CN113252549A - 一种模拟盾构在岩溶区掘进安全距离的试验装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及盾构施工技术领域，更具体而言，涉及一种模拟盾构在岩溶区掘进安全距离的试验装置及方法。包括试验箱装置、隧道开挖模拟装置、溶洞模拟装置和数据监测分析装置，模型试验箱两对应侧面上开设有开孔，模型试验箱内设置有模型透明土，隧道开挖装置包括内管和外管，外管套在内管外部，外管一端连接有拉拔仪器，溶洞模拟装置包括可溶性3D打印溶洞和加压管。本发明利用3D打印技术制作溶洞及隧道，可对真实形态溶洞及隧道进行模拟，模型制作流程快捷方便易上手，该模型使隧道掘进过程中溶洞的变化及周围土体的变化可视化，清晰观察溶洞坍塌的形态发展特点。本发明主要应用于模拟盾构在岩溶区安全距离掘进试验方面。

Description

一种模拟盾构在岩溶区掘进安全距离的试验装置及方法

技术领域

本发明涉及盾构施工技术领域，更具体而言，涉及一种模拟盾构在岩溶区掘进安全距离的试验装置及方法。

背景技术

随着现在城市化建设和地下空间开发进程的加快，越来越多的地铁隧道穿越岩溶地质区。岩溶区地铁隧道施工过程中容易发生涌水、涌砂等严重地质灾害，危及施工人员的生命安全，诱发地面塌陷等工程灾害，造成工期延误，同时会恶化地铁运营环境，严重威胁人们的健康。为了保持此时掘进过程中周围岩土体的稳定性，减小溶洞对隧道建设的危害，需要保证和确定溶洞与隧道之间土体的安全距离。所谓的安全距离就是在隧道的开挖过程中保持溶洞与隧道间岩土层稳定性的最小岩土层厚度。

目前关于岩溶地区隧道掘进安全厚度的理论与数值模拟的研究较多，但是这并不能完全解决安全厚度方面的问题；另一方面，这些理论及数值模拟大多是研究山岭隧道，由于山岭隧道与盾构隧道施工过程的不同，研究机理也是大大不同的。

国内外学者针对在岩溶地区进行盾构隧道掘进过程进行了一系列模型试验，如专利号为CN201820824786.2提出了一种用于模拟岩溶地区盾构隧道开挖的试验装置，该装置基于平面应变设计，不能反映三维状态下盾构掘进的影响，同时该装置未考虑管片的接缝相似及盾构与管片间的土体损失。

发明内容

为克服上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种模拟盾构在岩溶区掘进安全距离的试验装置方法，该发明能够在三维状态下反映盾构掘进的影响，对岩溶地区隧道掘进过程中溶洞的破坏过程进行监测，为研究安全厚度机理提供充分的数据资料，对隧道施工中安全厚度的预测给予科学的指导是具有重要意义的。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案为：

一种模拟盾构在岩溶区掘进安全距离的试验装置，包括试验箱装置、隧道开挖模拟装置、溶洞模拟装置和数据监测分析装置，所述试验箱装置包括模型试验箱，所述模型试验箱为上部开口的透明玻璃箱结构，模型试验箱两对应侧面上开设有开孔，所述开孔上设置有玻璃挡板，所述模型试验箱内设置有模型透明土，所述隧道开挖装置包括内管和外管，所述外管嵌套在内管外部，内管与外管水平设置在模型试验箱的开孔中，所述内管一端与玻璃挡板紧密连接，另一端伸出模型试验箱外，所述外管靠近内管紧密连接玻璃挡板的一侧距离玻璃挡板10-30cm设置，外管另一端伸出试验箱外20cm，所述外管伸出模型试验箱的一端通过绳索连接有拉拔仪器，所述溶洞模拟装置包括可溶性3D打印溶洞和加压管，所述加压管一端与可溶性3D打印溶洞连通，另一端连接有水源，所述数据监测装置包括位移传感器、土压力盒、光纤采集装置和溶洞形态观察系统，所述位移传感器设置在土体表层上，所述土压力盒布设在可溶性3D打印溶洞影响区域，所述光纤采集装置包括传感光纤、调制解调仪和计算机，所述位移传感器和土压力盒均与计算机连接。

所述溶洞形态观察系统包括面激光源、CCD相机和PIV分析软件，所述面激光源设置在所需观测断面一侧，所述CCD相机的镜头与观测面平行，所述PIV分析软件与CCD相机联接。

所述模型透明土采用液体石蜡、正十三烷和硅粉骨料混合制成。

所述外管采用PVC管或钢管，所述内管采用PA2000材料制成。

所述可溶性3D打印溶洞外部设置有气囊，所述气囊可紧密包裹任意形状的可溶性3D打印溶洞。

所述加压管上设置有流量计和开关阀门。

所述传感光纤通过环氧树脂粘贴在内管外壁的下部，传感光纤串联设置，所述传感光纤与调制解调仪连接，所述调制解调仪与计算机联接。

所述可溶性3D打印溶洞的材料采用水溶性PVA树脂，所述可溶性3D打印溶洞的位置可按照真实情况或试验需求，布置于模型隧道上方、下方、左右方一定范围内。

一种如权利要求1所述的一种模拟盾构在岩溶区掘进安全距离的试验装置试验方法，包括以下步骤：

S1、进行隧道—溶洞—土体的相似设计：首先根据实验室条件确定模型尺寸与原型尺寸的几何相似比为1：L，L为缩尺比例，然后根据几何相似比，对试验模型土、内管和外管的直径、壁厚和埋深按原型尺寸的1/L进行设计；

S2、配置透明岩体：S21、配制与骨料折射率相同或极其相近的孔隙液体；S22、将孔隙液体与骨料混合均匀；S23、将孔隙液体与骨料的混合物倒入模具；S24、将模具放置于真空箱内进行抽真空；S25、重复步骤S23，直至模具浇筑完成；S26、分多次对试样进行加压固结；S27、分多次对试样进行卸载；S28、拆模，透明岩体试样制备完成；

S3、量测装置的布置：S31、土体表层上已固定的位移传感器进行连接；S32、溶洞顶部、溶洞底部和溶洞所在深度的无溶洞影响区域土压力采用压力盒量测，将压力盒分别布设于溶洞顶部、底部和溶洞所在深度的无溶洞影响区域；S33、将各测量仪器的引线与数据采集仪和电脑连接，通过计算机自动采集试验相关数据；试验开始前在模型隧道外部底部布置传感光纤，将传感光纤预拉后，在开槽口两端利用环氧树脂胶固定传感光纤；

溶洞形态观察系统的布设：S34、将制备完成的模型试验箱放置于光学平台一侧；S35、在模型试验箱侧部安置面激光源，用于制作散斑面，同时便于图片采集设备采集图像，面激光源的中心要正对模型试验箱试样中心，通过不断调整激光器的高度与模型试验箱的距离，使得需要分析区域的散斑面效果最佳；S36、利用磁性底座或三角架固定数码相机的位置，使得数码相机的中心对焦点对焦到需要分析区域的中心，同时需要将控制点和需要分析的区域全局纳入数码相机的取景范围之内；S37、将数码相机与计算机图像采集软件相连接，用于实验过程中图片的自动采集，并设置图片存放地址和相关参数等；S38、打开激光器，在透明砂土模型试样中生成散斑面，先用数码相机自动对焦模式对焦到散斑面上，收集到清晰可见的图片后，再设置成手动对焦模式，然后利用计算机图片采集软件自动收集图片数张，查看收集的图片是否满足专业图像分析软件的要求，如果满足，则开始试验，如果不满足，则重新调整激光器的位置或对焦数码相机，直至满足要求为止；

S4、模型填筑及溶洞布置：S41、将通过3D打印方法预制真实形态溶洞模型，将溶洞包裹于气囊中，并固定到溶洞预设位置，连接放水管；S42、分层埋设溶洞，并锤击夯实周边相似材料至密实；S43、待溶洞模型成型后，向溶洞内注入适量纯净水，水溶性3D打印材料将遇水消解；S44、将溶解后的液体排出，完成真实形态溶洞制备；

S5、隧道开挖扰动过程的模拟设计：隧道在溶洞地区施工引起地层扰动的影响及研究溶洞与隧道安全距离的研究，采用逐步释放土体位移产生地层损失的方法来实现；具体步骤为：利用拉拔仪器对外管施加外力拉拔，以5cm为一进尺，将外管缓慢、均匀拔出，模拟隧道开挖时地层损失不断发展的效果；

S6、试验数据的采集：在拉拔外管开始前，完成数据采集软件的调试工作，包括位移传感器相关参数的输入、数据采集频率和输出类型的选择；开始拉拔外管的同时开始采集数据，直至拉拔结束；当隧道和地层位移基本稳定时，停止采集，保存数据；从收集到的所有图片中挑选具有代表性的部分图片，用于专业软件分析。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：

1、溶洞3D打印采用水溶性PVA树脂材料，具有易加工、几何尺寸标准等特点，可对真实形态溶洞及隧道进行模拟，最大特点是材料具有可溶性，解决了常规溶洞预制埋设后无法取出的难题。

2、本模型试验的溶洞模型及模型隧道均采用3D打印技术打印制作，模型制作流程快捷方便易上手，成本低，一次成型，同时又具备3D打印制作技术的方便快捷、成本低等优点。

3、本模型采用了高速摄影技术，使隧道掘进过程中溶洞的变化及周围土体的变化可视化，能清晰观察溶洞坍塌的形态发展特点，为安全厚度的确定提供了精确的技术支持。

4、由于本发明是基于相似原理进行试验设计，因此得到的试验结果对研究盾构隧道在复杂形状岩溶区掘进安全距离机理提供更多的数据基础，对实际工程中安全距离的预测具有一定的参考意义。

附图说明

图1为本发明的结构示意透视图；

图2为本发明中位移传感器、土压力盒布设图；

图3为传感光纤布置示意图；

图中：1为模型试验箱、2为玻璃挡板、3为内管、4为外管、5为可溶性3D打印溶洞、6为加压管、7为位移传感器、8为土压力盒、9为传感光纤、10为调制解调仪、11为计算机、12为面激光源、13为CCD相机、14为流量计、15为开关阀门。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种模拟盾构在岩溶区掘进安全距离的试验装置，包括试验箱装置、隧道开挖模拟装置、溶洞模拟装置和数据监测分析装置，试验箱装置包括模型试验箱1，模型试验箱1为上部开口的透明玻璃箱结构，模型试验箱1由五块有机玻璃板组装而成，四个边分别用钢框架加以固定，模型试验箱1分为前侧、后侧、左侧、右侧及下侧五部分，模型试验箱1两对应侧面上开设有开孔，开孔上设置有玻璃挡板2，在箱外开孔的周边设置“C”字形不锈钢滑槽，用于安置玻璃挡板2，玻璃挡板2上刻有标记线。模型试验箱1内设置有模型透明土，土体表面低于模型试验箱1上部开口，隧道开挖装置包括内管3和外管4，外管4嵌套在内管3外部，内管3和外管4之间留有空隙，两端用泡沫环密封，内管3与外管4水平设置在模型试验箱1的开孔中，内管3一端与玻璃挡板2紧密连接，另一端伸出模型试验箱1外，外管4靠近内管3紧密连接玻璃挡板2的一侧距离玻璃挡板210-30cm设置，外管4另一端伸出试验箱外20cm，外管4伸出模型试验箱1的一端通过绳索连接有拉拔仪器，外管4伸出部分沿环向均布圆孔，拉拔仪器通过绳索连接到外管4的圆孔上；外管4外侧沿轴向有刻度标记，溶洞模拟装置包括可溶性3D打印溶洞5和加压管6，可溶性3D打印溶洞5可打印成任意形状，加压管6一端与可溶性3D打印溶洞5连通，另一端连接有水源，加压管6向溶洞内注入适量纯净水可消解可溶性3D打印材料，数据监测装置包括位移传感器7、土压力盒8、光纤采集装置和溶洞形态观察系统，位移传感器7设置在土体表层上，土压力盒8布设在可溶性3D打印溶洞5影响区域，光纤采集装置包括传感光纤9、调制解调仪10和计算机11，位移传感器7和土压力盒8均与计算机11连接，土压力盒8的直径为110mm，厚度2cm，量程为100kPa，土体沉降采用YHD-50型位移传感器7。土压力盒8布设在溶洞及隧道影响区域，在距离溶洞及盾构隧道越近，即影响越大的地方，土压力盒8布置的越密。

优选的，溶洞形态观察系统包括面激光源12、CCD相机13和PIV分析软件，面激光源12设置在所需观测断面一侧，面激光源12位置应调整至能够照亮所需观测断面，主要调整方法为调整光源与模型试验箱之间的距离以及旋转激光发生器，CCD相机13的镜头与观测面平行，且使CCD相机13恰好能观测到整个模型土观测面，PIV分析软件与CCD相机13联接，PIV分析软件可对CCD相机13拍照得到的图片进行分析处理，得到盾构掘进安全距离中溶洞及溶洞周围土体的位移场、速度场。

优选的，模型透明土采用液体石蜡、正十三烷和硅粉骨料混合制成。

优选的，外管4采用PVC管或钢管，内管3采用PA2000材料制成。

优选的，可溶性3D打印溶洞5外部设置有气囊，气囊可紧密包裹任意形状的可溶性3D打印溶洞5。

优选的，加压管6上设置有流量计14和开关阀门15，流量计14用于监测注水时水流量大小，开关阀门15用来控制纯净水的进出，以此保证溶洞的形成。

优选的，内管3外侧按照相似原理，在实际管片接缝处刻有凹槽传感光纤9通过环氧树脂粘贴在内管3外壁的下部，传感光纤9串联设置，传感光纤9与调制解调仪10连接，调制解调仪10与计算机11联接。

优选的，可溶性3D打印溶洞5的材料采用水溶性PVA树脂，可溶性3D打印溶洞5的位置可按照真实情况或试验需求，布置于模型隧道上方、下方、左右方一定范围内。

一种如权利要求1的一种模拟盾构在岩溶区掘进安全距离的试验装置试验方法，包括以下步骤：

S1、进行隧道—溶洞—土体的相似设计：首先根据实验室条件确定模型尺寸与原型尺寸的几何相似比为1：L，L为缩尺比例，然后根据几何相似比，对试验模型土、内管3和外管4的直径、壁厚和埋深按原型尺寸的1/L进行设计；在材料物理力学参数的设计上，以满足弹性模量的相似设计为原则：即所选材料的弹性模量为原型的1/L；土体参数的相似设计，以几何相似比和容重相似比为基础相似比，尽量实现泊松比、摩擦角的全相似，弹性模量按原型土体弹性模量的1/L进行设计；具体设计原则如下：

相似土体：

(1)几何相似比：C_L＝L，容重相似比：C_γ＝1；

(2)泊松比、摩擦角相似比：

(3)弹性模量相似比：C_E＝L；

S2、配置透明岩体：S21、配制与骨料折射率相同或极其相近的孔隙液体；S22、将孔隙液体与骨料混合均匀；S23、将孔隙液体与骨料的混合物倒入模具；S24、将模具放置于真空箱内进行抽真空；S25、重复步骤S23，直至模具浇筑完成；S26、分多次对试样进行加压固结；S27、分多次对试样进行卸载；S28、拆模，透明岩体试样制备完成；

S3、量测装置的布置：S31、土体表层上已固定的位移传感器7进行连接；S32、溶洞顶部、溶洞底部和溶洞所在深度的无溶洞影响区域土压力采用压力盒量测，将压力盒分别布设于溶洞顶部、底部和溶洞所在深度的无溶洞影响区域；S33、将各测量仪器的引线与数据采集仪和电脑连接，通过计算机11自动采集试验相关数据；试验开始前在模型隧道外部底部布置传感光纤9，将传感光纤9预拉后，在开槽口两端利用环氧树脂胶固定传感光纤9；

溶洞形态观察系统的布设：S34、将制备完成的模型试验箱1放置于光学平台一侧；S35、在模型试验箱1侧部安置面激光源12，用于制作散斑面，同时便于图片采集设备采集图像，面激光源12的中心要正对模型试验箱1试样中心，通过不断调整激光器的高度与模型试验箱1的距离，使得需要分析区域的散斑面效果最佳；S36、利用磁性底座或三角架固定数码相机的位置，使得数码相机的中心对焦点对焦到需要分析区域的中心，同时需要将控制点和需要分析的区域全局纳入数码相机的取景范围之内；S37、将数码相机与计算机11图像采集软件相连接，用于实验过程中图片的自动采集，并设置图片存放地址和相关参数等；S38、打开激光器，在透明砂土模型试样中生成散斑面，先用数码相机自动对焦模式对焦到散斑面上，收集到清晰可见的图片后，再设置成手动对焦模式，然后利用计算机11图片采集软件自动收集图片数张，查看收集的图片是否满足专业图像分析软件的要求，如果满足，则开始试验，如果不满足，则重新调整激光器的位置或对焦数码相机，直至满足要求为止；

S4、模型填筑及溶洞布置：S41、将通过3D打印方法预制真实形态溶洞模型，将溶洞包裹于气囊中，并固定到溶洞预设位置，连接放水管；S42、分层埋设溶洞，并锤击夯实周边相似材料至密实；S43、待溶洞模型成型后，向溶洞内注入适量纯净水，水溶性3D打印材料将遇水消解；S44、将溶解后的液体排出，完成真实形态溶洞制备；

S5、隧道开挖扰动过程的模拟设计：隧道在溶洞地区施工引起地层扰动的影响及研究溶洞与隧道安全距离的研究，采用逐步释放土体位移产生地层损失的方法来实现；具体步骤为：利用拉拔仪器对外管4施加外力拉拔，以5cm为一进尺，将外管4缓慢、均匀拔出，模拟隧道开挖时地层损失不断发展的效果；

S6、试验数据的采集：在拉拔外管4开始前，完成数据采集软件的调试工作，包括位移传感器7相关参数的输入、数据采集频率和输出类型的选择；开始拉拔外管4的同时开始采集数据，直至拉拔结束；当隧道和地层位移基本稳定时，停止采集，保存数据；从收集到的所有图片中挑选具有代表性的部分图片，用于专业软件分析。

上面仅对本发明的较佳实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种模拟盾构在岩溶区掘进安全距离的试验装置，其特征在于：包括试验箱装置、隧道开挖模拟装置、溶洞模拟装置和数据监测分析装置，所述试验箱装置包括模型试验箱，所述模型试验箱为上部开口的透明玻璃箱结构，模型试验箱两对应侧面上开设有开孔，所述开孔上设置有玻璃挡板，所述模型试验箱内设置有模型透明土，所述隧道开挖装置包括内管和外管，所述外管嵌套在内管外部，内管与外管水平设置在模型试验箱的开孔中，所述内管一端与玻璃挡板紧密连接，另一端伸出模型试验箱外，所述外管靠近内管紧密连接玻璃挡板的一侧距离玻璃挡板10-30cm设置，外管另一端伸出试验箱外20cm，所述外管伸出模型试验箱的一端通过绳索连接有拉拔仪器，所述溶洞模拟装置包括可溶性3D打印溶洞和加压管，所述加压管一端与可溶性3D打印溶洞连通，另一端连接有水源，所述数据监测装置包括位移传感器、土压力盒、光纤采集装置和溶洞形态观察系统，所述位移传感器设置在土体表层上，所述土压力盒布设在可溶性3D打印溶洞影响区域，所述光纤采集装置包括传感光纤、调制解调仪和计算机，所述位移传感器和土压力盒均与计算机连接。

2.根据权利要求1所述的一种模拟盾构在岩溶区掘进安全距离的试验装置，其特征在于：所述溶洞形态观察系统包括面激光源、CCD相机和PIV分析软件，所述面激光源设置在所需观测断面一侧，所述CCD相机的镜头与观测面平行，所述PIV分析软件与CCD相机联接。

3.根据权利要求1所述的一种模拟盾构在岩溶区掘进安全距离的试验装置，其特征在于：所述模型透明土采用液体石蜡、正十三烷和硅粉骨料混合制成。

4.根据权利要求1所述的一种模拟盾构在岩溶区掘进安全距离的试验装置，其特征在于：所述外管采用PVC管或钢管，所述内管采用PA2000材料制成。

5.根据权利要求1所述的一种模拟盾构在岩溶区掘进安全距离的试验装置，其特征在于：所述可溶性3D打印溶洞外部设置有气囊，所述气囊可紧密包裹任意形状的可溶性3D打印溶洞。

6.根据权利要求1所述的一种模拟盾构在岩溶区掘进安全距离的试验装置，其特征在于：所述加压管上设置有流量计和开关阀门。

7.根据权利要求1所述的一种模拟盾构在岩溶区掘进安全距离的试验装置，其特征在于：所述传感光纤通过环氧树脂粘贴在内管外壁的下部，传感光纤串联设置，所述传感光纤与调制解调仪连接，所述调制解调仪与计算机联接。

8.根据权利要求1所述的一种模拟盾构在岩溶区掘进安全距离的试验装置，其特征在于：所述可溶性3D打印溶洞的材料采用水溶性PVA树脂，所述可溶性3D打印溶洞的位置可按照真实情况或试验需求，布置于模型隧道上方、下方、左右方一定范围内。

9.一种如权利要求1所述的一种模拟盾构在岩溶区掘进安全距离的试验装置试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、进行隧道—溶洞—土体的相似设计：首先根据实验室条件确定模型尺寸与原型尺寸的几何相似比为1：L，L为缩尺比例，然后根据几何相似比，对试验模型土、内管和外管的直径、壁厚和埋深按原型尺寸的1/L进行设计；

S2、配置透明岩体：S21、配制与骨料折射率相同或极其相近的孔隙液体；S22、将孔隙液体与骨料混合均匀；S23、将孔隙液体与骨料的混合物倒入模具；S24、将模具放置于真空箱内进行抽真空；S25、重复步骤S23，直至模具浇筑完成；S26、分多次对试样进行加压固结；S27、分多次对试样进行卸载；S28、拆模，透明岩体试样制备完成；

S3、量测装置的布置：S31、土体表层上已固定的位移传感器进行连接；S32、溶洞顶部、溶洞底部和溶洞所在深度的无溶洞影响区域土压力采用压力盒量测，将压力盒分别布设于溶洞顶部、底部和溶洞所在深度的无溶洞影响区域；S33、将各测量仪器的引线与数据采集仪和电脑连接，通过计算机自动采集试验相关数据；试验开始前在模型隧道外部底部布置传感光纤，将传感光纤预拉后，在开槽口两端利用环氧树脂胶固定传感光纤；

溶洞形态观察系统的布设：S34、将制备完成的模型试验箱放置于光学平台一侧；S35、在模型试验箱侧部安置面激光源，用于制作散斑面，同时便于图片采集设备采集图像，面激光源的中心要正对模型试验箱试样中心，通过不断调整激光器的高度与模型试验箱的距离，使得需要分析区域的散斑面效果最佳；S36、利用磁性底座或三角架固定数码相机的位置，使得数码相机的中心对焦点对焦到需要分析区域的中心，同时需要将控制点和需要分析的区域全局纳入数码相机的取景范围之内；S37、将数码相机与计算机图像采集软件相连接，用于实验过程中图片的自动采集，并设置图片存放地址和相关参数等；S38、打开激光器，在透明砂土模型试样中生成散斑面，先用数码相机自动对焦模式对焦到散斑面上，收集到清晰可见的图片后，再设置成手动对焦模式，然后利用计算机图片采集软件自动收集图片数张，查看收集的图片是否满足专业图像分析软件的要求，如果满足，则开始试验，如果不满足，则重新调整激光器的位置或对焦数码相机，直至满足要求为止；

S4、模型填筑及溶洞布置：S41、将通过3D打印方法预制真实形态溶洞模型，将溶洞包裹于气囊中，并固定到溶洞预设位置，连接放水管；S42、分层埋设溶洞，并锤击夯实周边相似材料至密实；S43、待溶洞模型成型后，向溶洞内注入适量纯净水，水溶性3D打印材料将遇水消解；S44、将溶解后的液体排出，完成真实形态溶洞制备；

S5、隧道开挖扰动过程的模拟设计：隧道在溶洞地区施工引起地层扰动的影响及研究溶洞与隧道安全距离的研究，采用逐步释放土体位移产生地层损失的方法来实现；具体步骤为：利用拉拔仪器对外管施加外力拉拔，以5cm为一进尺，将外管缓慢、均匀拔出，模拟隧道开挖时地层损失不断发展的效果；

S6、试验数据的采集：在拉拔外管开始前，完成数据采集软件的调试工作，包括位移传感器相关参数的输入、数据采集频率和输出类型的选择；开始拉拔外管的同时开始采集数据，直至拉拔结束；当隧道和地层位移基本稳定时，停止采集，保存数据；从收集到的所有图片中挑选具有代表性的部分图片，用于专业软件分析。

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