[发明专利]一种盾构隧道结构力学性能模型试验系统及方法

权利要求书

1.一种盾构隧道结构力学性能模型试验方法，采用一种盾构隧道结构力学性能模型试验系统，包括：

衬砌围岩模型，用于盛装围岩材料，包括套设在一起且同心设置的第一压力管、第二压力管，且第一压力管的直径大于第二压力管的直径；所述第一压力管表面设置若干排气孔、高压注水孔，第一压力管环向布置若干注浆孔；第二压力管端部连接橡胶垫层；

压实装置，用于将衬砌围岩模型内部的围岩材料压实；

模型转向装置，连接于衬砌围岩模型侧面，用于改变衬砌围岩模型的状态；其包括升降机构和转动机构，所述升降机构通过转动机构与衬砌围岩模型相连；

反力加载装置，衬砌围岩模型竖直设置时反力加载装置用于提供竖向支撑，衬砌围岩模型水平时反力加载装置用于提供反力加载；

设置于衬砌围岩模型侧面的高水压加载装置、注浆装置和监测装置；

其特征在于，包括：

首先将试验模型竖直放置,将围岩材料倒入衬砌围岩模型中,通过压实装置将围岩材料压实,利用环形钢板进行密封封顶；

将衬砌围岩模型调整至平行地面方向，降低高度至模型支座接触地面；

调整反力加载装置使第二压力管与橡胶垫层产生相对轴向位移；

调整高水压加载装置及注浆装置，模拟无水与高压水条件下的注浆对围岩渗透及衬砌管片包裹情况；

待第二压力管结构稳定后，调整高水压加载装置，提高水压直至第二压力管发生破坏，并观察第二压力管的渗漏及破坏状态；

在整个试验过程中利用应变光纤测量装置监测围岩及浆液应变及变形，利用三维激光扫描仪监测衬砌管片变形。

2.根据权利要求1所述的一种盾构隧道结构力学性能模型试验方法，其特征在于，所述衬砌围岩模型一侧安装模型支座。

3.根据权利要求1所述的一种盾构隧道结构力学性能模型试验方法，其特征在于，所述压实装置包括横梁、液压千斤顶、环形压实板，横梁通过若干液压千斤顶与环形压实板相连。

4.根据权利要求1所述的一种盾构隧道结构力学性能模型试验方法，其特征在于，所述反力加载装置包括加载组件和反力墙，在衬砌围岩模型水平放置时，加载组件与反力墙相连。

5.根据权利要求4所述的一种盾构隧道结构力学性能模型试验方法，其特征在于，所述加载组件包括圆板、千斤顶、垫片，千斤顶设置多个，并连接于圆板一侧；所述千斤顶设置内、外两侧，其中，外层千斤顶端部连接垫片。

6.根据权利要求1所述的一种盾构隧道结构力学性能模型试验方法，其特征在于，所述升降机构关于衬砌围岩模型两侧对称安装，升降机构包括液压千斤顶、连接于液压千斤顶底部的支撑板；转动机构包括电机，所述电机与衬砌围岩模型侧壁相连。