[实用新型]一种模拟盾构隧道锚杆抗浮效应的模型试验装置

说明书

本实用新型公开了一种模拟盾构隧道锚杆抗浮效应的模型试验装置，包括用于盛放隧道模型、地下水和试验土体的模型试验箱；模型试验箱底部开设有用于控制地下水位的注水口和出水口；隧道模型上固定若干根抗浮锚杆；隧道模型通过连接绳与设置于模型试验箱底部的测力计连接；测力计通过信号传输线与设置于模型试验箱外部的信号采集处理系统连接。本实用新型通过模拟盾构隧道锚杆抗浮效应，可判断不同水位和不同土质条件下隧道是否会产生上浮现象，并且得出保证隧道不发生上浮的抗浮锚杆最小施作数量；具有操作便捷、试验结果直观的优点。

技术领域

本实用新型属于隧道工程技术领域，具体涉及一种模拟盾构隧道锚杆抗浮效应的模型试验装置。

背景技术

随着城市化进程的不断发展，我国城市公共空间不足的问题不断凸显，修建地铁隧道能合理利用城市地下空间，缓解大城市的公共交通压力。盾构法作为我国地铁修建的主要工法，凭借其良好的地层适应性和施工高效性，在地铁隧道修建中得到了广泛应用。但是，盾构隧道在施工以及运营过程中出现的抗浮问题严重影响了工程的安全性。

目前，隧道在设计过程中对隧道的抗浮能力缺乏直观的认知，通常只能通过估算或是数值模拟的结果对隧道进行抗浮设计，很容易导致工程事故的发生，影响隧道模型和人员的安全。综上，目前的研究方法存在测量结果不够直观、研究条件复杂、无法充分保证工程安全的问题，需要通过改进技术或是提出新的研究方法来解决隧道工程在抗浮性能上的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术中的上述不足，提供一种模拟盾构隧道锚杆抗浮效应的模型试验装置，以解决现有技术中研究条件复杂、无法充分保证工程安全等问题。

为了达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案如下：

提供一种模拟盾构隧道锚杆抗浮效应的模型试验装置，其包括用于盛放隧道模型、地下水和试验土体的模型试验箱；

模型试验箱底部设有用于控制地下水位的注水口和出水口；

隧道模型上固定若干根抗浮锚杆；隧道模型通过连接绳与设置于模型试验箱底部的测力计连接；测力计通过信号传输线与设置于模型试验箱外部的信号采集处理系统连接。

本方案通过模拟盾构隧道锚杆抗浮效应，可判断不同水位和不同土质条件下隧道是否会产生上浮现象，并且得出保证隧道不发生上浮的抗浮锚杆最小施作数量；具有操作便捷、试验结果直观的优点，为判断隧道上浮以及确定抗浮锚杆施作数量提供了一种量化的方法。

进一步地，模型试验箱为顶部开口的长方体容器。

开口的长方体结构便于在试验箱内设置各个模拟部件。

进一步地，注水口和出水口分别设置于模型试验箱底部两端。

注水口和出水口用于控制模型试验箱内水流的进出。

进一步地，注水口的管道上设有注水口水阀，出水口的管道上设有出水口水阀。

注水口水阀和出水口水阀分别用于控制模型试验箱内进水和出水的流量。

进一步地，隧道模型为按照相似试验准则进行等比缩小的管片结构，并且在纵向设置不小于10环管片。

在隧道模型纵向上设置不小于10环管片用于模拟盾构隧道实际的受力情况。

进一步地，隧道模型上开设有若干个预留锚杆孔。

开设的预留锚杆孔方便根据试验情况增减抗浮锚杆的数量。

进一步地，抗浮锚杆穿过预留锚杆孔并通过螺栓与隧道模型固定连接。

抗浮锚杆固定在隧道模型上用于为隧道模型提供抗浮力。