申请/专利权人：北京工业大学

申请日：2021-12-07

公开（公告）日：2024-04-19

公开（公告）号：CN114295101B

主分类号：G01C5/00

分类号：G01C5/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.19#授权;2022.04.26#实质审查的生效;2022.04.08#公开

摘要：本发明公开了一种用于盾构隧道开挖诱发地表沉降连续试验的装置和方法，该装置可任意拼接长度，根据实际试验目的的需求，可由两个及以上独立的子装置通过连接装置拼接形成目标装置。所述子装置包括钢框架、钢化玻璃观测板、槽钢、底部进水管，移动滑轮和连接装置。本发明实现多试验工况在单一变量下开展，减小工况间温差、操作等误差干扰，盾构隧道开挖对地表沉降影响的模型试验，提高试验结果的精确度；本发明探究盾构隧道开挖时地表沉降的变化规律，显著提高试验效率；本发明可控制进水量与排水量，可模拟砂土、黏土、砂砾土在饱和及非饱和状态下盾构隧道开挖对地层及地表土体变形的规律研究；有利于探讨盾构隧道开挖过程中土体的变形规律。

主权项：1.一种用于盾构隧道开挖诱发地表沉降研究的连续装置试验方法，实现该方法的装置是任意拼接长度的模型试验箱装置，根据实际试验目的的需求，由两个及以上独立的子装置通过连接装置（6）拼接形成目标装置；所述子装置包括钢框架（1）、钢化玻璃观测板（2）、槽钢（3）、底部进水管（4）、移动滑轮（5）和连接装置（6）；槽钢（3）焊接在钢框架（1）上，为钢化玻璃观测板（2）的安装提供安装槽；钢化玻璃观测板（2）通过安装槽分别安装在钢框架（1）的两侧，形成四面包围的箱体结构；移动滑轮（5）安装在钢框架（1）的底部，便于模型箱位置的移动和调整；所述底部进水管（4）通过焊接分别安装在钢框架（1）底板左右两部分，进水管两侧留有出水孔，通过出水孔向土体加水直至达到饱和状态；所述连接装置（6）包括多个螺栓和螺栓杆，通过子装置两侧的螺栓孔将若干个独立的子装置连接在一起；其特征在于：包括试验内容、监测方案，试验步骤和试验系统；试验内容旨在研究1倍、2倍和3倍盾构隧道直径埋深下，地层及地表土体的变形规律；监测方案包括：地表位移监测方案和地中位移监测方案；试验步骤包括：设备安装及填土阶段，开挖及记录阶段和设备拆除还原阶段；实现该试验方法的试验系统包括：地表位移计（7）和地中位移计（8）；试验方法中的监测内容包括土体的地表位移和地中位移；地表位移计（7）布设地层表面，用于监测地表土体的位移；地表位移监测方案包含5个纵向监测断面，分布在隧道中心线和中心线两侧：-1.5D，-0.5D，0，1D和2D所对应位置的面上；11个横向监测断面：分别位于2D，3D，4D，6D，7D，8D，9D，11D，12D，13D和14D所对应位置的面上；3个竖向监测断面：分别位于盾壳上方1D，2D和3D所对应的土体表面；D为隧道直径；地中位移计（8）布设在地层中间，用于监测地中土体的位移；地中位移监测方案包含5个纵向监测断面，分布在隧道中心线和中心线两侧：-2D，-1D，0，0.5D和1.5D所对应位置的面上；8个横向监测断面：分别位于6D，7D，8D，9D，11D，12D，13D和14D所对应位置的面上；2个竖向断面，分别位于盾壳上方1D和2D所对应位置的面上；D为隧道直径；该试验方法包括以下试验步骤：Step1：子装置1号、2号和3号通过连接装置快速拼接形成目标装置；Step2：子装置1号、2号和3号分别填土至规定高度并布设地中位移计和地表位移计，静置24h，读取并记录地中位移计和地表位移计的初始读数；Step3：首先使用盾构机开挖子装置1号，子装置1号开挖完成后静置24h，待监测仪器数据稳定后，读取并记录子装置1号内地中位移计和地表位移计的读数；Step4：开挖子装置2号，子装置2号开挖完成后静置24h，待监测仪器稳定数据后，读取并记录子装置2号内地中位移计和地表位移计的读数；Step5：开挖子装置3号，子装置3号开挖完成后静置24h，待监测仪器稳定数据后，读取并记录子装置3号内地中位移计和地表位移计的读数；Step6：目标装置拆除还原成3个子装置，放置原位，试验结束。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 北京工业大学 一种用于盾构隧道开挖诱发地表沉降连续试验的装置和方法

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