[发明专利]一种角度可调的盾构模拟试验装置

说明书

本发明涉及一种角度可调的盾构模拟试验装置，其包括模型箱、盾构隧道模具、第一隧道模具固定板、第二隧道模具固定板、伸缩杆、卡槽、固定杆和卡扣；其中，第一隧道模具固定板和第二隧道模具固定板分别设于模型箱的一侧面的上方和下方，盾构隧道模具固定设于第一隧道模具固定板和第二隧道模具固定板的中间，卡槽设于模型箱外侧水平设置，固定杆的一端垂直固定设于卡槽上，另一端与盾构隧道模具的端部铰接，盾构隧道模具的端部连接伸缩杆的一端，伸缩杆的另一端连接卡扣，卡扣扣合在卡槽内。本发明有效解决了当前试验装置存在的问题，大幅度提升试验效率，为模拟盾构开挖面失稳提供了一个更加简单的操作平台。

技术领域

本发明涉及一种角度可调的盾构模拟试验装置，属于地铁隧道盾构施工技术领域以及土工试验装置领域。

背景技术

随着社会经济的快速发展与城镇化水平的提高，城市地铁的快速崛起成为缓解交通压力的重要手段。地下空间的开发和利用已经成为世界性发展趋势。传统的地铁隧道修建方法主要包括明挖法，新奥法，新意法和矿山法等，在种类多样的地铁隧道施工方法中，盾构法具有对周围环境影响小、施工速度快、机械化和自动化程度高、复杂地质条件下安全性高等优点使其成为城市地铁隧道施工的首选方法。到目前为止，相关学者在研究砂土地层盾构开挖面稳定性时，主要针对盾构沿水平方向掘进，而实际工程中，盾构掘进绝大多数情况沿俯角或仰角的倾斜路径掘进，研究结果在实际应用时其局限性凸显。近年来，有学者采用传统试验装置研究上述问题时，定做大量不同倾角条件下的盾构隧道模具，试验过程需要反复拆卸，带来了很大不便，试验装置亟待改进。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种角度可调的盾构模拟试验装置。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种角度可调的盾构模拟试验装置，其包括模型箱、盾构隧道模具、第一隧道模具固定板、第二隧道模具固定板、伸缩杆、卡槽、固定杆和卡扣；其中，所述第一隧道模具固定板和第二隧道模具固定板分别设于所述模型箱的一侧面的上方和下方，所述盾构隧道模具固定设于第一隧道模具固定板和第二隧道模具固定板的中间，部分嵌入所述模型箱内，所述卡槽设于模型箱外侧水平设置，所述固定杆的一端垂直固定设于卡槽上，另一端与所述盾构隧道模具的端部铰接，所述盾构隧道模具的端部连接伸缩杆的一端，所述伸缩杆的另一端连接卡扣，卡扣扣合在卡槽内，卡扣可在卡槽内左右移动，带动盾构隧道模具上下移动。

在一个优选的实施方案中，所述角度可调的盾构模拟试验装置还包括位移控制器、连接杆和活塞式挡板，所述连接杆的一端固定连接位移控制器，另一端固定连接活塞式挡板，所述活塞式挡板嵌入所述盾构隧道模具内，可在盾构隧道模具中紧贴内壁自由滑动。

进一步地，所述盾构隧道模具为中空的半圆柱体，所述活塞式挡板为半圆形结构，与所述盾构隧道模具内腔相互匹配。

在一个优选的实施方案中，所述角度可调的盾构模拟试验装置还包括第一定位板、第二定位板和多个弹簧，所述第一定位板固定设于所述模型箱的一侧的上端，所述多个弹簧的一端固定连接所述第一定位板，另一端固定连接第一隧道模具固定板，同样，所述第二定位板固定设于所述模型箱的一侧的下端，所述多个弹簧的一端固定连接所述第二定位板，另一端固定连接第二隧道模具固定板，所述弹簧始终处于压缩状态。

在一个优选的实施方案中，所述第一隧道模具固定板和第二隧道模具固定板的上、下和左侧边缘表面均设有止水橡胶。

在一个优选的实施方案中，所述第一隧道模具固定板和第二隧道模具固定板上远离与盾构隧道模具卡接部位的一侧设有多个滑轮，所述滑轮嵌入滑道内，所述滑道垂直固定设于第一定位板和第二定位板上。