本發(fā)明涉及盾構(gòu)隧道及注漿材料，特別涉及一種評估漿液對盾構(gòu)直接切樁后樁基沉降影響的試驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
1、盾構(gòu)掘進(jìn)作為現(xiàn)代隧道施工方法之一，因其高效、安全等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于地鐵、鐵路及公路隧道等工程中。在盾構(gòu)掘進(jìn)過程中，不可避免會遇到既有樁基障礙物，最快捷、造價最低的方式便是直接切削法，然而，樁基作為重要支撐部分，其切削后沉降量直接關(guān)系到上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。目前，研究盾構(gòu)直接切削樁基的相關(guān)技術(shù)主要集中于切削工藝及盾構(gòu)設(shè)備性能優(yōu)化方面，而針對切削后樁基沉降問題的系統(tǒng)性研究相對較少。另一方面，盡管盾構(gòu)同步注漿技術(shù)被廣泛應(yīng)用于填充盾尾空隙和加固土體，能一定程度的降低切削后樁基的沉降量，但仍缺乏能評估漿液對盾構(gòu)直接切樁后樁基沉降影響的研究。
2、為此，如何評估漿液對盾構(gòu)直接切樁后樁基沉降的影響，從而能不斷優(yōu)化漿液組分和配比，最大化降低盾構(gòu)直接切樁后樁基沉降量，保護(hù)上部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明提供一種評估漿液對盾構(gòu)直接切樁后樁基沉降影響的試驗(yàn)裝置，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足。
2、本發(fā)明提供一種評估漿液對盾構(gòu)直接切樁后樁基沉降影響的試驗(yàn)裝置，包括：
3、模型箱、模型管片、模型盾構(gòu)、推動裝置、模型樁基、同步注漿系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)；
4、所述模型箱頂端設(shè)有開口，四周及底端設(shè)置有保護(hù)底座；所述模型箱的前側(cè)板及保護(hù)底座對應(yīng)位置設(shè)有半圓環(huán)孔洞，所述模型箱的后側(cè)板及保護(hù)底座對應(yīng)位置設(shè)有半圓孔洞；
5、所述模型管片前端穿過所述保護(hù)底座與模型箱后側(cè)板的半圓孔洞，所述模型管片的后端蓋板固定于所述保護(hù)底座；
6、所述模型盾構(gòu)前端穿過所述保護(hù)底座與模型箱前側(cè)板的半圓環(huán)孔洞，并嵌套于所述模型管片外壁，所述模型盾構(gòu)的后端蓋板通過推動裝置與保護(hù)底座連接；
7、所述模型樁基設(shè)置于所述模型盾構(gòu)前端上方；所述模型樁基設(shè)有若干傳感器，所述數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)與傳感器建立數(shù)據(jù)傳輸連接；
8、所述模型盾構(gòu)設(shè)有注漿管孔，所述同步注漿系統(tǒng)連通注漿管孔。
9、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述模型箱由四周的側(cè)板和底板一體連接而成，所述模型箱的側(cè)板和底板均為透明材質(zhì)，所述模型箱內(nèi)用于填充模型土。
10、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述模型盾構(gòu)為與半圓環(huán)孔洞匹配的半圓套桶結(jié)構(gòu)，所述模型管片為與半圓孔洞匹配的半圓柱桶結(jié)構(gòu)，所述模型管片外壁設(shè)置凹槽，所述凹槽內(nèi)連接有滑動導(dǎo)軌，所述模型盾構(gòu)套接處連接有滑塊，所述滑塊側(cè)面設(shè)置有密封條，所述滑塊與滑動導(dǎo)軌配合連接，且所述密封條與滑動導(dǎo)軌緊密接觸。
11、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述模型樁基設(shè)有的傳感器包括光纖光柵應(yīng)變傳感器、土壓力傳感器、荷載傳感器，在所述模型樁基樁身內(nèi)沿軸向均勻埋設(shè)若干光纖光柵應(yīng)變傳感器，沿所述模型樁基樁身外側(cè)均勻安裝若干土壓力傳感器，所述模型樁基樁頂中央安裝荷載傳感器。
12、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集儀，用于收集所述光纖光柵應(yīng)變傳感器、土壓力傳感器以及荷載傳感器采集到的所述模型樁基的沉降量、承受土壓力值和上部附加荷載值；計算機(jī)軟件，與所述數(shù)據(jù)采集儀連接，用于設(shè)置數(shù)據(jù)采集參數(shù)，對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時顯示、存儲和后續(xù)分析繪圖處理；信號調(diào)理器，用于對傳感器信號進(jìn)行放大、濾波處理。
13、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，評估漿液對盾構(gòu)直接切樁后樁基沉降影響的試驗(yàn)裝置還包括蓋板、砝碼，所述蓋板設(shè)置在所述模型樁基頂部，所述蓋板上均勻放置若干砝碼。
14、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述推動裝置包括電動伸縮推桿，所述電動伸縮推桿的兩端分別安裝于所述保護(hù)底座和模型盾構(gòu)的后端蓋板。
15、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述同步注漿系統(tǒng)包括注漿泵、復(fù)合注漿管，所述注漿泵的輸出端通過復(fù)合注漿管連接到模型盾構(gòu)的注漿管孔，所述注漿泵通入帶顏色的注漿液。
16、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述同步注漿系統(tǒng)還包括推車，所述注漿泵安裝在推車上；所述復(fù)合注漿管包括pvc管、橡膠管，所述pvc管前端穿過所述模型盾構(gòu)的注漿管孔，所述pvc管后端部分露出并與橡膠管一端緊密相連，所述橡膠管另一端連接所述注漿泵。
17、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，評估漿液對盾構(gòu)直接切樁后樁基沉降影響的試驗(yàn)裝置執(zhí)行試驗(yàn)操作時，包括以下步驟：
18、s1.將模型管片的前端穿過模型箱和保護(hù)底座的半圓孔洞，并將模型管片的后端固定在保護(hù)底座，將模型盾構(gòu)的前端穿過模型箱和保護(hù)底座的半圓環(huán)孔洞，通過滑塊和滑動導(dǎo)軌的配合將模型盾構(gòu)與模型管片嵌套一起并安裝于模型箱中，將推動裝置的一端安裝于保護(hù)底座，另一端連接模型盾構(gòu)后端蓋板；
19、s2.往模型盾構(gòu)的注漿管孔中安裝pvc管并密封固定，將pvc管露出端與橡膠管的一端緊密連接，橡膠管另一端則連接推車上的注漿泵以形成同步注漿系統(tǒng)；
20、s3.把提前制備好的模型土倒入模型箱至剛好蓋過模型管片后，將表面和內(nèi)部均安裝有若干傳感器的模型樁基固定在模型盾構(gòu)前端上方位置，繼續(xù)倒入模型土至剛好蓋過模型樁基后，蓋上蓋板并放置若干砝碼；
21、s4.同時啟動推動裝置和同步注漿系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集儀與計算機(jī)軟件對模型樁基的若干傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與分析，得到模型樁基沉降量、承受的土壓力值和上部附加荷載值；
22、s5.一次試驗(yàn)結(jié)束后，將部分模型土取出，進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)觀測注漿液擴(kuò)散與充填情況，并且調(diào)整注漿液后進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)。
23、本發(fā)明的有益效果是：本裝置結(jié)合了等效原理采用創(chuàng)新的半圓結(jié)構(gòu)，節(jié)省了材料和空間，且著重于分析模型樁基受力及沉降行為，提供相對精確的試驗(yàn)數(shù)據(jù)支撐，更能實(shí)現(xiàn)漿液最優(yōu)化、樁基沉降量最小化，從而保護(hù)上部結(jié)構(gòu)安全。
1.一種評估漿液對盾構(gòu)直接切樁后樁基沉降影響的試驗(yàn)裝置，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述評估漿液對盾構(gòu)直接切樁后樁基沉降影響的試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述模型箱(1)由四周的側(cè)板和底板一體連接而成，所述模型箱(1)的側(cè)板和底板均為透明材質(zhì)，所述模型箱(1)內(nèi)用于填充模型土。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述評估漿液對盾構(gòu)直接切樁后樁基沉降影響的試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述模型盾構(gòu)(5)為與半圓環(huán)孔洞(3)匹配的半圓套桶結(jié)構(gòu)，所述模型管片(8)為與半圓孔洞(4)匹配的半圓柱桶結(jié)構(gòu)，所述模型管片(8)外壁設(shè)置凹槽，所述凹槽內(nèi)連接有滑動導(dǎo)軌(24)，所述模型盾構(gòu)(5)套接處連接有滑塊(25)，所述滑塊(25)側(cè)面設(shè)置有密封條，所述滑塊(25)與滑動導(dǎo)軌(24)配合連接，且所述密封條與滑動導(dǎo)軌(24)緊密接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述評估漿液對盾構(gòu)直接切樁后樁基沉降影響的試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述模型樁基(10)設(shè)有的傳感器包括光纖光柵應(yīng)變傳感器(11)、土壓力傳感器(12)、荷載傳感器(13)，在所述模型樁基(10)樁身內(nèi)沿軸向均勻埋設(shè)若干光纖光柵應(yīng)變傳感器(11)，沿所述模型樁基(10)樁身外側(cè)均勻安裝若干土壓力傳感器(12)，所述模型樁基(10)樁頂中央安裝荷載傳感器(13)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述評估漿液對盾構(gòu)直接切樁后樁基沉降影響的試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集儀(20)，用于收集所述光纖光柵應(yīng)變傳感器(11)、土壓力傳感器(12)以及荷載傳感器(13)采集到的所述模型樁基(10)的沉降量、承受土壓力值和上部附加荷載值；計算機(jī)軟件(21)，與所述數(shù)據(jù)采集儀(20)連接，用于設(shè)置數(shù)據(jù)采集參數(shù)，對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時顯示、存儲和后續(xù)分析繪圖處理；信號調(diào)理器(22)，用于對傳感器信號進(jìn)行放大、濾波處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述評估漿液對盾構(gòu)直接切樁后樁基沉降影響的試驗(yàn)裝置，其特征在于，還包括蓋板(14)、砝碼(15)，所述蓋板(14)設(shè)置在所述模型樁基(10)頂部，所述蓋板(14)上均勻放置若干砝碼(15)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述評估漿液對盾構(gòu)直接切樁后樁基沉降影響的試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述推動裝置(7)包括電動伸縮推桿，所述電動伸縮推桿的兩端分別安裝于所述保護(hù)底座(2)和模型盾構(gòu)(5)的后端蓋板(6)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述評估漿液對盾構(gòu)直接切樁后樁基沉降影響的試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述同步注漿系統(tǒng)包括注漿泵(16)、復(fù)合注漿管，所述注漿泵(16)的輸出端通過復(fù)合注漿管連接到模型盾構(gòu)(5)的注漿管孔(23)，所述注漿泵(16)通入帶顏色的注漿液。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述評估漿液對盾構(gòu)直接切樁后樁基沉降影響的試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述同步注漿系統(tǒng)還包括推車(17)，所述注漿泵(16)安裝在推車(17)上；所述復(fù)合注漿管包括pvc管(18)、橡膠管(19)，所述pvc管前端穿過所述模型盾構(gòu)(5)的注漿管孔(23)，所述pvc管后端部分露出并與橡膠管(19)一端緊密相連，所述橡膠管(19)另一端連接所述注漿泵(16)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述評估漿液對盾構(gòu)直接切樁后樁基沉降影響的試驗(yàn)裝置，其特征在于，執(zhí)行試驗(yàn)操作時，包括以下步驟：