详情

原文传递一种可模拟降雨的非接触式隧道开挖物理模型及试验方法

专利名称：	一种可模拟降雨的非接触式隧道开挖物理模型及试验方法
摘要：	本发明涉及一种可模拟降雨的非接触式隧道开挖物理模型及试验方法，模型包括隧道分段开挖模拟装置、可控式降雨模拟装置及试块全表面位移场观测装置；试验方法包括：1)制备蜡块层并修剪排列得到蜡块；2)填土并将蜡块置于土体中部；3)搭建试块全表面位移场观测装置及可控式降雨模拟装置；4)采用长杆挖掘机构模拟隧道开挖；5)利用试块全表面位移场观测装置观测土体位移变化。与现有技术相比，本发明提高了隧道分段分步开挖工序模拟的可行性和真实性，解决了降雨模拟中降雨量和降雨方式的控制及稳定性问题，提高了试块全表面位移变形场的观测分析的精确度；本发明可实现多次重复利用，具有适用范围广，试验步骤简单高效等优点。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	同济大学
发明人：	黄昕;姚剑
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-11T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-24T00:00:00+0800
申请号：	CN201910502053.6
公开号：	CN110275008A
代理机构：	上海科盛知识产权代理有限公司
代理人：	吴文滨
分类号：	G01N33/24(2006.01);G;G01;G01N;G01N33
申请人地址：	200092 上海市杨浦区四平路1239号
主权项：	1.一种可模拟降雨的非接触式隧道开挖物理模型，其特征在于，该模型包括隧道分段开挖模拟装置、可控式降雨模拟装置及试块全表面位移场观测装置，所述的隧道分段开挖模拟装置包括土体(18)、设置于土体(18)中的蜡块(1)以及与蜡块(1)相适配的长杆挖掘机构。 2.根据权利要求1所述的一种可模拟降雨的非接触式隧道开挖物理模型，其特征在于，所述的蜡块(1)包括多个沿开挖方向依次设置的蜡块层。 3.根据权利要求1所述的一种可模拟降雨的非接触式隧道开挖物理模型，其特征在于，所述的长杆挖掘机构包括长杆电烙铁及长杆耙子(13)，所述的长杆电烙铁包括长杆(10)及设置于长杆(10)一端的电烙铁(11)。 4.根据权利要求1所述的一种可模拟降雨的非接触式隧道开挖物理模型，其特征在于，所述的可控式降雨模拟装置包括设置于土体(18)外部的喷淋支架及设置于喷淋支架上的喷淋机构，所述的喷淋机构包括位于土体(18)上方的喷头(2)以及设置于喷头(2)与外部水源之间的输水管路。 5.根据权利要求4所述的一种可模拟降雨的非接触式隧道开挖物理模型，其特征在于，所述的输水管路包括与外部水源连接的主水管(19)、分水部件(5)及多个分支水管(4)，所述的主水管(19)通过分水部件(5)分别与多个分支水管(4)连接，所述的分支水管(4)与相应喷头(2)连接。 6.根据权利要求5所述的一种可模拟降雨的非接触式隧道开挖物理模型，其特征在于，所述的喷淋支架包括底座(9)、可拆卸设置于底座(9)上的竖撑(8)及可拆卸设置于竖撑(8)上的横撑(7)，所述的横撑(7)上设置有多个卡扣(16)，所述的分支水管(4)与喷头(2)之间设有喷头连接件(3)，所述的卡扣(16)与喷头连接件(3)可拆卸连接。 7.根据权利要求1所述的一种可模拟降雨的非接触式隧道开挖物理模型，其特征在于，所述的试块全表面位移场观测装置包括设置于土体(18)上的多个靶点(12)及设置于土体(18)外并与靶点(12)相适配的相机(14)。 8.根据权利要求7所述的一种可模拟降雨的非接触式隧道开挖物理模型，其特征在于，所述的靶点(12)设置于土体(18)的端面并构成正四边形角点。 9.一种基于如权利要求1至8任一项所述的可模拟降雨的非接触式隧道开挖物理模型的试验方法，其特征在于，该方法包括以下步骤： 1)制备蜡块层并修剪排列得到蜡块(1)； 2)在蜡块(1)四周填筑土体(18)，并使蜡块(1)位于土体(18)中部； 3)搭建与土体(18)相适配的试块全表面位移场观测装置及可控式降雨模拟装置； 4)采用长杆挖掘机构模拟隧道开挖； 5)利用试块全表面位移场观测装置观测土体(18)位移变化。 10.根据权利要求9所述的一种基于可模拟降雨的非接触式隧道开挖物理模型的试验方法，其特征在于，在进行步骤4)之前，启动并调节可控式降雨模拟装置。
所属类别：	发明专利