將基座及鋼塊放入箱體內，這樣便能夠方便的調節鋼塊的埋深從而模擬半隧道的埋深。當然調節鋼塊所在高度還可以采用別的方法。
[0024]實施例4，與實施例1的區別在于:所述第一鋼管在直徑較小的通孔一端穿過通孔在箱體外部固定連接有與箱體外壁相貼的緊固螺母14，這樣能夠保證第二鋼管與第一鋼管相對滑移時第一鋼管不發生滑動。
[0025]實施例5，與實施例4的區別在于:所述第二鋼管與箱體內壁間以及緊固螺母與箱體外壁間均設置有密封圈，這樣增強了設備的密封性、實驗時防止砂或粘土漏出。
[0026]實施例6，與實施例1的區別在于:所述箱體外設置有照明燈15，這樣能夠在亮度較暗時補光，提高拍攝的清晰度。
[0027]實施例7，與實施例1的區別在于:第二鋼管位于箱體外且遠離直徑較小的通孔的一側固定連接有拉手16，這樣方便實驗人員手握拉手調節第二鋼管的位置。
[0028]本發明中，具體的箱體的尺寸可以是1000X600X600mm (長X寬X高)，在箱體采用這種尺寸的前提下:四塊側面均采用10mm厚的玻璃板，底板最好采用5mm厚的鋼板，采用大小至少為60X40X2_ (長X寬X高)的方鋼在箱體周邊進行連接加固，在箱體兩塊面積較大的相對側面上(即1000 X 600mm的面)對應開設有通孔，通孔大小分別為Φ60mm和Φ 55mm、兩通孔中心點的連線長600mm，在一較小的側板上(即尺寸600 X 600mm的面)設置?6mm的開口，開口與面積較大的側面距離30mm，離底板300mm。
[0029]模擬全隧道的第一鋼管的尺寸有多種，例如為Φ60mmX 700mm ( C>60mm指外直徑，700mm 指鋼管長度，下同)、Φ 55mmX 700mm.C>50mmX 700mm、Φ45mmX 700mm.Φ40mmX700mm,總之第一鋼管的長度要大于等于兩通孔之間的距離，第二鋼管尺寸有多種，例如為 Φ65mmX700mm、Φ60mmX700mm、Φ55mmX700mm、Φ50mmX700mm、Φ45mmX700mmo第一鋼管可以是實心也可以是空心，也可以是所準備的第一鋼管中尺寸最小的那個是實心(例如?40mmX700mm的第一鋼管是實心的)、其他第一鋼管的內部空心且厚度為2.5mm (即在第一鋼管非實心的前提下，如果外直徑為Φ60_則內直徑為Φ55_)。當進行使用需要安裝時，模擬隧道第二鋼管所選用的大小是大于第一鋼管的、從而能夠使得第二鋼管內壁位于第一鋼管外壁外，全隧道及開挖面的厚度的調整方法有多種，例如將管道從箱體上拆卸下換上另外一種大小的管道、例如通過將兩個管道進行疊加以改變總厚度(例如將尺寸為?50mmX700mm的第二鋼管套在尺寸為Φ45mmX 700mm的第二鋼管外，假設鋼管的厚度為2.5mm則套接后相當于得到了一個5mm厚的開挖面)。
[0030]模擬半隧道的鋼塊外徑60mm、內徑55mm、鋼塊長度200mm，活動塊的外徑55mm、長度120mm，鋼塊與基座之間的距離在200?400mm的范圍內進行調節以改變半隧道的埋深。在進行半隧道試驗時兩個通孔采用100cm2的玻璃臨時封閉，將基座放入箱體使得鋼塊與箱體內壁接觸從而圍成一個空間。
[0031]當然根據箱體尺寸的不同、可以對數據進行相應調整，Φ60πιπι和Φ55πιπι的通孔也可以是在兩塊面積較小的相對側面上開設(即600Χ600_的面，當然此時兩通孔中心點的連線長1000 mm、第一鋼管也要相應的加長)。
[0032]本發明的使用步驟如下:
①根據所需要進行的實驗對設備進行安裝；
②往箱體中裝填充物(砂或粘土等)，加壓或在重力下固結，初步穩定后，安裝百分表，待固結完成后且百分表讀數穩定后，拍攝土層在隧道開挖前的照片作為基準照片；
③進行隧道開挖模擬試驗，根據需要調節第二鋼管或活動塊的位置，第二鋼管的鋼管與第一鋼管相互間的滑動來模擬地層損失、采用活動塊的滑動來模擬盾構開挖。待百分表讀數穩定后，用數碼相機第一鋼管軸向靠近較大通孔的一側或鋼塊徑向能夠觀測到鋼塊內部的一側，對土體變形場進行照相測量進行拍攝；也可以在開挖過程中連續拍攝，研究土層變形隨時間的變化規律；
④將所拍攝的土層變形照片輸入計算機，利用數字照相分析軟件處理圖像，獲取土體的變形場和應力場。
[0033]本領域技術人員應當知曉，本發明的保護方案不僅限于上述的實施例，還可以在上述實施例的基礎上進行各種排列組合與變換，在不違背本發明精神的前提下，對本發明進行的各種變換均落在本發明的保護范圍內。
【主權項】
1.測量盾構施工臨近地層變形和應變的試驗裝置，其特征在于包括箱體，所述箱體至少兩個側面透明，箱體的其中兩個相對側面上均設置有通孔，箱體側面上設有能夠與該側內側壁接觸的鋼塊，鋼塊的軸線與設置有鋼塊的那個側面平行，兩個通孔中一個通孔的直徑比另一個通孔大，箱體上還設置有穿過兩個通孔的第一鋼管和穿過直徑較大的通孔的第二鋼管，第二鋼管位于第一鋼管外且與第一鋼管活動連接，所述鋼塊所在位置能夠對第一鋼管和第二鋼管進行讓位，所述鋼塊內部為空心結構使得鋼塊內部能夠與箱體的內壁圍成一個空間，鋼塊內部活動連接有活動塊且鋼塊的軸線方向上至少一側設置有供該活動塊穿出的結構，所述箱體外設置有照相機。2.根據權利要求1所述的測量盾構施工臨近地層變形和應變的試驗裝置，其特征在于:與所述鋼塊軸線的延長線相交的箱體側面的外壁上設置第一螺紋套筒，第一螺紋套筒螺紋連接有搖柄，鋼塊靠近設有第一螺紋套筒的箱體側面的一端設置以及有設有第一螺紋套筒的箱體側面上均設置有開口，所述活動塊上固定連接有傳動桿或連接繩，所述開口的大小與傳動桿或連接繩相適配且第一螺紋套筒的內部空間能夠容納傳動桿或連接繩，所述傳動桿或連接繩遠離活動塊的一端穿過開口且伸入第一螺紋套筒且與搖柄伸入第一螺紋套筒的一端固定連接。3.根據權利要求1所述的測量盾構施工臨近地層變形和應變的試驗裝置，其特征在于它還包括基座，基座上設置有第二螺紋套筒，第二螺紋套筒內設置有螺桿，所述螺桿遠離基座的一端與所述鋼塊上朝向箱體底壁的一側固定連接，需要調節鋼塊所在高度時在箱體外通過第二螺紋套筒內的螺桿進行調節、調節好后將基座放置于箱體底壁靠近箱體側面處。4.根據權利要求1所述的測量盾構施工臨近地層變形和應變的試驗裝置，其特征在于所述第一鋼管遠離直徑較大的通孔的一端位于箱體外部且該端固定連接有與箱體外壁相貼的緊固螺母。5.根據權利要求4所述的測量盾構施工臨近地層變形和應變的試驗裝置，其特征在于所述第二鋼管與箱體內壁間以及緊固螺母與箱體外壁間均設置有密封圈。6.根據權利要求1所述的測量盾構施工臨近地層變形和應變的試驗裝置，其特征在于所述箱體外設置有照明燈。7.根據權利要求1所述的測量盾構施工臨近地層變形和應變的試驗裝置，其特征在于第二鋼管位于箱體外且遠離直徑較小的通孔的一側固定連接有拉手。
【專利摘要】本發明公開了測量盾構施工臨近地層變形和應變的試驗裝置，包括箱體，所述箱體至少兩個側面透明，箱體的其中兩個相對側面上均設置有通孔，箱體側面上設有鋼塊，兩個通孔中一個通孔的直徑比另一個通孔大，箱體上還設置有穿過兩個通孔的第一鋼管和穿過直徑較大的通孔的第二鋼管，第二鋼管位于第一鋼管外且與第一鋼管活動連接，所述鋼塊內部為空心結構，鋼塊內部活動連接有活動塊，所述箱體外設置有照相機。本發明利用實驗設備模擬盾構施工過程，利用相機對全隧道的橫斷面和半隧道的縱斷面攝影，利用圖像處理技術實現變形計算與分析，對掌握土層內部變形場和的應力場特性及影響因素、擾動范圍、土拱形成機理等的研究上具有突出的優越性。
【IPC分類】G01N33/24
【公開號】CN105353103
【申請號】CN201510748018
【發明人】黎春林
【申請人】銅陵學院
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年11月6日