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申请/专利权人：中国建筑第四工程局有限公司

摘要：本发明属于基坑开挖技术领域，尤其是一种模拟基坑开挖引起隧道变形的试验装置及方法，针对传统的隧道侧基坑开挖引起隧道变形不能直观的通过模拟器表现出来的问题，现提出以下方案，包括支撑底座，所述支撑底座的上表面分别设置有夹持机构和模拟土壤压力机构，所述夹持机构包括固定于支撑底座上表面左右两侧靠近边缘处的侧夹持板。本发明在正常未开挖的情况下隧道支撑管所受到的弯矩为零，一旦其中一侧开始挖掘，此时该侧上下两个施力压块失去平衡，反应在模拟土层上即为土层的内应力发生变化，此时再观察隧道支撑管各个关键位置的压力值变化即可推测计算出隧道位置产生的形变，若不及时支护甚至可以直接看出隧道支撑管的弯曲。

主权项：1.一种模拟基坑开挖引起隧道变形的试验装置，包括支撑底座（1），所述支撑底座（1）的上表面分别设置有夹持机构和模拟土壤压力机构，所述夹持机构包括固定于支撑底座（1）上表面左右两侧靠近边缘处的侧夹持板（20），两个侧夹持板（20）之间固定有同一个整体成长方体结构的模拟土层（3），所述模拟土层（3）的内部开有左右两侧对穿的隧道孔（303），其特征在于，所述模拟土壤压力机构包括固定在支撑底座（1）上表面前方和后方中间互相对称的弓形支架二（13）和弓形支架一（2），且弓形支架一（2）和弓形支架二（13）相对的一侧靠近顶端均开有同轴等直径的防扭穿孔（32），两个防扭穿孔（32）中分别卡接有开口相对呈桶状的密封活塞桶一（4）和密封活塞桶二（11），密封活塞桶一（4）和密封活塞桶二（11）相对的一端均滑动连接有内滑杆（25），且两个内滑杆（25）相对的一端均固定有抵紧弹簧（22），抵紧弹簧（22）远离内滑杆（25）的一端铰接有能够垂直面内转动的双头压杆（23），且两个双头压杆（23）相对的一侧靠近上下两端均设置有施力压块（24）；所述弓形支架二（13）的中间卡接有主动活塞气筒（14），且主动活塞气筒（14）出气口处连接有两根充气管（12），两根充气管（12）分别通向密封活塞桶一（4）和密封活塞桶二（11）；所述隧道孔（303）的内插接有紧贴的隧道支撑管（26），且隧道支撑管（26）的外壁设置有多个测力机构；所述弓形支架二（13）的顶端固定有显示器（10），且显示器（10）的信号输入端通过信号线与测力机构信号输出端相连；所述测力机构包括固定于隧道支撑管（26）外壁的检测外框（27），所述检测外框（27）的开口处无缝焊接于隧道支撑管（26）的外壁处，且检测外框（27）远离隧道支撑管（26）的一侧焊接有滑管（271），滑管（271）的圆周内壁滑动连接有滑动顶块（29），所述滑动顶块（29）的圆周外壁开有环形槽，环形槽内套接有密封圈；所述滑动顶块（29）的顶端通过皮筋套接固定有气球帽（36），气球帽（36）将滑管（271）的开口处盖住，所述隧道支撑管（26）的外壁位于滑动顶块（29）的端部均嵌装有六角螺母（30），且六角螺母（30）中均螺接有调节螺柱（37），且调节螺柱（37）靠近滑动顶块（29）的一端固定有托块（35），托块（35）与滑动顶块（29）之间固定有压力传感器（28）；所述模拟土层（3）的顶端开有与隧道孔（303）走向一致的顶基坑（8），且顶基坑（8）的坑底两侧均开有等距离分布的定位桩孔（304），模拟土层（3）的顶端位于顶基坑（8）的两侧边缘处均开有侧护咬合孔（305），定位桩孔（304）和侧护咬合孔（305）的深度均超过隧道孔（303）的深度；所述模拟土层（3）靠近弓形支架一（2）的一侧开有侧基坑（301），且侧基坑（301）内滑动插接有开挖土方一（5）；所述模拟土层（3）在开挖侧基坑（301）之前在隧道孔（303）的两侧以及顶部设置有支护机构，且支护机构包括固定于定位桩孔（304）中的定位桩（34），所述定位桩（34）的顶端之间固定有矩形机构且覆盖顶基坑（8）的坑底的抗拉混凝土带（9），且抗拉混凝土带（9）的中间开有多个互相平行的条形孔；两排所述侧护咬合孔（305）中均插接有咬合支护桩（6）；两排所述咬合支护桩（6）的顶端相对的一侧均固定有H型钢（33），且两根H型钢（33）之间固定有多个等距离分布的顶撑杆（7）；所述隧道支撑管（26）的内部设置有隧道路基（31），且隧道支撑管（26）为钢制材料制成，隧道支撑管（26）的长度小于隧道孔（303）的长度；模拟土层（3）的上方还设置有与顶基坑（8）体积一致的顶土方二（302）。

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