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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108918254A(43)申请公布日2018.11.30(21)申请号201810952471.0(22)申请日2018.08.21(71)申请人中铁第一勘察设计院集团有限公司地址710043陕西省西安市西影路二号(72)发明人张碧文王科甫王天明胡智民张毓斌高志宏吴东亮冯义张晓锋康渝东徐灯飞龚旭东刘新军姜久纯王江曹帅陈哲浩(74)专利代理机构西安新思维专利商标事务所有限公司61114代理人李罡(51)Int.Cl.G01N3/02(2006.01)G01N3/08(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称模拟地铁盾构隧道管片初始应力的试验装置及方法(57)摘要本发明涉及一种模拟地铁盾构隧道管片初始应力的试验装置及其方法,包括一节由盾构管片组成的盾构管,盾构管内壁设置有密封层,两端设置有密封层侧板,密封层和密封层侧板组成的密封空间内纵向布置有PVC管;盾构管端部设置有浇筑口,通过预留浇筑管道接入PVC管之间的预留浇筑空间中;PVC管之间的间隙中布置有预留加热丝,与外部的温度控制系统相接;盾构管内外壁分别设置有内侧应变片和外侧应变片,与外部的应力应变控制系统相接。本发明能有效的模拟装置系统来模拟管片初始应力场,精确的测量管片的初始应力,对地铁盾构的设计和施工给出科学合理的依据。CN108918254ACN108918254A权利要求书1/2页1.模拟地铁盾构隧道管片初始应力的试验装置,其特征在于:包括一节由盾构管片(6)组成的盾构管,盾构管内壁设置有密封层(4),两端设置有密封层侧板(12),密封层(4)和密封层侧板(12)组成的密封空间内纵向布置有PVC管;盾构管端部设置有浇筑口(17),通过预留浇筑管道(16)接入PVC管之间的预留浇筑空间(7)中;PVC管之间的间隙中布置有预留加热丝(8),与外部的温度控制系统(9)相接;盾构管内外壁分别设置有内侧应变片(18)和外侧应变片(19),与外部的应力应变控制系统(11)相接。2.根据权利要求1所述的模拟地铁盾构隧道管片初始应力的试验装置,其特征在于:盾构管内壁的密封层(4)外还设置有隔热层(5)。3.根据权利要求1所述的模拟地铁盾构隧道管片初始应力的试验装置,其特征在于:PVC管包括管径不同的多种PVC管,包括大号PVC管(1)、中号PVC管(2)和小号PVC管(3),间隔分布。4.根据权利要求1所述的模拟地铁盾构隧道管片初始应力的试验装置,其特征在于:盾构管管壁上设置有预留排气管道(13)。5.根据权利要求1所述的模拟地铁盾构隧道管片初始应力的试验装置,其特征在于:盾构管管壁上设置有预留排液管道(14)。6.根据权利要求5所述的模拟地铁盾构隧道管片初始应力的试验装置,其特征在于:预留排液管道(14)的管道口设置有密封口(15)。7.根据权利要求1所述的模拟地铁盾构隧道管片初始应力的试验装置,其特征在于:应力应变控制系统(11)接入微机控制系统(10)并互通。8.根据权利要求1所述的模拟地铁盾构隧道管片初始应力的试验装置,其特征在于:内侧应变片(18)和外侧应变片(19)的环向布置间隔角度为22.5°。9.模拟地铁盾构隧道管片初始应力的试验方法,其特征在于:由以下步骤实现:步骤一:搭建预埋构件系统:先放置隔热层(5)与密封层(4),在密闭空间中放置大号PVC管(1)、中号PVC管(2)与小号PVC管(3),同时在PVC管周边布置预留加热丝(8);在密闭空间中,安装预留排气孔道(13)、预留排液通道(14)与预留浇筑管道(16),同时安装密封口(15)与浇注口(17);最后安装密封层(4)两侧的密封层侧板(12),整个预埋构件完成;步骤二:浇筑管片内部空间形成一个整体:通过浇注口(17)、预留浇筑管道(16)与预留排气孔道(13),浇筑液体,充满整个密封空间,等待液体的热量散发使液体转变为固体;步骤三:管片上部填土:管片中的固体充满了整个空间,在内部约束管片径向位移,保证管片结构的稳定与安全,同时管片与固体形成的整体能够承受额外的荷载,故可以开展上部的填土工作;步骤四:固体融化并测量管片应力:将预留加热丝(8)连接到温度控制系统(9),管片内外侧应变片连接到应力应变控制系2CN108918254A权利要求书2/2页统(11),应力应变控制系统(11)连接微机控制系统(10),通过温度控制系统(9)控制预留加热丝(8)温度,达到一定的温度后固体会融化为液体,液体通过预留排液孔道与密封口从密闭空间排出;同时在固体融化时刻,管片与土层共同承受上部土层荷载,管片结构逐渐处于受力状态,此时通过微机控制系统(10)与应力应变控制系统(11)时刻监控与记录管片应力。3CN108918254A说