，进而控制水平液压千斤顶和竖向液压千斤顶的工作。
所述水平液压千斤顶和竖向液压千斤顶与油泵之间的输油管上均安装有输油阀门15和油压表16，所述输油阀门用于控制输油管的导通和关闭，所述油压表用于检测油压，进而控制水平液压千斤顶和竖向液压千斤顶施加的荷载大小。
所述支撑筒的侧部筒壁通过输水管17与供水机构连接，供水机构能够通过输水管向支撑筒与管片环之间的密封空间注入水。
所述注水机构包括压力罐18，所述压力罐的罐壁上开设有第一接口19、第二接口20和第三接口21。
所述第一接口通过送水管路与水泵22连接，水泵与水源连接，水泵能够将水从水源通过送水管路泵入压力罐。
所述送水管路上安装有送水阀门23，用于控制送水管路的导通和闭合。
所述第二接口位于第一接口上方，第二接口通过送气管路与空压机24连接，空压机能够通过送气管路向压力罐内注入设定压力的空气。
所述送气管路上安装有气压调节器25，用于调节空压机输出气压大小，进而调节压力罐输出的水压大小。
所述第三接口与输水管的一端连接，输水管的另一端与支撑筒的筒壁连接，所述输水管上安装有压力表26和输水阀门27，所述压力表用于检测输水管内水压大小，所述输水阀门用于控制输水管的导通和关闭。
所述压力罐的顶部设置有泄压阀28，用于卸掉压力罐内的压力。
所述试验系统还包括监测组件，所述监测组件包括用于安装在待试验的管片环上的渗漏水量量测装置29、位移传感器30和应力传感器31，所述渗漏水量量测装置、位移传感器和应力传感器均通过线路33与信号收集器34连接，能够将检测得到的数据传输给信号收集器，所述信号收集器与控制系统连接，能够将接收到的数据传输给控制系统。
本实施例中，所述渗漏水量量测装置、位移传感器和应力传感器均采用现有元件即可，其具体结构在此不进行详细叙述。
本实施例的试验系统还包括高清摄像机35，所述高清摄像机用于设置在支撑筒内部，所述高清摄像机与控制系统连接，能够采集试验过程中管片环的图像并传输给控制系统。
实施例2：
本实施例公开了一种实施例1所述的海底盾构隧道受力变形及止水失效试验系统的工作方法，包括以下步骤：
步骤1：如图4-图5所示，根据设定的相似比制作管片环36，并制作止水组件，所述止水组件包括止水传力衬垫37、三元乙丙橡胶垫38、吸水膨胀橡胶39。
所述管片尺寸及力学参数是由原型盾构隧道管片结构通过缩尺相似而来，为确保最大程度还原局部细节，相似比不宜小于1:3。
本实施例中，采用三个管片环进行试验，其中位于两侧的管片环的宽度为位于中间的管片环的宽度的一半，所述宽度指管片环沿隧道掘进方向的尺寸，每个管片环均由多个管片拼接固定构成，相邻管片及相邻管片环通过弯螺栓40连接，且在相邻管片及相邻管片环之间设置有止水组件，所述止水组件包括止水传力衬垫、三元乙丙橡胶垫、吸水膨胀橡胶。
步骤2：将制作好的管片环放入支撑筒中，且在管片环底面与支撑筒底部筒壁之间放置密封条，在支撑筒顶部的翼板上通过螺栓连接环状的压板，在压板与管片环的顶面之间放置密封条。
步骤3：利用油泵和输油管向竖向液压千斤顶供油，带动竖向液压千斤顶工作，对压板施加竖向荷载，并在油压达到设定压力时保持，此时，管片环与支撑筒内侧面之间形成一个密封空间。
步骤4：打开输水阀门和水泵，水泵向压力罐内泵入设定量的水，当压力罐内的水量达到设定值时，停止水泵并关闭输水阀门，打开空压机并调节气压调节器，在气体压力作用下，压力罐内的水通过输水管进入管片环和支撑筒之间的空间，并对支撑环施加设定压力荷载，用于模拟饱海水环境。
步骤5：油泵工作，向水平液压千斤顶供油，水平液压千斤顶工作，对管片环施加水平梯度荷载，荷载施加过程中，利用监测组件实时监测管片环的应力值、位移值及渗透水量，直至管片环结构变形、止水失效、结构破裂，完成了整个试验过程。
在水压加载过程中，压力罐上部为空气，下部为海水，依靠空压机提供的空气压力转化为水压力作用在管片上，从而开展大比例尺模型试验。
采用本实施例的系统，实现了模拟海底盾构隧道在饱海水及地应力荷载作用下管片结构变形及管片接头止水失效，而且相邻管片环及相邻管片之间具有止水组件，能够实现止水的细节模拟，能够揭示管片接头渗漏水发生过程。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (10)
1.海底盾构隧道受力变形及止水失效试验系统，其特征在于，包括反力架，反力架内部固定有顶部敞口设置的支撑筒，支撑筒内部用于放置待试验的管片环，支撑筒顶部可拆卸的连接有环状的压板，反力架与压板之间设有竖向加载件，支撑筒安装有水平加载件，支撑筒与供水机构连接，还包括密封条，用于设置在管片环底面与支撑筒之间、管片环顶面与压板之间。
2.如权利要求1所述的海底盾构隧道受力变形及止水失效试验系统，其特征在于，所述竖向加载件设置多个，沿圆周均匀分布，所述竖向加载件的加载部与压板固定连接，固定部能够与反力架相贴合。
3.如权利要求1所述的海底盾构隧道受力变形及止水失效试验系统，其特征在于，所述水平加载件设置多个，多个水平加载件沿圆周均匀分布，所述水平加载件的固定部与支撑筒固定连接，其加载部与传力杆的一端固定连接，传力杆的另一端能够通过传力衬垫对管片环施加水平荷载。
4.如权利要求1所述的海底盾构隧道受力变形及止水失效试验系统，其特征在于，所述竖向加载件及水平加载件均采用液压千斤顶，所述液压千斤顶通过输油管与油泵连接，所述油泵与液压油源连接，能够将液压油泵入输油管内。
5.如权利要求4所述的海底盾构隧道受力变形及止水失效试验系统，其特征在于，所述输油管上安装有压力表，用于检测油压。
6.如权利要求1所述的海底盾构隧道受力变形及止水失效试验系统，其特征在于，所述支撑筒顶部设有环状的翼板，支撑筒顶部通过翼板与压板可拆卸固定连接。
7.如权利要求1所述的海底盾构隧道受力变形及止水失效试验系统，其特征在于，还包括监测组件，所述监测组件用于监测管片的渗漏水量、位移及应力，所述监测组件与信号收集器连接，能够将采集的数据传输给信号收集器。
8.如权利要求1所述的海底盾构隧道受力变形及止水失效试验系统，其特征在于，所述供水机构包括压力罐，所述压力罐通过管路与空压机及水泵连接，所述水泵与水源连接，所述压力罐通过输水管与支撑筒连接，压力罐内的水能够通过输水管进入支撑筒内部。
9.海底盾构隧道受力变形及止水失效试验系统的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
将预先制备好的管片环放入支撑筒内部，且管片环底面与支撑筒之间设置密封条；
将压板固定在支撑筒顶部，且在管片环顶面和压板之间设置密封条；
启动竖向加载件，对压板施加设定的竖向荷载，管片和支撑筒之间形成密封空间；
启动供水机构，向管片环和支撑筒之间的空间注入水，直至达到设定压力；
启动水平加载件，对管片环施加水平梯度压力，直至管片环变形、止水失效。
10.如权利要求9所述的海底盾构隧道受力变形及止水失效试验系统的工作方法，其特征在于，所述管片环设置多个，多个管片环依次固定连接，每个管片环由多个管片拼接固定而成，相邻管片及相邻管片环之间设置有止水组件。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN116990143A (zh) * | 2023-09-27 | 2023-11-03 | 中交三航(南通)海洋工程有限公司 | 一种盾构管片力学模拟试验装置 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008088705A (ja) * | 2006-10-02 | 2008-04-17 | Tekken Constr Co Ltd | シ−ルド工法およびシ−ルド掘進機 |
| CN105300601A (zh) * | 2015-09-23 | 2016-02-03 | 同济大学 | 盾构隧道管片纵缝抗渗性能试验系统 |
| CN106885661A (zh) * | 2017-02-23 | 2017-06-23 | 天津大学 | 模拟水、土荷载作用的盾构隧道管环抗渗性能试验方法 |
| CN108548763A (zh) * | 2018-03-09 | 2018-09-18 | 山东大学 | 侵蚀及渗流作用下注浆加固体稳定性三维模型试验系统及方法 |
| CN109556965A (zh) * | 2018-11-26 | 2019-04-02 | 上海市基础工程集团有限公司 | 盾构管片力学性能模拟试验装置 |
| CN110618037A (zh) * | 2019-10-23 | 2019-12-27 | 中铁第四勘察设计院集团有限公司 | 盾构隧道衬砌环足尺试验加载装置以及方法 |
-
2021
- 2021-03-03 CN CN202110236089.1A patent/CN112924296B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008088705A (ja) * | 2006-10-02 | 2008-04-17 | Tekken Constr Co Ltd | シ−ルド工法およびシ−ルド掘進機 |
| CN105300601A (zh) * | 2015-09-23 | 2016-02-03 | 同济大学 | 盾构隧道管片纵缝抗渗性能试验系统 |
| CN106885661A (zh) * | 2017-02-23 | 2017-06-23 | 天津大学 | 模拟水、土荷载作用的盾构隧道管环抗渗性能试验方法 |
| CN108548763A (zh) * | 2018-03-09 | 2018-09-18 | 山东大学 | 侵蚀及渗流作用下注浆加固体稳定性三维模型试验系统及方法 |
| CN109556965A (zh) * | 2018-11-26 | 2019-04-02 | 上海市基础工程集团有限公司 | 盾构管片力学性能模拟试验装置 |
| CN110618037A (zh) * | 2019-10-23 | 2019-12-27 | 中铁第四勘察设计院集团有限公司 | 盾构隧道衬砌环足尺试验加载装置以及方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 向青青 等: "整环盾构隧道管片原型加载系统的研究综述", 《低温建筑技术》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116990143A (zh) * | 2023-09-27 | 2023-11-03 | 中交三航(南通)海洋工程有限公司 | 一种盾构管片力学模拟试验装置 |
| CN116990143B (zh) * | 2023-09-27 | 2023-11-28 | 中交三航(南通)海洋工程有限公司 | 一种盾构管片力学模拟试验装置 |
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