CN210954028U - 用于隧道模型试验的辅助装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于隧道模型试验的辅助装置，包括轨道、洒砂小车和推砂铲；洒砂小车包括装砂箱、底盘支架、滚轮、底板和拉杆，装砂箱和滚轮均安装在底盘支架上，滚轮与轨道匹配，装砂箱的截面呈漏斗形，装砂箱的宽度等于隧道模型试验的箱体宽度，装砂箱的底部设置有宽度方向的漏砂口，漏砂口处铰接底板，拉杆的一端与底板铰接；推砂铲包括长杆和推板，推板呈圆形并且推板的尺寸与模型隧道的尺寸一致，长杆的一端连接推板。本实用新型的辅助装置利用洒砂小车的漏砂口在隧道模拟试验箱体上形成一道均匀的砂幕，试验人员只要尽可能均匀的推动洒砂小车就可以将砂土在隧道模拟试验箱体内均匀铺开，提高了试验所埋置的砂土的均匀性。

Description

用于隧道模型试验的辅助装置

技术领域

本实用新型涉及工程试验设备领域，尤其涉及一种用于隧道模型试验的辅助装置。

背景技术

目前水下隧道、管廊等地下工程建设方兴未艾，盾构法施工是其建设中最常用的一种方法。但是盾构法施工时隧道内漏水漏砂问题仍然难以彻底解决，如佛山地铁、青岛地铁等多区间施工段均曾由于渗漏发生路面坍塌。

目前国内外的工程渗漏研究，大多体现在漏水漏砂的理论分析与数值模拟层面上，由于岩土体本构关系等方面的局限性，指导工程的可靠性较难得到保证，为了克服这一缺陷，发明人曾在申请号为201821608475的中国专利《漏点位置、漏缝宽度可控的海底盾构隧道模型试验装置》中提供了一种能够以试验的方法模拟工程状况的试验装置。该试验装置在应用时包括两个重要步骤：1.利用落雨法埋置土样；2.收集模拟隧道内渗漏出来的水和砂。当时在试验时，埋置土样主要依靠人工来模拟落雨法，主观性较强，难以控制落土高度，对试验结果有一定的影响；另外，当时的试验是利用水和砂的自然流动来收集水和砂，造成模拟隧道内总有部分水和砂滞留，对试验结果也有一定的影响。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是现有技术的隧道模型试验装置在应用时需要工人落土和自然收集水砂，对试验结果具有一定的影响。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种用于隧道模型试验的辅助装置，包括轨道、洒砂小车和推砂铲；

轨道用于安装在隧道模型试验的箱体上；

洒砂小车包括装砂箱、底盘支架、滚轮、底板和拉杆，装砂箱和滚轮均安装在底盘支架上，滚轮与轨道匹配，装砂箱的截面呈漏斗形，装砂箱的宽度等于隧道模型试验的箱体宽度，装砂箱的底部设置有宽度方向的漏砂口，漏砂口处铰接底板，拉杆的一端与底板铰接；

推砂铲包括长杆和推板，推板呈圆形并且推板的尺寸与模型隧道的尺寸一致，长杆的一端连接推板。

在隧道模拟试验的埋置土样阶段，试验人员将轨道放置在隧道模型试验的箱体上，然后利用拉杆和底板封闭漏砂口，向装砂箱内填入足够的砂，之后利用拉杆打开底板，人工匀速的往复将洒砂小车沿着轨道来回推，即可达到将砂土均匀洒入隧道模型试验箱体内的目的。

在隧道模拟试验的收集漏水漏砂阶段，试验人员每隔一定的时间(例如20秒)抽一次长杆，长杆带动推板将模型隧道内的水和砂全部推到隧道口，然后落入收集装置内。

进一步的，所述轨道的两端设置有止停螺母，止停螺母对应隧道模型试验的箱体两端的尽头，止停螺母用于控制洒砂小车的行程。

进一步的，所述装砂箱的外表面设置有扶手，便于试验人员推洒砂小车。

进一步的，所述装砂箱的内壁设置有两根限位柱，所述拉杆上设置有翼杆，当翼杆落在限位柱上时，拉杆拉起底板封闭漏砂口，便于试验人员在初始阶段向洒砂小车内装入足够的砂。

进一步的，所述推板的边缘设置有多个铲板，铲板的前端呈楔形。

有益效果：(1)本实用新型的辅助装置利用洒砂小车的漏砂口在隧道模拟试验箱体上形成一道均匀的砂幕，试验人员只要尽可能均匀的推动洒砂小车就可以将砂土在隧道模拟试验箱体内均匀铺开，提高了试验所埋置的砂土的均匀性。(2)本实用新型的辅助装置利用与模拟隧道尺寸一致的推板主动将漏水漏砂推出，避免水砂滞留在模拟隧道内影响后续的水砂渗透，提高了试验模拟的真实性。(3)本实用新型的辅助装置在装砂箱的内壁设置限位柱，配合翼杆实现固定底板的功能，有助于试验人员在前期向洒砂小车内装入足够的砂。

附图说明

图1是实施例1中洒砂小车的立体图。

图2是实施例1中洒砂小车的剖面图(底板关闭)。

图3是实施例1中洒砂小车的剖面图(底板打开)。

图4是实施例1中推砂铲的立体图。

图5是实施例1辅助装置的应用状态图。

其中：1、轨道；2、洒砂小车；201、装砂箱；202、底盘支架；203、滚轮；204、底板；205、连杆；206、扶手；207、限位柱；208、翼杆；3、推砂铲；301、长杆；302、推板；303、铲板；4、止停螺母；5、箱体；6、模拟隧道；7、铁片簇。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

实施例1

如图1至图4所示，本实施例的用于隧道模型试验的辅助装置，包括轨道1、洒砂小车2和推砂铲3；

轨道1用于安装在隧道模型试验的箱体5上，轨道1的两端设置有止停螺母4，止停螺母4对应隧道模型试验的箱体5两端的尽头；

洒砂小车2包括装砂箱201、底盘支架202、滚轮203、底板204和拉杆205，装砂箱201和滚轮203均安装在底盘支架202上，滚轮203与轨道1匹配，装砂箱201的截面呈漏斗形，装砂箱201的宽度等于隧道模型试验的箱体5宽度，装砂箱201的底部设置有宽度方向的漏砂口，漏砂口处铰接底板204，拉杆205的一端与底板204铰接；装砂箱201的外表面设置有扶手206，装砂箱201的内壁设置有两根限位柱207，拉杆205上设置有翼杆208，当翼杆208落在限位柱207上时，拉杆205拉起底板204封闭漏砂口；

推砂铲3包括长杆301、推板302和铲板303，推板302呈圆形并且推板302的尺寸与模型隧道的尺寸一致，推板302的边缘设置有多个铲板303，铲板303的前端呈楔形，长杆301的一端连接推板302。

本实施例的辅助装置用于如图5所示的隧道模拟试验装置，隧道模拟试验装置具体包括箱体5、模拟隧道6和铁片簇7，模拟隧道6从箱体5中穿过，模拟隧道6的表面设置有用于模拟漏缝的缝隙，铁片簇7暂时的封堵住缝隙。

基本试验过程是：

(1)将轨道1安装在箱体5上，洒砂小车2放置在轨道1上；

(2)拉起拉杆205，拉杆205的翼杆208落在限位柱207上，底板204封闭漏砂口，具体如图2所示；然后试验人员向装砂箱201内装入足够的砂；

(3)放下拉杆205，打开底板204(具体如图3所示)，试验人员推动洒砂小车2沿着轨道1来回匀速运动，洒砂小车2将砂均匀的洒入箱体5内；

(4)向箱体5内装入适量的水；

(5)抽掉封堵的铁片簇7，开始试验；

(6)每20秒使用一次推砂铲3，将模拟隧道6内的漏水漏砂推到隧道口并落入收集装置内。

需要说明的是，上述的箱体5内还埋置多种传感器，试验过程还伴随着多项数据采集，具体试验数据有关内容记载在中国专利《漏点位置、漏缝宽度可控的海底盾构隧道模型试验装置》中，不再赘述。

虽然说明书中对本实用新型的实施方式进行了说明，但这些实施方式只是作为提示，不应限定本实用新型的保护范围。在不脱离本实用新型宗旨的范围内进行各种省略、置换和变更均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (5)

1.一种用于隧道模型试验的辅助装置，其特征在于：包括轨道、洒砂小车和推砂铲；

轨道用于安装在隧道模型试验的箱体上；

洒砂小车包括装砂箱、底盘支架、滚轮、底板和拉杆，装砂箱和滚轮均安装在底盘支架上，滚轮与轨道匹配，装砂箱的截面呈漏斗形，装砂箱的宽度等于隧道模型试验的箱体宽度，装砂箱的底部设置有宽度方向的漏砂口，漏砂口处铰接底板，拉杆的一端与底板铰接；

推砂铲包括长杆和推板，推板呈圆形并且推板的尺寸与模型隧道的尺寸一致，长杆的一端连接推板。

2.根据权利要求1所述的用于隧道模型试验的辅助装置，其特征在于：所述轨道的两端设置有止停螺母。

3.根据权利要求1所述的用于隧道模型试验的辅助装置，其特征在于：所述装砂箱的外表面设置有扶手。

4.根据权利要求1所述的用于隧道模型试验的辅助装置，其特征在于：所述装砂箱的内壁设置有两根限位柱，所述拉杆上设置有翼杆，当翼杆落在限位柱上时，拉杆拉起底板封闭漏砂口。

5.根据权利要求1所述的用于隧道模型试验的辅助装置，其特征在于：所述推板的边缘设置有多个铲板，铲板的前端呈楔形。

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