【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于隧道襯砌，尤其涉及一種隧道襯砌模板、三維荷載加載裝置及加載試驗(yàn)方法。
技術(shù)介紹
1、隧道襯砌結(jié)構(gòu)性能研究中數(shù)值模擬手段被廣泛使用，但隧道襯物理模型依舊優(yōu)勢(shì)明顯，能夠全面直觀地揭示隧道結(jié)構(gòu)裂損演化過程及形態(tài)衰變規(guī)律，是研究隧道襯砌力學(xué)性能的重要手段。目前隧道襯砌加載試驗(yàn)裝置均為平面應(yīng)變模型裝置，無法模擬隧道縱向不均勻荷載的作用。現(xiàn)有隧道襯砌加載試驗(yàn)裝置有兩種加載方式：第一種是對(duì)隧道模型間接加載，即荷載在最外圍作用于圍巖材料，圍巖材料經(jīng)過自身調(diào)節(jié)后將力傳于隧道模型；第二種加載方式為荷載直接作用于隧道模型，非加載區(qū)襯砌荷載由帶有一定剛度的彈簧模擬。實(shí)際工程中，隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)隨著材料強(qiáng)度的增高需要時(shí)間，荷載的作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)低強(qiáng)度時(shí)已經(jīng)發(fā)生，現(xiàn)有裝置均為襯砌模型養(yǎng)護(hù)完成后即在滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求后加載，無法模擬隧道支護(hù)襯砌養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度上升過程中的受荷情況。
2、現(xiàn)行隧道襯砌加載試驗(yàn)裝置主要存在以下不足：
3、現(xiàn)有的山嶺隧道模型裝置主要以平面應(yīng)變模型裝置為主，以隧道某截面為對(duì)象，取襯砌若干關(guān)鍵位置進(jìn)行加載，部分模型裝置考慮了隧道穿過不良地質(zhì)體如可滑動(dòng)斷層的情況，但主要是通過活動(dòng)軸承調(diào)節(jié)上下盤斷層滑移傾角并進(jìn)行以最大斷層位移為控制的位移加載，但無法同時(shí)模擬圍巖高地應(yīng)力水平狀態(tài)；部分裝置實(shí)現(xiàn)了斷層走滑錯(cuò)動(dòng)與高地應(yīng)力的耦合，但可模擬的斷層類型較為單一，一般都為走滑斷層，無法模擬更復(fù)雜的三維應(yīng)力情況，現(xiàn)有的山嶺隧道模型試驗(yàn)缺乏關(guān)于大型三維應(yīng)力條件下多種錯(cuò)動(dòng)形式活動(dòng)斷層的模擬裝置。
4、同時(shí)隧道工程全壽命周期均
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)的目的之一在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且可作為隧道襯砌澆筑模具，同時(shí)還用以對(duì)隧道襯砌進(jìn)行全生命周期三維荷載加載試驗(yàn)的隧道襯砌模板。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)的技術(shù)方案如下：一種隧道襯砌模板，包括內(nèi)環(huán)模板、外環(huán)模板和兩個(gè)側(cè)模板環(huán)，所述內(nèi)環(huán)模板同軸置于所述外環(huán)模板內(nèi)，且二者之間具有環(huán)形間隙并兩端對(duì)齊，兩個(gè)所述側(cè)模板環(huán)安裝在所述環(huán)形間隙的兩端，以將所述環(huán)形間隙的兩端封堵并圍合形成環(huán)形的模腔；
3、所述外環(huán)模板包括多個(gè)密封環(huán)和多段子模板環(huán)，且所述外環(huán)模板由多段所述子模板環(huán)沿長度方向依次拼接而成，且任意相鄰兩段所述子模板環(huán)之間夾設(shè)有一個(gè)所述密封環(huán)；
4、所述子模板環(huán)包括多個(gè)密封條和多根推板，且所述子模板環(huán)由多根所述推板沿環(huán)向依次拼接而成，且任意相鄰兩根所述推板之間設(shè)置有一個(gè)所述密封條。
5、上述技術(shù)方案的有益效果在于：其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且所述外環(huán)模板由多個(gè)子模板環(huán)拼接而成，且環(huán)向上相鄰的推板之間通過密封條進(jìn)行密封處理，而軸向上相鄰的兩個(gè)推板之間通過密封環(huán)進(jìn)行密封處理，這樣使得整個(gè)外環(huán)模板是由多個(gè)推板密封的拼接而成，其中，所述外環(huán)模板、內(nèi)環(huán)模板和兩個(gè)側(cè)模板環(huán)裝配后圍合形成模腔，模腔可用以澆筑成型隧道襯砌，在隧道襯砌成形后，可將內(nèi)環(huán)模板、側(cè)模板環(huán)移除，并將相鄰的推板之間解除連接，并向推板施加載荷以對(duì)隧道襯砌進(jìn)行全生命周期三維荷載加載試驗(yàn)。
6、上述技術(shù)方案中所述推板為條形板，每個(gè)所述推板的四個(gè)側(cè)邊處對(duì)應(yīng)模腔的外側(cè)處凸設(shè)有第一連接耳，且所述第一連接耳處設(shè)置有貫穿的第一連接孔，環(huán)向上相鄰的兩個(gè)所述推板通過長邊側(cè)的第一連接耳栓接以圍合呈環(huán)形的子模板環(huán)，軸向上相鄰的兩個(gè)所述推板均是將其上對(duì)應(yīng)處的第一連接耳栓接以將多段所述子模板環(huán)連接呈外環(huán)模板。
7、上述技術(shù)方案的有益效果在于：如此使得相鄰兩個(gè)推板之間可通過相互靠近的第一連接耳進(jìn)行栓接。
8、上述技術(shù)方案中所述內(nèi)環(huán)模板的兩端均對(duì)應(yīng)其環(huán)內(nèi)側(cè)處沿環(huán)向間隔的凸設(shè)有多個(gè)第二連接耳，所述第二連接耳設(shè)置有貫穿的第二連接孔，所述側(cè)模板環(huán)的外側(cè)邊緣處環(huán)向間隔設(shè)置有多個(gè)第三連接孔，所述側(cè)模板環(huán)的內(nèi)側(cè)邊緣處環(huán)向間隔的設(shè)置有多個(gè)第四連接孔，所述側(cè)模板環(huán)上的多個(gè)所述第四連接孔與所述內(nèi)環(huán)模板對(duì)應(yīng)端的多個(gè)所述第二連接孔一一對(duì)應(yīng)并相互對(duì)齊以栓接，所述側(cè)模板環(huán)上的多個(gè)所述第三連接孔與外環(huán)模板對(duì)應(yīng)端的多個(gè)所述第一連接孔一一對(duì)應(yīng)并相互對(duì)齊以栓接。
9、上述技術(shù)方案的有益效果在于：如此使得外環(huán)模板和內(nèi)環(huán)模板在與所述側(cè)模板環(huán)均進(jìn)行栓接以進(jìn)行裝配。
10、本專利技術(shù)的目的之二在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且可對(duì)隧道襯砌進(jìn)行澆筑成型，同時(shí)還能對(duì)隧道襯砌進(jìn)行全生命周期三維荷載加載試驗(yàn)的三維荷載加載裝置。
11、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)的另一技術(shù)方案如下：一種三維荷載加載裝置，包括定位筒座、多個(gè)加載組件和如上所述的隧道襯砌模板，多個(gè)所述加載組件與多個(gè)所述推板一一對(duì)應(yīng)，所述定位筒座為圓筒狀，其側(cè)壁上均布有操作窗，所述隧道襯砌模板沿軸向置于所述定位筒座內(nèi)中部，每個(gè)所述推板對(duì)應(yīng)所述模腔的外側(cè)通過對(duì)應(yīng)所述加載組件與所述定位筒座連接，所述加載組件用以給對(duì)應(yīng)所述推板施加加載力。
12、上述技術(shù)方案的有益效果在于：如此使得隧道襯砌模板可置于所述定位筒座，而每個(gè)推板通過對(duì)應(yīng)的加載組件與定位筒座的內(nèi)壁連接，此時(shí)隧道襯砌模板通過多個(gè)加載組件支撐在定位筒座內(nèi)，在向模腔內(nèi)澆筑混凝土之間，先向模腔內(nèi)加入鋼筋籠，而在澆筑完成后，可將隧道襯砌模板拆除至僅剩推板(人手可通過操作窗伸入至定位筒座內(nèi)來將相鄰?fù)瓢逯g解除拼接)，此時(shí)可由加載組件對(duì)推板施加荷載，從而對(duì)隧道襯砌試件進(jìn)行全生命周期三維荷載加載試驗(yàn)。
13、上述技術(shù)方案中所述加載組件包括萬向件和伸縮缸，所述伸縮缸的伸縮端均通過所述萬向件與對(duì)應(yīng)所述推板外側(cè)中部的位置處連接，所述伸縮缸遠(yuǎn)離其伸縮端的一端與所述定位筒座內(nèi)壁的對(duì)應(yīng)處連接。
14、上述技術(shù)方案的有益效果在于：其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，如此可根據(jù)需要調(diào)整伸縮缸相對(duì)于推板的傾斜角度，同時(shí)由伸縮缸伸長以對(duì)推板施加荷載，此時(shí)整個(gè)隧道襯砌試件的外側(cè)可從多個(gè)點(diǎn)位受到荷載的作用，且每個(gè)點(diǎn)位的荷載力可進(jìn)行調(diào)節(jié)，其試驗(yàn)操作靈活性佳，且模擬效果佳。
15、上述技術(shù)方案中所述加載組件還包括夾持件，所述伸縮缸遠(yuǎn)離其伸縮端的一端設(shè)置有所述夾持件，所述定位筒座的內(nèi)壁上設(shè)置有供所述夾持件夾持的附著部。
16、上述技術(shù)方案的有益效果在于：如此使得加載組件與所述定位筒座內(nèi)壁是可拆卸連接。
17、上述技術(shù)方案中所述夾持件包括夾緊螺栓和夾緊螺母，所述附著部為設(shè)置在所述定位筒座內(nèi)壁上的網(wǎng)形槽，且所述網(wǎng)形槽的斷截面均為t形，所述夾緊螺母螺紋連接在所述夾緊螺栓上，且所述夾緊螺栓的頭部均插入至所述網(wǎng)形槽內(nèi)，所述夾緊螺栓的螺紋端通過活動(dòng)鉸支座與所述伸縮缸遠(yuǎn)離其伸縮端的一端擺轉(zhuǎn)連接，擰緊所述夾緊螺母以將所述夾緊螺栓夾緊在所述網(wǎng)形槽的對(duì)應(yīng)位置處，或擰松所述夾緊螺母以將所述夾緊螺栓相對(duì)于所述定位筒座解除夾緊，且所述操本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種隧道襯砌模板，其特征在于，包括內(nèi)環(huán)模板(11)、外環(huán)模板(12)和兩個(gè)側(cè)模板環(huán)(13)，所述內(nèi)環(huán)模板(11)同軸置于所述外環(huán)模板(12)內(nèi)，且二者之間具有環(huán)形間隙并兩端對(duì)齊，兩個(gè)所述側(cè)模板環(huán)(13)安裝在所述環(huán)形間隙的兩端，以將所述環(huán)形間隙的兩端封堵并圍合形成環(huán)形的模腔；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道襯砌模板，其特征在于，所述推板(1222)為條形板，每個(gè)所述推板(1222)的四個(gè)側(cè)邊處對(duì)應(yīng)模腔的外側(cè)處凸設(shè)有第一連接耳(12221)，且所述第一連接耳(12221)處設(shè)置有貫穿的第一連接孔(12222)，環(huán)向上相鄰的兩個(gè)所述推板(1222)通過長邊側(cè)的第一連接耳(12221)栓接以圍合呈環(huán)形的子模板環(huán)(122)，軸向上相鄰的兩個(gè)所述推板(1222)均是將其上對(duì)應(yīng)處的第一連接耳(12221)栓接以將多段所述子模板環(huán)(122)連接呈外環(huán)模板(12)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的隧道襯砌模板，其特征在于，所述內(nèi)環(huán)模板(11)的兩端均對(duì)應(yīng)其環(huán)內(nèi)側(cè)處沿環(huán)向間隔的凸設(shè)有多個(gè)第二連接耳(111)，所述第二連接耳(111)設(shè)置有貫穿的第二連接孔(1111)，所述側(cè)模板
4.一種三維荷載加載裝置，其特征在于，包括定位筒座(2)、多個(gè)加載組件(3)和如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的隧道襯砌模板(1)，多個(gè)所述加載組件(3)與多個(gè)所述推板(1222)一一對(duì)應(yīng)，所述定位筒座(2)為圓筒狀，其側(cè)壁上均布有操作窗(21)，所述隧道襯砌模板(1)沿軸向置于所述定位筒座(2)內(nèi)中部，每個(gè)所述推板(1222)對(duì)應(yīng)所述模腔的外側(cè)通過對(duì)應(yīng)所述加載組件(3)與所述定位筒座(2)連接，所述加載組件(3)用以給對(duì)應(yīng)所述推板(1222)施加加載力。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三維荷載加載裝置，其特征在于，所述加載組件(3)包括萬向件(31)和伸縮缸(32)，所述伸縮缸(32)的伸縮端均通過所述萬向件(31)與對(duì)應(yīng)所述推板(1222)外側(cè)中部的位置處連接，所述伸縮缸(32)遠(yuǎn)離其伸縮端的一端與所述定位筒座(2)內(nèi)壁的對(duì)應(yīng)處連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的三維荷載加載裝置，其特征在于，所述加載組件(3)還包括夾持件(33)，所述伸縮缸(32)遠(yuǎn)離其伸縮端的一端設(shè)置有所述夾持件(33)，所述定位筒座(2)的內(nèi)壁上設(shè)置有供所述夾持件(33)夾持的附著部。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的三維荷載加載裝置，其特征在于，所述夾持件(33)包括夾緊螺栓(331)和夾緊螺母(332)，所述附著部為設(shè)置在所述定位筒座(2)內(nèi)壁上的網(wǎng)形槽(22)，且所述網(wǎng)形槽(22)的斷截面均為T形，所述夾緊螺母(332)螺紋連接在所述夾緊螺栓(331)上，且所述夾緊螺栓(331)的頭部均插入至所述網(wǎng)形槽(22)內(nèi)，所述夾緊螺栓(331)的螺紋端通過活動(dòng)鉸支座(34)與所述伸縮缸(32)遠(yuǎn)離其伸縮端的一端擺轉(zhuǎn)連接，擰緊所述夾緊螺母(332)以將所述夾緊螺栓(331)夾緊在所述網(wǎng)形槽(22)的對(duì)應(yīng)位置處，或擰松所述夾緊螺母(332)以將所述夾緊螺栓(331)相對(duì)于所述定位筒座(2)解除夾緊，且所述操作窗(21)均設(shè)置在所述網(wǎng)形槽(22)的網(wǎng)眼處。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的三維荷載加載裝置，其特征在于，所述網(wǎng)形槽(22)包括多根軸向槽(221)和多根環(huán)形槽(222)，所述軸向槽(221)和環(huán)形槽(222)的斷截面均為T形，多根所述軸向槽(221)在所述定位筒座(2)的內(nèi)壁上沿軸向設(shè)置并沿環(huán)向間隔分布，每根所述軸向槽(221)的兩端貫穿所述定位筒座(2)的兩端，多個(gè)所述環(huán)形槽(222)在所述定位筒座(2)的內(nèi)壁上同軸設(shè)置并沿軸向間隔分布。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三維荷載加載裝置，其特征在于，還包括移動(dòng)座(4)，所述移動(dòng)座(4)具有抬升架(41)，且所述抬升架(41)上具有多根水平設(shè)置的定位桿(42)，且多根所述定位桿(42)伸入至所述內(nèi)環(huán)模板(11)內(nèi)以將所述內(nèi)環(huán)模板(11)托起，所述抬升架(41)用以調(diào)節(jié)所述隧道襯砌模板(1)的高度，所述移動(dòng)座(4)用以驅(qū)動(dòng)所述抬升架(41)帶動(dòng)所述隧道襯砌模板(1)沿軸向移動(dòng)至進(jìn)出所述定位筒座(2)。
10.一種加載試驗(yàn)方法，其特征在于，采用如權(quán)利要求4-9任一項(xiàng)所述的...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種隧道襯砌模板，其特征在于，包括內(nèi)環(huán)模板(11)、外環(huán)模板(12)和兩個(gè)側(cè)模板環(huán)(13)，所述內(nèi)環(huán)模板(11)同軸置于所述外環(huán)模板(12)內(nèi)，且二者之間具有環(huán)形間隙并兩端對(duì)齊，兩個(gè)所述側(cè)模板環(huán)(13)安裝在所述環(huán)形間隙的兩端，以將所述環(huán)形間隙的兩端封堵并圍合形成環(huán)形的模腔；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道襯砌模板，其特征在于，所述推板(1222)為條形板，每個(gè)所述推板(1222)的四個(gè)側(cè)邊處對(duì)應(yīng)模腔的外側(cè)處凸設(shè)有第一連接耳(12221)，且所述第一連接耳(12221)處設(shè)置有貫穿的第一連接孔(12222)，環(huán)向上相鄰的兩個(gè)所述推板(1222)通過長邊側(cè)的第一連接耳(12221)栓接以圍合呈環(huán)形的子模板環(huán)(122)，軸向上相鄰的兩個(gè)所述推板(1222)均是將其上對(duì)應(yīng)處的第一連接耳(12221)栓接以將多段所述子模板環(huán)(122)連接呈外環(huán)模板(12)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的隧道襯砌模板，其特征在于，所述內(nèi)環(huán)模板(11)的兩端均對(duì)應(yīng)其環(huán)內(nèi)側(cè)處沿環(huán)向間隔的凸設(shè)有多個(gè)第二連接耳(111)，所述第二連接耳(111)設(shè)置有貫穿的第二連接孔(1111)，所述側(cè)模板環(huán)(13)的外側(cè)邊緣處環(huán)向間隔設(shè)置有多個(gè)第三連接孔(131)，所述側(cè)模板環(huán)(13)的內(nèi)側(cè)邊緣處環(huán)向間隔的設(shè)置有多個(gè)第四連接孔(132)，所述側(cè)模板環(huán)(13)上的多個(gè)所述第四連接孔(132)與所述內(nèi)環(huán)模板(11)對(duì)應(yīng)端的多個(gè)所述第二連接孔(1111)一一對(duì)應(yīng)并相互對(duì)齊以栓接，所述側(cè)模板環(huán)(13)上的多個(gè)所述第三連接孔(131)與外環(huán)模板(12)對(duì)應(yīng)端的多個(gè)所述第一連接孔(12222)一一對(duì)應(yīng)并相互對(duì)齊以栓接。
4.一種三維荷載加載裝置，其特征在于，包括定位筒座(2)、多個(gè)加載組件(3)和如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的隧道襯砌模板(1)，多個(gè)所述加載組件(3)與多個(gè)所述推板(1222)一一對(duì)應(yīng)，所述定位筒座(2)為圓筒狀，其側(cè)壁上均布有操作窗(21)，所述隧道襯砌模板(1)沿軸向置于所述定位筒座(2)內(nèi)中部，每個(gè)所述推板(1222)對(duì)應(yīng)所述模腔的外側(cè)通過對(duì)應(yīng)所述加載組件(3)與所述定位筒座(2)連接，所述加載組件(3)用以給對(duì)應(yīng)所述推板(1222)施加加載力。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三維荷載加載裝置，其特征在于，所述加載組件(3)包括萬向件(31)和伸縮缸(32)，所述伸縮缸(32)的伸縮...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：高建章，齊建波，西敬軍，李增材，沙勝義，龐鑫峰，劉通達(dá)，蔣國志，蔡文，鐘泰楓，李偉，葛華，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：國家石油天然氣管網(wǎng)集團(tuán)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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