(19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202221563695.0 (22)申请日 2022.06.22 (73)专利权人 中铁十五局集团有限公司 地址 200040 上海市 静安区共和新路6 66号 6楼 专利权人 珠海大横琴城市新中心发展 有限 公司　 深圳大学　 珠海市规划设计 研究院 (72)发明人 李建旺　周鲲　吴泽雄　李智文　 张庆军　韩雪　苏栋　彭斌　 (74)专利代理 机构 深圳市添源创鑫知识产权代 理有限公司 4 4855 专利代理师 覃迎峰(51)Int.Cl. G01N 3/12(2006.01) G01N 3/02(2006.01) (54)实用新型名称 一种用于圆形盾构隧道真圆度矫正研究的 试验装置 (57)摘要 本实用新型提供一种用于圆形盾构隧道真 圆度矫正研究的试验装置， 其包括荷载及地层模 拟组件、 隧道结构变形矫正组件和变形测量机 构， 所述荷载及地层模拟组件包括荷载加载模块 和地层模拟模块， 所述荷载加载模块包括圆形反 力墙、 伺服液压千斤顶和弧形加载板， 所述伺服 液压千斤顶的一端安装在圆形反力墙上， 另一端 安装在弧形加载板上； 所述地层模拟模块包括橡 胶环和试验 管片， 所述弧形加载板位于橡胶环的 外侧壁上， 所述橡胶环和试验管片之间设有土体 放置区域； 所述隧道结构变形矫正组件包括中心 圆形反力墙和顶升加载机构。 本实用新型的技术 方案可以模拟不同荷载工况下盾构管片的变形， 并在维持荷载作用下对变形的盾构隧道结构进 行真圆矫 正。 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 CN 217520925 U 2022.09.30 CN 217520925 U 1.一种用于圆形盾构隧道真圆度矫正研究的试验装置， 其特征在于： 其包括荷载及地 层模拟组件、 隧道结构变形矫正组件和变形测 量机构， 所述隧道结构变形矫正组件位于荷 载及地层模拟组件的中部， 所述变形测量机构位于隧道结构变形矫 正组件的上 方； 所述荷载及地层模拟组件包括荷载加载模块和地层模拟模块， 所述荷载加载模块包括 位于最外侧的圆形反力墙、 伺服液压千斤顶和弧形加载板， 所述圆形反力墙内设有提供圆 形盾构管片的试验区， 所述伺服液压千斤顶的一端安装在圆形反力墙上， 另一端安装在弧 形加载板上； 所述地层模拟模块包括橡胶环和试验管片， 所述橡胶环位于外围， 所述弧形加载板位 于橡胶环的外侧壁上， 所述橡胶环和试验管片之间设有用于放置待测土体的土体放置区 域； 所述隧道结构变形矫正组件包括位于 中部的中心圆形反力墙和顶升加载机构， 所述顶 升加载机构的一端与中心 圆形反力墙连接， 另一端与试验管片的内侧接触； 所述试验管片 上设有测量构件； 其中， 所述变形测量机构、 顶升加载机构、 伺服液压千斤顶与控制终端电连接 。 2.根据权利要求1所述的用于圆形盾构隧道真圆度矫正研究的试验装置， 其特征在于： 所述变形测量机构包括全局 测量摄影机， 所述全局 测量摄影机与吊杆 连接。 3.根据权利要求2所述的用于圆形盾构隧道真圆度矫正研究的试验装置， 其特征在于： 所述吊杆通过旋转滚珠与全局测量摄影机连接， 所述全局测量摄影机 设置在试验管片的顶 部。 4.根据权利要求1所述的用于圆形盾构隧道真圆度矫正研究的试验装置， 其特征在于： 所述顶升加载机构包括千斤顶和加载梁， 所述千斤顶的一端安装中心 圆形反力墙上， 另一 端作用加载梁上， 所述加载梁通过柔 性橡胶垫与试验管片接触。 5.根据权利要求4所述的用于圆形盾构隧道真圆度矫正研究的试验装置， 其特征在于： 所述顶升加载机构有多组， 并沿周向均匀分布， 每组顶升加载机构包括两个千斤顶和一个 加载梁， 每组顶升加载机构中， 两个千斤顶沿轴向上 下设置。 6.根据权利要求4所述的用于圆形盾构隧道真圆度矫正研究的试验装置， 其特征在于： 所述千斤顶的加载 方向均背向圆心， 每间隔45 °设置一组顶升加载机构。 7.根据权利要求1所述的用于圆形盾构隧道真圆度矫正研究的试验装置， 其特征在于：   所述荷载加载模块有多组， 并沿周向均匀分布， 每组荷载加载模块包括两个伺服液压千斤 顶和一个弧形加载板， 每组荷载加载模块中， 两个伺服液压千斤顶沿轴向上 下设置。 8.根据权利要求7所述的用于圆形盾构隧道真圆度矫正研究的试验装置， 其特征在于： 所述伺服液压千斤顶的加载 方向均指向圆心， 且每间隔10 °设置一组荷载加载模块。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 217520925 U 2一种用于圆 形盾构隧道真圆度矫正 研究的试验装 置 技术领域 [0001]本实用新型涉及盾构隧道技术领域， 尤其涉及一种用于圆形盾构隧道真圆度矫正 研究的试验 装置。 背景技术 [0002]近年来， 由于盾构法施工隧道具有成本效益高和对周围土体扰动小的特点， 被广 泛应用在 城市地铁隧道、 水下隧道和公路隧道的建设中。 在长期的运行中， 邻近工程施工的 影响、 周围土体的流 失以及壁后注浆不充分等均可能导致盾构隧道产生较大的管片结构 变 形。 因此， 对于盾构隧道管片结构变形矫 正的研究至关重要。 [0003]中国专利CN  109269900  A公开了一种用于多环盾构隧道结构的地层模拟及加载 试验装置， 包括自平衡持荷 模块和地层 模拟及抗力加载模块， 其中， 自平衡持荷 模块包括环 箍梁、 圆形挡板、 中心环和立柱， 环箍梁、 圆形挡板和中心环同心设置构成外、 中、 里三层持 荷构架， 地层模拟及抗力加载装置设置有刚性推力构造和荷载分配板， 可以模拟隧道结构 在不同地层条件、 施工工况及各种拼装条件下隧道结构与地层土体间的相互作用， 以及土 体抗力的非线性特性， 同时可较好地将千斤顶推力转化为均布荷载。 但该装置利用自平衡 的拉杆‑反力梁加载体系， 所有加载点荷载汇于中心反力装置上， 构成自平衡加载系统。 因 此中心区域不具备进 行盾构隧道管片结构的变形矫正的试验区域， 同时地层模拟及抗力加 载装置虽然能较好地模拟土体抗力 及均布荷载， 但未能模拟土体与试验管片的接触特性和 土体的作用荷载模式。 实用新型内容 [0004]针对上述技术问题， 本实用新型公开了一种用于圆形盾构隧道真圆度矫正研究的 试验装置， 可以用于模拟圆形盾构管片在特定工况下 的变形， 且在维持荷载作用下对变形 的盾构隧道结构进行真圆矫 正。 [0005]对此， 本实用新型的技 术方案为： [0006]一种用于圆形盾构隧道真圆度矫正研究的试验装置， 其包括荷载及地层模拟组 件、 隧道结构变形矫正组件和变形测量机构， 所述隧道结构变形矫正组件位于荷载及地层 模拟组件的中部， 所述变形测量机构位于隧道结构变形矫 正组件的上 方； [0007]所述荷载及 地层模拟组件包括荷载加载模块和地层模拟模块， 所述荷载加载模块 包括位于最外侧的圆形反力墙、 伺服液压千斤顶和弧形加载板， 所述圆形反力墙内设有提 供圆形盾构管片的试验区， 所述伺服液压千斤顶的一端安装在圆形反力墙上， 另一端安装 在弧形加载板上； [0008]所述地层模拟模块包括橡胶环和试验管片， 所述橡胶环位于外围， 所述弧形加载 板位于橡胶环的外侧壁上， 所述橡胶环和试验管片之 间设有用于放置待测土体的土体放置 区域； [0009]所述隧道结构变形矫正组件包括位于中部的中心圆形反力墙和顶升加载机构， 所说　明　书 1/4 页 3 CN 217520925 U 3