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原文传递结合基坑与隧道的多功能组合拼装模型试验箱装置及应用

专利名称：	结合基坑与隧道的多功能组合拼装模型试验箱装置及应用
摘要：	本发明涉及一种结合基坑与隧道的多功能组合拼装模型试验箱装置及应用，该装置包括模型箱、隧道模拟单元、基坑围护结构模拟单元、千斤顶加载单元和数据采集单元；隧道模拟单元具有多对可闭合隧道接口以及可通过可闭合隧道接口插入模型箱内的预制隧道管，基坑围护结构模拟单元具有两个垂直于模型箱前后箱壁设置于模型箱内的基坑围护结构挡板，千斤顶加载装置可以在指定位置进行加载模拟地表超载情况，数据采集装置则可记录试验过程中采集到的监测数据。与现有技术相比，本发明除了可以模拟一般的基坑和隧道工程外，还可以模拟左右平行隧道、上下平行隧道、平行基坑以及隧道基坑相互影响等多种复杂工况，提高了模型箱的利用率，节约了试验成本。
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：	廖少明;易琼;李航;杨超;王元东;白乔木
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-17T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-27T00:00:00+0800
申请号：	CN201910411452.1
公开号：	CN110284530A
代理机构：	上海科盛知识产权代理有限公司
代理人：	许耀
分类号：	E02D33/00(2006.01);E;E02;E02D;E02D33
申请人地址：	200092 上海市杨浦区四平路1239号
主权项：	1.一种结合基坑与隧道的多功能组合拼装模型试验箱装置，其特征在于，包括：模型箱(1)，具有长方体形钢框架(2)以及设置于钢框架(2)底部和四周的箱壁，钢框架(2)的顶部向上延伸形成行车梁(2-1)，隧道模拟单元，具有多对分别设置于模型箱(1)前后箱壁相对位置处的可闭合隧道接口(6)以及可通过任一对可闭合隧道接口(6)插入模型箱(1)内且两端被可闭合隧道接口(6)锁定的至少一个预制隧道管(7)，多对可闭合隧道接口(6)呈阵列状排列，基坑围护结构模拟单元，可选择地设置于模型箱内，具有两个垂直于模型箱(1)前后箱壁设置于模型箱(1)内的基坑围护结构挡板(8)，所述的基坑围护结构挡板(8)的顶部两端可与模型箱(1)前后箱壁顶部滑动连接，千斤顶加载单元，由活动设置于行车梁(2-1)上并可在水平方向移动的千斤顶本体(9)以及与千斤顶本体(9)连接的加载控制装置(10)组成，数据采集单元，包括数据采集装置(11)，用于采集试验过程中监测得到的包括结构应力、应变及土压力在内的数据。 2.根据权利要求1所述的结合基坑与隧道的多功能组合拼装模型试验箱装置，其特征在于：设置于钢框架(2)四周的箱壁采用有机玻璃面板，并在表面标有刻度线，且左右箱壁均为可拆卸侧板(5)，前后箱壁的顶部设有滑槽(4)，用于基坑围护结构挡板(8)的滑动；设置于钢框架(2)底部的箱壁为实心钢板。 3.根据权利要求1所述的结合基坑与隧道的多功能组合拼装模型试验箱装置，其特征在于，所述的可闭合隧道接口(6)上设有光圈阀门(6-1)、用于调节光圈阀门(6-1)开关的调节开关(6-2)以及用于将可闭合隧道接口(6)固定在箱壁上的多个固定螺栓(6-3)。 4.根据权利要求3所述的结合基坑与隧道的多功能组合拼装模型试验箱装置，其特征在于，所述的预制隧道管(7)由隧道管身(7-1)和设置于隧道管身(7-1)两端的不锈钢接头(7-3)组成，所述的不锈钢接头(7-3)上设有一圈凹槽，用于光圈阀门(6-1)的锁定。 5.根据权利要求4所述的结合基坑与隧道的多功能组合拼装模型试验箱装置，其特征在于，所述的隧道管身(7-1)上布有多组与数据采集装置(11)连接的隧道微型应变计及压力计(7-2)。 6.根据权利要求1所述的结合基坑与隧道的多功能组合拼装模型试验箱装置，其特征在于，所述的基坑围护结构挡板(8)由竖置的主面板(8-1)、设置于主面板(8-1)顶部的不锈钢转轴(8-4)以及分别设置于不锈钢转轴(8-4)两端的两个滑栓(8-3)，所述的滑栓(8-3)可沿模型箱(1)前后箱壁顶部滑动。 7.根据权利要求6所述的结合基坑与隧道的多功能组合拼装模型试验箱装置，其特征在于，所述的基坑围护结构模拟单元还包括设置于两个基坑围护结构挡板(8)内侧面的多个预留螺栓孔(8-2)以及用于连接两个基坑围护结构挡板(8)以模拟基坑内支撑的基坑支撑螺杆(13)，所述的基坑支撑螺杆(13)的两端分别与两个基坑围护结构挡板(8)上的预留螺栓孔(8-2)连接。 8.根据权利要求7所述的结合基坑与隧道的多功能组合拼装模型试验箱装置，其特征在于，所述的基坑支撑螺杆(13)由伸缩螺杆(13-1)和设置于伸缩螺杆(13-1)两端的两个接头螺杆(13-2)组成，两个接头螺杆(13-2)用于与两个基坑围护结构挡板(8)上的预留螺栓孔(8-2)连接。 9.根据权利要求7所述的结合基坑与隧道的多功能组合拼装模型试验箱装置，其特征在于，两个基坑围护结构挡板(8)的外侧面均设有多组挡板微型应变计及压力计(8-5)，且两个基坑围护结构挡板(8)的外侧面均布设有微型测斜管(8-6)。 10.如权利要求1～9任一所述的结合基坑与隧道的多功能组合拼装模型试验箱装置的应用，其特征在于，将其应用于软土地层中盾构隧道与明挖基坑近接平行施工的模型试验、软土地层中上下平行盾构隧道近接施工的模型试验以及软土地层中两个近接平行明挖基坑开挖的模型试验。
所属类别：	发明专利