[实用新型]浅埋砂土电力隧道的动力响应模型装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电力管线布置的研究，尤其是涉及一种双向地震作用下浅埋砂土电力隧道的动力响应模型装置。

背景技术

电力管线是城市供电系统的重要组成部分，城市的规模越大，现代化建设程度越高，对电力管线的依赖性就越强。同时在发生地震灾害时，电力管线的破坏和由此造成的生命财产损失也就越严重，并且，电力管线的安全运行是地震灾害救援的重要保证。目前地下管线的抗震研究以弹性分析为主，很少有考虑塑性变形的，并且以二维分析为主，缺乏三维分析，没有考虑土体中孔隙水的影响。对于管线在液化区域的地震反应问题，多数的研究往往偏重于管线“结构”方面^[1，2]，而很少注重其土工问题。

地下结构的抗震分析通常有两种方法，一是利用软件进行数值模拟分析，另一种则是建立地下结构的模型进行振动台试验。数值模拟由于其经济性和结果的可靠性而在近年得到了较多的应用，其分析结果对于地下结构的设计的研究起到了一定的指导作用。

发明内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构简单，检测准确的浅埋砂土电力隧道的动力响应模型装置。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：一种浅埋砂土电力隧道的动力响应模型装置，其特征在于，包括箱体、设置在箱体内的砂土，以及沙土上的填土层，所述的砂土中心设有电力隧道，该电力隧道上设有位移监测传感器。

所述的电力隧道同一剖面上设有5个位移监测传感器，分别设置在拱顶、拱底、边中和上下拱肩处。

所述的电力隧道上至少三个剖面处设有位移监测传感器。

所述的电力隧道的半径为15m。

与现有技术相比，本实用新型建立了软土地区电力隧道的三维弹塑性模型，考虑了流固耦合和软土的应变软化特性，对水平、竖直地震动耦合作用下隧道结构的地震响应进行了分析，结构简单，检测准确。

附图说明

图1为实用新型的结构示意图；

图2为隧道剖面选择示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例

如图1所示，一种浅埋砂土电力隧道的动力响应模型装置，包括箱体1、设置在箱体内的砂土2，以及沙土上的填土层3，所述的砂土2中心设有电力隧道4，该电力隧道上设有位移监测传感器。所述的电力隧道的半径为15m。

所述的电力隧道同一剖面上设有5个位移监测传感器，分别设置在拱顶A、拱底E、边中C和上拱肩B、下拱肩D处。

所述的电力隧道上三个剖面处(41、42、43)设有位移监测传感器，如图2所示。

对3个剖面的5个典型点处的最大主应力、正应力进行监测，结果如表1所示：剖面43拱顶A处剪应力峰值2.09E+04Pa，X向最大弯曲应力1.49E+04Pa，Y向最大弯曲应力2957Pa。由表1可知剖面42处拱顶的正应力较大，剖面41的主应力峰值与剖面43的主应力峰值相差不多，剖面42上各监测点的各主应力均大于剖面43上各监测点的主应力峰值。第一主应力最大值在剖面42的C点，第三主应力最大值发生在剖面41的C点。地震作用引起的弯矩和轴力关于结构竖向对称轴呈反对称分布，因此隧道衬砌结构两侧应力较大，是竖向抗震的薄弱环节。

表1  个剖面各点最大应力统计表(单位：Pa)