[发明专利]一种适用管幕箱涵顶进的摩阻力测试装置

说明书

本发明提供一种适用管幕箱涵顶进的摩阻力测试装置，包括：钢管幕，钢管幕中部设有对应箱涵模型的顶进通道；箱涵模型，箱涵模型与顶进通道相适配，且可沿顶进通道滑动；土体，在钢管幕的外周设有土体，以模拟箱涵顶进施工现场的土层；重物，重物放置于土体的上方，并在纵向上正对箱涵模型；牵引机构，牵引机构迁移重物和箱涵模型沿顶进通道的延伸方向同步滑动，以模拟箱涵顶进过程，通过钢管幕模拟真实管涵施工时候的管幕，通过箱涵模型模拟真实管涵施工中的箱涵，利用土体进行真实管涵施工中的土层，利用牵引机构的牵引模拟箱涵顶进的过程，为研究箱涵施工提供理论支持。

技术领域

本发明属于混凝土材料技术领域，具体涉及一种适用管幕箱涵顶进的摩阻力测试装置。

背景技术

随着我国城市现代化建设步伐的不断加快，合理开发和利用地下空间成为一种不可避免的趋势。管幕箱涵顶进施工作为一种典非开挖施工技术，以其施工周期短、对周围环境影响小等特点，近年来在城市地下空间开发中被广泛应用。

管幕箱涵顶进过程中，大断面箱涵与土体之间的摩擦力较大，在顶进过程中要求提供比较大的推进力。箱涵顶进中的阻力一般由两部分组成：一部分是迎面阻力，由箱涵支撑掌子面的前方顶力组成；一部分是外壁与周围土体之间摩阻力，在箱涵顶进工程中，通常采用注浆技术来减小顶进时外壁承受的摩擦阻力。顶管及箱涵在土层中顶进时，由于土体的内摩擦角和粘聚力的存在，其自身具有一定的强度，因此所选开挖设备的外径通常比管道外径大几厘米，而泥浆能够使土体与管幕之间的空隙得到及时填充，形成的稳定泥浆套能保持隧道与管幕支撑、润滑、止水，控制隧道顶进引起的地表变形，同时有效减少顶进阻力。

膨胀土是在自然地质过程中形成的一种具有显著胀缩性且裂隙发育的地质体，在环境干湿交替作用下发生体积明显胀缩和强度急剧衰减。由于膨胀土具有特殊的强度特性和变形特性，在该地区开展的管幕箱涵顶进工作难免存在推顶困难的问题，需要研究减阻性能更好的泥浆，以此来满足施工的技术要求。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术中的不足，提供一种用管幕箱涵顶进的摩阻力测试装置。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种适用管幕箱涵顶进的摩阻力测试装置，包括：

钢管幕，所述钢管幕中部设有对应箱涵模型的顶进通道；

箱涵模型，所述箱涵模型与顶进通道相适配，且可沿所述顶进通道滑动；

土体，在所述钢管幕的外周设有土体，以模拟箱涵顶进施工现场的土层；

重物，所述重物放置于所述土体的上方，并在纵向上正对所述箱涵模型；

牵引机构，所述牵引机构迁移所述重物和所述箱涵模型沿所述顶进通道的延伸方向同步滑动，以模拟箱涵顶进过程。

如上所述的适用管幕箱涵顶进的摩阻力测试装置，优选，所述钢管幕设置于模型箱上方，所述土体对应连续布满所述钢管幕的外周。

如上所述的适用管幕箱涵顶进的摩阻力测试装置，优选，位于所述钢管幕上方的所述土体设有垫板，所述垫板的上表面为光滑面，所述重物对应放置在所述垫板的上表面。

如上所述的适用管幕箱涵顶进的摩阻力测试装置，优选，所述牵引机构通过两根牵引绳分别连接所述箱涵模型和所述重物，其中，所述牵引机构与所述重物位于同一水平面；

对应所述箱涵模型的牵引绳的其中一端水平牵引所述箱涵模型，另一端通过定滑轮后连接在所述牵引机构上。

如上所述的适用管幕箱涵顶进的摩阻力测试装置，优选，所述牵引机构与牵引所述箱涵模型的牵引绳上设有拉力计。