[实用新型]一种拼装式盾构隧道疲劳模型试验装置

说明书

本实用新型公开一种拼装式盾构隧道疲劳模型试验装置，包括横向拼装构件和纵向拼装构件；多条横向拼装构件固定连接构成前后两侧板，多条纵向拼装构件固定连接构成左右两侧板，前后两侧板和左右两侧板相互固定并同时固定于试验台底座上构成箱状的实验空间；纵向拼装构件的竖向条板上沿与下沿各固定连接有横条板，相邻两纵向拼装构件的横条板固定连接；横向拼装构件的短竖板垂直固定于竖向条板两端，并连接上下横条板；横向拼装构件的短竖板与相邻的纵向拼装构件的竖向条板端部固定连接。本实用新型能保证模型结构的整体刚度与局部刚度需求，优化结构组合形式与边界条件，保证试样测量数据的准确与可靠，同时节约试验时间与金钱成本。

技术领域

本实用新型涉及疲劳模型试验装置技术领域，具体为一种拼装式盾构隧道疲劳模型试验装置。

背景技术

随着我国基础设施建设的迅猛发展，国家高速铁路“四纵四横”规划网建设不断的完善，同时“八纵八横” 规划网开始逐步建设。同时城市化进程越来越快，城市地铁已经得到了快速的发展，盾构法施工也为地铁建设提供技术与安全保证。由于高速铁路与城市地铁的发展与规划，在实际工程建设中，两者的建设往往存在一定的滞后，因此会造成城市地铁建设下穿高速铁路工程。由于高铁动载荷存在，地铁管片会长期受到间隔的高铁动荷载作用；同时随着地铁的运营，管片也会长期受到间隔的地铁动载荷。为此，需要对管片结构的疲劳特性进行研究，保证地铁的正常运营。为了保证地铁管片处于安全的状态，同时确保隧道管片长期寿命满足设计年限，因此需要对管片的受力与变形特性进行进一步的研究。在研究管片受力特性时，需要进行理论研究、计算机仿真与大量的室内模拟实验。在室内试验过程中，疲劳模型试验装置对室内试验的顺利开展与完成其重要的作用，能够节省大量的试验经费，同时试验装置的好坏直接影响试验结果的真实性与准确性。

目前，对于疲劳模型试验装置，如：

（1）一种模拟隧道开挖过程的模型试验装置（申请号：201510036815.X，申请人：北京工业大学），该装置采用钢板与加强板焊接而成，可分别对毛洞隧道和加衬砌结构隧道进行不同埋深下开挖过程的模拟，模型箱开洞采用“先加载后开洞”的方式。对于浅埋隧道能够保证其开挖洞口附近的稳定，而对于深埋问题是否能够保证还值得去讨论与研究。

（2）一种室内模型试验装置（申请号：201610838627.3，申请人：中南大学；及申请号201410146941.6，申请人：北京工业大学），采用了形状相对较大的钢板作为主要的边界，边界与局部区域设置的加强板通过焊接形式进行连接。往往在室内试验过程中，导致装配过程复杂、拆除难度大等问题，无形中增加了试验的难度与成本。

对于模型箱的动静力边界问题，一直是室内模型试验的关注的重点，直接影响试验的成败。

现有的室内试验模型装置一般采用钢板为主、槽钢或者工字钢为辅的焊接结构形式，同时辅助侧向支撑，该种结构形式在荷载不大或者土层埋深较小的工况，能保持结构的自稳性，具有一定的适应性。但遇到荷载较大或者埋深较大的工况，箱体结构刚度较弱的部位容易出现向外挤出变形，导致所测量的数据误差较大，不能真实的反映结构的受力特征；若需要保持更大的刚度，则需要增加钢板的厚度，因此也导致试验成本的增加。采用焊接的工艺，造成模型结构的安装与拆除工序复杂且耗时过多，导致了箱体的二次利用率较低，增加了室内试验的时间与金钱成本。同时,一般模型结构能很好的模拟试验条件下的静力边界条件，对于动力边界条件，结构存在很大的边界应力波的反射问题，不能真实的模拟实际工程中的无限边界，导致试验的测试结果误差过大。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种能保证模型结构的整体刚度与局部刚度需求，优化结构组合形式与边界条件，保证试样测量数据的准确与可靠，同时节约试验时间与金钱成本的拼装式盾构隧道疲劳模型试验装置。技术方案如下：