[实用新型]模拟隧道分步开挖的试验装置

说明书

本实用新型提供一种模拟隧道分步开挖的试验装置，包括：一端开口的矩形模拟试验箱(10)、填入矩形模拟试验箱(10)内的土体(30)以及多个模拟隧道段(20)；每一模拟隧道段(20)包括环形隧道内衬(201)、包覆在隧道内衬(201)外壁的环形独立气囊(202)，所述多个模拟隧道段(20)端面贴合构成隧道段组，所述隧道段组穿过所述预留隧道孔(102)嵌入在所述矩形模拟试验箱(10)内的土体(30)中，且所述隧道段组的两端伸出所述矩形模拟试验箱(10)的箱体外。本实用新型提供的试验装置结构简单、使用方便，且能够直观清晰的观察到矩形模拟试验箱内土体的变形和位移。

技术领域

本实用新型涉及隧道施工领域，具体地，涉及一种模拟隧道分步开挖的试验装置。

背景技术

随着社会经济的高效快速发展，在为我们带来生活便利的同时也引发了一系列弊端，比如日益严重的交通堵塞，目前修建地铁成为各大城市缓解交通压力的主要手段之一。在修建地铁的过程中，由于地下空间的开挖，打破了地层周围的原始地应力平衡状态，从而可能引发一系列问题，造成人员伤亡或者经济损失，特别是对于一线城市，人口集中，高层建筑密集，一旦发生事故后果非常严重，这就要求在规划地铁线路以及施工方案的时候，充分了解隧道开挖对周围土体以及周围建筑物的影响。现有的模拟隧道开挖的试验装置多针对的是远离城市的山岭隧道，山岭隧道的地质结构多为岩石介质，与城市隧道的地质结构不同，若采用山岭隧道的模拟开挖试验装置去研究城市隧道在开挖时的土体变形和位移显然是不准确的，因此迫切需要一种方便、实用的隧道分步开挖模拟装置来精确模拟城市隧道开挖时引发的土体变形和位移。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种模拟隧道分步开挖的试验装置，该试验装置主要应用在城市隧道的模拟挖掘施工中，且结构简单、使用方便，能够通过该试验装置清晰的观察到模拟隧道分步开挖时土体的变形和位移。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种模拟隧道分步开挖的试验装置，该试验装置包括一端开口的矩形模拟试验箱、填入所述矩形模拟试验箱内的土体以及多个模拟隧道段；所述矩形模拟试验箱包括作为箱体相对侧壁的两个钢化玻璃板，每一所述钢化玻璃板上均开设有预留隧道孔且所述预留隧道孔同心；每一所述模拟隧道段包括环形隧道内衬、包覆在所述隧道内衬外壁的环形独立气囊、通气软管、气压表、三通阀和两个开关，所述三通阀的入气口和每一出气口之间设置有一个开关，所述独立气囊用于填充试验气体，所述独立气囊的出入气口与所述三通阀的入气口通过所述通气软管连通，所述气压表的气压计量口与所述三通阀的其中一个出气口连通；所述多个模拟隧道段端面贴合构成隧道段组，所述隧道段组穿过所述预留隧道孔嵌入在所述矩形模拟试验箱内的土体中，且所述隧道段组的两端伸出所述矩形模拟试验箱的箱体外。

优选地，所述矩形模拟试验箱还包括模拟框架、底板和作为箱体的另外两个相对侧壁的侧板，所述钢化玻璃板、所述侧板和所述底板与所述模拟框架固定构成所述矩形模拟试验箱。

优选地，所述模拟框架由角钢制成。

优选地，所述底板和所述侧板由钢板制成。

优选地，所述钢化玻璃板的厚度为8毫米，所述侧板和所述底板的厚度均为4毫米。

优选地，所述预留隧道孔与所述矩形模拟试验箱的开口之间的距离大于等于所述预留隧道孔与所述底板之间的距离。

优选地，所述隧道内衬采用石膏制成。

优选地，所述通气软管与所述独立气囊的出入气口热熔连通，所述气压表的气压计量口与所述三通阀的其中一个出气口热熔连通。