[发明专利]一种盾构隧道同步注浆模型试验系统及其方法

权利要求书

1.一种盾构隧道同步注浆模型试验系统，其特征在于，包括：

试验箱(10)、连接于所述试验箱(10)顶面的数据采集系统(20)、贯穿试验箱(10)的施工模拟系统(30)、与所述施工模拟系统(30)连通的注浆系统(40)及用于推动施工模拟系统(30)的推进系统(50)，所述试验箱(10)中放置有砂砾土；

所述推进系统(50)包括液压式千斤顶及与所述液压式千斤顶一端固接的反力架，所述反力架固定于底面上；

所述施工模拟系统(30)包括预埋试验箱(10)中的第一长管道(32)及与所述第一长管道(32)套接的第二短管道(31)，所述第二短管道(31)一端面与所述液压式千斤顶相接触；

所述数据采集系统(20)包括静态应变仪及与所述静态应变仪连接的位移检测传感器与微型压力传感器，所述静态应变仪信号连接有计算机，所述位移检测传感器沿试验箱(10)竖直方向设置有若干个，所述微型压力传感器沿所述第一长管道32外周一圈均匀分布若干个，形成一阵列式压力检测传感系统；

所述注浆系统(40)包括压力泵、与所述压力泵连接的注浆筒与注浆管道，所述注浆管道包括主管道及所述主管道连通的分管道，所述分管道连接于所述第一长管道(32)中。

2.如权利要求1所述的一种盾构隧道同步注浆模型试验系统，其特征在于，所述试验箱(10)为厚度15mm的有机玻璃。

3.如权利要求1所述的一种盾构隧道同步注浆模型试验系统，其特征在于，所述第一长管道(32)的直径为第一直径值，所述第二短管道(31)的直径为第二直径值，所述第一直径值大于所述第二直径值，当所述第二短管道(31)插接于所述第一长管道(32)内时，所述第二短管道(31)的外表面与所述第一长管道(32)内表面之间形成一管环。

4.如权利要求1所述的一种盾构隧道同步注浆模型试验系统的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、制定同步注浆模型试验方案，确定相似模型与参数、浆液的类型及注浆参数，根据制定的实验模型购买仪器与材料；

S2、构建试验系统，所述试验系统包括地层模拟系统、推进系统(50)、注浆系统(40)及数据采集系统(20)，采集相关的数据；

S3、测定参数，所述参数包括模型端勾位置、注浆压力计注浆量、地表竖向位移及浆液渗透距离；

S4、对试验结果进行分析。

5.如权利要求4所述的一种盾构隧道同步注浆模型试验系统的试验方法，其特征在于，所述步骤S2还包括以下步骤：

S21、安置好试验箱(10)，将试验箱(10)中加入砂砾土，将砂砾土经过筛分后才加入到箱体内，使得箱内的土样分布均匀一致，其中每添加完一层后都要经过压密以利其固结，当添加完第二层土后，将贯穿整个箱体的所述第一长管道(32)插入箱体之中，注水并静置48h使其饱和；

S22、在距离箱体中央断面上布置等距离的n个位移检测传感器，在注浆系统(40)处布置一个测力系统来量测注浆的压力，将位移检测传感器的信号经过转换后接入计算机中；

S23、将所述第一长管道(32)上安装好微型压力传感器，布置好注浆系统(40)，将制备好的浆液装入注浆桶内，并将管道连结好；

S24、将带有注浆孔的所述第二短管道(31)的管片用不锈钢套环接到所述第一长管道(32)上，在所述第二短管道(31)后侧接入所述液压千斤顶并将该液压千斤顶布置好，启动千斤顶推进所述第二短管道(31)，同时注浆桶内的活塞开始推进，进行同步注浆，此时，启动数据采集系统(20)，按设定的采集频率开始采集数据，直到试验完成；

S25、将第一个所述第二短管道(31)的管推进完毕后，接入一个不带注浆孔的所述第二短管道(31)，同上步骤推进，注浆同步进行，推进完毕后重复上述步骤。