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【发明授权】一种模拟运营期隧道病害演化机理的缩尺试验方法及系统_山东大学_202311485910.9 

申请/专利权人:山东大学

申请日:2023-11-08

公开(公告)日:2024-05-24

公开(公告)号:CN117606960B

主分类号:G01N3/32

分类号:G01N3/32;G01N3/02;G01C5/00;G01K13/00;G01N33/00

优先权:

专利状态码:有效-授权

法律状态:2024.05.24#授权;2024.03.15#实质审查的生效;2024.02.27#公开

摘要:本发明提出一种模拟运营期隧道病害演化机理的缩尺试验方法及系统,涉及隧道病害试验技术领域。包括确定缩尺模型比例;根据实际隧道断面尺寸,按照缩尺比例制作缩尺模型;根据隧道断面形状制作紧靠型传感装置,将紧靠型传感装置安装于缩尺模型的隧道内壁处;安装主动加载装置,模拟多轴应力条件、动态加载条件、不同的环境因素;对模型主动加载模拟试验条件,记录不同试验条件的传感器数据,直至模型产生明显变形,获得隧道全生命周期的状态数据。本发明对模型主动加载模拟试验条件,记录不同试验条件的传感器数据,能够获得隧道全生命周期的状态数据,可精确控制试验条件,包括加载条件、温度、湿度、振动等,实现了高度可控的实验环境。

主权项:1.一种模拟运营期隧道病害演化机理的缩尺试验方法,其特征在于,包括以下步骤:根据实际隧道断面尺寸,按照缩尺比例制作缩尺模型;制作紧靠型传感装置,布设多源传感器于传感装置不同位置,并将紧靠型传感装置安装于缩尺模型的隧道内壁处;安装主动加载装置,模拟多轴应力条件、动态加载条件、不同的环境因素;对模型主动加载模拟试验条件,记录不同试验条件的传感器数据,直至模型产生明显变形,获得隧道全生命周期的状态数据;调研实际隧道的断面形状、尺寸及物理条件,包括弹性模量、应力、应变、泊松比;确定缩尺模型的尺寸比例,根据尺寸比例计算缩尺模型各物理量的相似比,绘制隧道模板;制作隧道模型的外部侧壁和拱顶;组装并加固侧壁和拱顶,形成封闭的隧道结构;在组装好的隧道外部,根据模型衬砌厚度,制作一层相同的材料模型,模拟隧道外衬;在双层衬砌模型之间,确定连接位置,并预留连接孔或槽;在隧道模型的底部和侧壁上,确定加载点的位置,并预留加载点的孔或槽;制作底座模具,模拟隧道仰拱;混合适当比例的混凝土,在底座模具倒入第一层混凝土,覆盖底座的底部;等待底层模具稍微硬化,将隧道模型放置在第一层混凝土上,继续浇筑混凝土,填满底座空间及隧道衬砌模型;静置浇筑好的隧道缩尺模型,直至模型完全硬化,最后将模型材料拆除,完成模型制作;所述多源传感器包括应变计、加速度计、裂缝计、静力水准仪、位移传感器、温度传感器、湿度传感器、压力传感器;将多源传感器布设于传感装置的不同位置,具体为:在隧道模型的两个侧边位置分别设置应变片和土压力计;在隧道模型的两个拱腰位置分别设置静力水准仪、位移计、裂缝计,加速度计、应变片和土压力计;在隧道模型的拱顶位置设置静力水准仪、位移计、裂缝计,加速度计、应变片和土压力计;在隧道模型顶部两侧分别设置温度传感器和湿度传感器;对模型主动加载模拟试验条件,具体为:求得隧道模型的最大应力,使多轴加载装置以最大应力极限参数对隧道模型持续加载,模拟实际工程的多轴应力条件;通过控制系统,周期性地依次改变动态加载装置和温湿度加载装置的参数,模拟承受的振动荷载和气候环境变化,记录每组对照实验的持续时间和参数设置情况;持续通过多轴加载装置加载,直至隧道产生明显变形,结束模拟试验。

全文数据:

权利要求:

百度查询: 山东大学 一种模拟运营期隧道病害演化机理的缩尺试验方法及系统

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