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原文传递一种模拟不同受力条件下隧道管环受力变形的实验装置

专利名称：	一种模拟不同受力条件下隧道管环受力变形的实验装置
摘要：	本实用新型提供一种模拟不同受力条件下隧道管环受力变形的实验装置，包括管环、能够对管环进行侧向加载和竖向加载的加载装置和与管环连接的数据测量系统，每一管环为主要由多个管片依次首尾连接组成的圆环形，同一管环中相邻的两管片之间的接缝为纵缝；数据测量系统包括等角度的固定于管环内、外侧的多组应变片对和均匀的设于管环的内侧分别用于测量管片径向位移和纵缝张开度的多个LVDT位移传感器，应变片对和LVDT位移传感器连接数据采集仪器，接数据采集仪器连接计算机以将其从应变片对和LVDT位移传感器中采集的数据传至计算机进行处理从而能够模拟管环在不同受力条件下的形变与破坏规律。
专利类型：	实用新型
国家地区组织代码：	湖北;42
申请人：	中国地质大学(武汉)
发明人：	梁荣柱;康成;吴文兵;方宇翔;张莉;杨松;霍利朋;万江
专利状态：	有效
申请日期：	2018-12-19T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-17T00:00:00+0800
申请号：	CN201822136811.0
公开号：	CN209400324U
代理机构：	武汉知产时代知识产权代理有限公司
代理人：	金慧君
分类号：	G01N3/08(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	430000 湖北省武汉市洪山区鲁磨路388号
主权项：	1.一种模拟不同受力条件下隧道管环受力变形的实验装置，其特征在于：包括管环、能够对所述管环进行侧向加载和竖向加载的加载装置和与所述管环连接的数据测量系统，每一所述管环包括多个依次首尾连接的管片，这些管片组成圆环形，同一所述管环中相邻的两所述管片之间的接缝为纵缝；所述数据测量系统包括等角度的固定于所述管环内、外侧的多组应变片对和均匀的设于所述管环的内侧分别用于测量所述管片径向位移和纵缝张开度的多个LVDT位移传感器，所述应变片对和LVDT位移传感器连接数据采集仪器，所述接数据采集仪器连接计算机以将其从所述应变片对和LVDT位移传感器中采集的数据传至计算机进行处理。 2.如权利要求1所述的模拟不同受力条件下隧道管环受力变形的实验装置，其特征在于：所述管环具有三个，三个所述管环沿纵向拼接形成一个圆管，且相邻的两所述管环中的纵缝相互错位，位于中间的所述管环为加载环，所述加载装置与所述加载环连接以对其施加荷载。 3.如权利要求2所述的模拟不同受力条件下隧道管环受力变形的实验装置，其特征在于：构成每一所述管环的管片的数量为n个，n为大于0的整数，所述管环的内侧壁具有n个所述纵缝，每一所述管片为弧形结构，同一所述管环中相邻两所述管片通过弧形螺栓相互连接，且每一所述管片采用混凝土材料制作，每一所述弧形螺栓采用金属加工而成。 4.如权利要求3所述的模拟不同受力条件下隧道管环受力变形的实验装置，其特征在于：所述加载环中的每一所述管片上均设有至少一组所述应变片对，每组所述应变片对中的两应变片的中心之间的连线的延长线穿过该管片的圆心，同组的两所述应变片中的一应变片固定于该管片的外侧，另一应变片固定于该管片的内侧；所述LVDT位移传感器中包括用于测量所述加载环中的每一所述管片径向位移的径向LVDT位移传感器和用于测量所述加载环中的每一所述纵缝张开度的开度LVDT位移传感器，每一所述径向LVDT位移传感器垂直于对应的所述管片的内侧，且任意相邻的两所述径向LVDT位移传感器之间的夹角相等。 5.如权利要求4所述的模拟不同受力条件下隧道管环受力变形的实验装置，其特征在于：所述径向LVDT位移传感器和所述开度LVDT位移传感器的数量相等，且相邻的所述径向LVDT位移传感器和开度LVDT位移传感器之间具有一所述应变片。 6.如权利要求4所述的模拟不同受力条件下隧道管环受力变形的实验装置，其特征在于：至少所述管环的外侧设有收容所述应变片的凹槽以使所述应变片与所述加载装置之间无接触或者接触时作用力为零；所述加载环中相邻两所述管片通过两弧形螺栓相互连接，该两弧形螺栓共对称轴，且其中一所述弧形螺栓横跨与之对应的纵缝且从外侧通过连接该两凹槽而来连接两所述管片，另一所述弧形螺栓横跨与之对应的纵缝且从内测连接两所述管片，所有所述应变片中，全部或者部分所述应变片与所述弧形螺栓一一对应且位于与之对应的所述弧形螺栓的弧形顶端。 7.如权利要求2所述的模拟不同受力条件下隧道管环受力变形的实验装置，其特征在于：每一所述管环的一侧设有凸隼，另一侧设有凹槽，一所述管环的凸隼通过与另一所述管环的凹槽对接而实现这两管环之间的相互拼接，相邻两所述管环之间还通过若干螺栓来加强拼接。 8.如权利要求1所述的模拟不同受力条件下隧道管环受力变形的实验装置，其特征在于：所述加载装置包括由钢梁组成的框形反力架，还包括若干千斤顶，每一所述千斤顶的一端连接与之对应的钢梁的内侧，另一端连接加载板，所述加载板具有用于与所述管片的外侧接触的弧形接触面，所述接触面的曲率与所述管片的外侧的曲率相同；所述千斤顶均为与计算机连接的伺服液压千斤顶，通过计算机可控制所述千斤顶实施分级加载。 9.如权利要求8所述的模拟不同受力条件下隧道管环受力变形的实验装置，其特征在于：所述反力架固定于地面，具有相互垂直的竖向和侧向，位于竖向的两所述钢梁内侧各连接有三所述千斤顶，位于侧向的两所述钢梁内侧各连接有四所述千斤顶，同向的所述千斤顶对称分布。 10.如权利要求8所述的模拟不同受力条件下隧道管环受力变形的实验装置，其特征在于：所有所述接触面接触同一所述管环的外侧时，所有所述接触面共同组成了一个完成的圆；且所述管片与实际隧道管环的比例为1:5。
所属类别：	实用新型