详情

原文传递一种矩形顶管模型试验装置及使用方法

专利名称：	一种矩形顶管模型试验装置及使用方法
摘要：	一种矩形顶管模型试验装置，包括：模型试验箱，顶推平台，压力机，压力板，预制模型管片以及压浆系统，模型试验箱为正方体箱体，顶部开口，箱体的材质为高强度透明塑料，箱体外侧采用角钢和钢条固定，用螺栓将方木连接在箱体顶部并固定有千分表，箱体内试验土体相应位置放置土压力计；顶推平台包括顶进台、轨道、反力板、液压千斤顶、爪型顶铁；预制模型管片紧贴在爪型顶铁的长螺栓杆外侧，且外侧四个管壁粘贴应变片；压浆系统包括恒力推进器、压浆管、活塞、主出浆管、四孔连接器、副出浆管。本发明提供的矩形顶管模型试验装置及其使用方法可以模拟矩形管片在顶进过程中对周围土体的扰动及管片与土体之间的相互作用，为实际施工提供参考。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	辽宁;21
申请人：	东北大学
发明人：	王述红;董福瑞;朱宝强;韩冰;贾蓬;张锋春;贺鹏
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-10T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-20T00:00:00+0800
申请号：	CN201910495799.9
公开号：	CN110261577A
代理机构：	沈阳东大知识产权代理有限公司
代理人：	刘晓岚
分类号：	G01N33/24(2006.01);G;G01;G01N;G01N33
申请人地址：	110819 辽宁省沈阳市和平区文化路3号巷11号
主权项：	1.一种矩形顶管模型试验装置，其特征在于：包括：模型试验箱，顶推平台，压力机，压力板，预制模型管片以及压浆系统，所述模型试验箱为长方形箱体，顶部开口，箱内试验土体在相应位置设有土压力计，土体上部盖有压力板，压力机横梁上装有液压千斤顶2与压力板相连；所述顶推平台包括顶进台，顶进台上设有支撑杆支撑反力板，液压千斤顶1一端与所述反力板焊接，另一端通过螺栓与爪型顶铁相连，所述预制模型管片紧贴在爪型顶铁的长螺栓杆外侧，其外部四个管壁设有出浆孔且管壁贴有应变片；所述压浆系统恒力推进器通过活塞与压浆管相连，压浆管另一端连有主出浆管，主出浆管通过四孔连接器连接副出浆管，所述爪型顶铁还设置预留孔，主出浆管从预留孔中穿过，副出浆管与所述出浆孔相连。 2.根据权利要求1所述的一种矩形顶管模型试验装置，其特征在于：所述模型试验箱箱体材质为高强度透明塑料，箱体内部四角均设置有刻度尺，箱体外侧采用由角钢和钢条焊接而成的长方形框架固定，长方形框架一侧设置有插板口，模型试验箱正面开设有矩形窗口，插板从模型试验箱右侧插板口插入到矩形窗口中，插板上开设有与预制模型管片相对应的顶进口，顶进口的尺寸略大于预制模型管片，所述插板的材质为高强度透明塑料板，与相对应的预制模型管片配套使用，箱体顶部通过螺栓均匀安装有方木，并固定有千分表。 3.根据权利要求1所述的一种矩形顶管模型试验装置，其特征在于：所述顶进台为铁质试验台，顶进台的桌腿为可升降桌腿，设置有空腔，空腔内设置有上压片、弹簧、下压片、竖杆，竖杆焊接在下压片上；顶进台上均匀安装有由铁皮制成的五条倒T型凹槽轨道与爪型顶铁的倒T型凸块相对应；所述反力板材质为钢板；所述爪型顶铁为带有四根外伸长螺栓杆的矩形钢板，外伸长螺栓杆紧贴预制模型管片内壁四角，其长度与待顶进预制模型管片的厚度相适应。 4.根据权利要求1所述的一种矩形顶管模型试验装置，其特征在于：所述压力机横梁可沿压力机支撑牛腿上下移动，压力机的台数可根据实际沿模型试验箱纵向合理架设，液压千斤顶2为可升降液压千斤顶。 5.根据权利要求1所述的一种矩形顶管模型试验装置，其特征在于：所述压力板为矩型高强度透明塑料板，尺寸略小于模型试验箱内轮廓尺寸，压力板上设置有土压力计安放口，上盖扣盖，扣盖上预留有土压力计线缆孔。 6.根据权利要求1所述的一种矩形顶管模型试验装置，其特征在于：所述土压力计设置在预制模型管片顶进上方试验土体中，分3层布置，间隔分别为10cm、10cm、5cm，每层土压力计按照3×5呈阵列式均匀布置，每层布置15个。 7.根据权利要求1所述的一种矩形顶管模型试验装置，其特征在于：所述压浆管内装有配置好的触变泥浆，触变泥浆是一种由膨润土配制而成的浆液。 8.根据权利要求1所述的一种矩形顶管模型试验装置，其特征在于：所述模型试验箱左右侧壁均匀设置有线缆孔，土压力计线缆经线缆孔外接至静力应变仪，静力应变仪与电脑连接。 9.一种如权利要求1～8任一项所述的矩形顶管模型试验装置使用方法，包括以下步骤：步骤一：以含水率和土的颗粒级配为变量，根据正交设计设计试验方案并配制相应的实验土样本，浇筑模型管片并进行养护；步骤二：模型试验箱就位，选择与预制模型管片相适应的插板，分层填土并压实，在土体内按设计要求埋入土压力计，土压力计线缆外接到静力应变仪相应接口，静力应变仪与电脑连接，并完成调试，压实过程中观察土压力计读数，达到要求密实度对应的土压力后停止压实，再次填土以同样方式压实下一层；步骤三：在预定位置安装方木和千分表；步骤四：顶推平台就位，在预制模型管片外侧四个管壁上安装应变片，应变片线缆外接到静力应变仪相应接口；预制模型管片就位，开启液压千斤顶1进行管片顶进，同时开启压浆系统，顶进完成后挖去管片内部多余土体；步骤五：重复步骤三和步骤四，直至完成所有管片顶进；步骤六：记录顶进过程中土压力变化、管片变形及地表变形数据并整理；步骤七：重复步骤二至步骤六，完成所有正交实验设计方案的顶进并记录、整理数据。
所属类别：	发明专利