[实用新型]模拟盾构近接地下结构物微扰动施工的模型试验装置

权利要求书

1.一种模拟盾构近接地下结构物微扰动施工的模型试验装置，其特征在于，包括土箱模块、桩基模块、隧道模块、盾构掘进模块、推进控制模块、注浆控制模块、渣土改良模块、地下水位控制模块、地压加载模块、数据采集模块和控制器(60)，所述控制器(60)与盾构掘进模块、推进控制模块、注浆控制模块、渣土改良模块、地下水位控制模块和地压加载模块通信连接；

所述土箱模块包括土箱本体，土箱本体中装有土体，桩基模块和隧道模块埋设在土体内，土箱本体上设有开挖孔，盾构掘进模块通过开挖孔伸入土箱本体内并对土体进行切削，所述推进控制模块用于带动盾构掘进模块靠近或远离土箱本体；

所述注浆控制模块用于向盾构掘进模块与土体之间的间隙注入浆液，所述渣土改良模块用于向盾构掘进模块注入渣土改良剂，所述地下水位控制模块用于调节土箱本体内的地下水位高度，所述地压加载模块设置在土箱本体的内壁，用于调节土体的压力；

所述数据采集模块包括数据采集终端(61)和传感器单元，所述数据采集终端(61)与传感器单元、盾构掘进模块、推进控制模块、注浆控制模块、渣土改良模块、地下水位控制模块和地压加载模块通信连接；

所述传感器单元包括：设置在土箱本体上方的激光扫描仪(10)、设置在土体上表面的地表位移计(14)、设置在土体中的压力盒(15)、设置在桩基模块上的第一应变片(13)、设置在隧道模块上的第二应变片(17)、设置在盾构掘进模块内的压力传感器(30)和设置在盾构掘进模块内的扭矩传感器(34)。

2.根据权利要求1所述的模拟盾构近接地下结构物微扰动施工的模型试验装置，其特征在于，所述土箱本体包括底板(1)、前侧板、后侧板、左侧板和右侧板，前侧板和后侧板为钢化玻璃板(2)，底板、左侧板和右侧板为金属板(3)，开挖孔设置在前侧板上，所述开挖孔上设有止水环(22)。

3.根据权利要求2所述的模拟盾构近接地下结构物微扰动施工的模型试验装置，其特征在于，所述土箱还包括支撑底座(4)和支撑框架，所述支撑框架固定在支撑底座(4)上，土箱本体设于支撑底座(4)上方的支撑框架内，所述支撑框架包括立杆(5)、横杆(6)、横撑(7)和轨道架(9)，所述立杆(5)垂直设置在底座(4)上，横杆(6)和横撑(7)用于连接所述立杆(5)，横杆(6)平行于前侧板和后侧板，横撑(7)平行于左侧板和右侧板，所述轨道架(9)通过横撑(7)固定在土箱本体的上方，激光扫描仪(10)沿所述轨道架(9)运动。

4.根据权利要求1所述的模拟盾构近接地下结构物微扰动施工的模型试验装置，其特征在于，所述桩基模块包括筏板(11)和桩身(12)，所述桩身(12)上设置有多个第一应变片(13)；所述隧道模块为圆柱形管道(16)，圆柱形管道(16)上设有多个第二应变片(17)。

5.根据权利要求1所述的模拟盾构近接地下结构物微扰动施工的模型试验装置，其特征在于，所述盾构掘进模块包括刀盘(26)、盾构圆筒(41)、刀盘驱动主轴(28)、刀盘驱动机构和螺旋出土机构，刀盘(26)位于盾构圆筒(41)的一端，所述刀盘驱动机构通过刀盘驱动主轴(28)带动所述刀盘(26)旋转以切削土体，所述盾构圆筒(41)靠近刀盘(26)一端的直径大于远离刀盘(26)的一端的直径，盾构圆筒(41)的外壳上设有注浆管(27)和渣土改良剂入口(31)，所述注浆管(27)敷设在盾构圆筒(41)的外壳上，注浆控制模块通过注浆管(27)向盾构圆筒(41)的外壳与土体之间的环形间隙注入浆液，渣土改良模块通过渣土改良剂入口(31)向盾构圆筒(41)内注入渣土改良剂。