城市地下工程模擬試驗系統的製作方法
2023-12-02 10:22:11 1
專利名稱：城市地下工程模擬試驗系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種城市地下工程模擬試驗系統，特別適用於對地鐵工程、隧道及地下洞室工程、基礎工程、特殊地下施工方法、邊坡工程、擋土結構等地下工程進行模擬試驗。
本發明的城市地下工程模擬試驗系統是中國礦業大學(北京)巖土工程「國家重點學科」的國家211工程建設項目成果。
背景技術：
目前，國內大多數的模擬試驗臺裝置都是針對特定的工程而專門設計研製的，只能模擬某一類型的地下工程，就是說，現在的模擬試驗系統不具有通用性。比如，湖南大學研究了橋基產生的大變形條件下樁土共同作用，模擬箱尺寸為1200×600×1000mm3；清華大學水利學院在水電站地下洞室試驗方面進行的研究，仿真模擬了洞室群施工開挖過程；長江科學院進行了砂基中泥漿盾構法隧道施工開挖面穩定性的試驗研究，以南水北調中線穿黃工程隧道方案為研究對象，模擬箱由厚60mm的鋼板焊接而成，內腔尺寸為850×850×1000mm3。這些已經建成的模擬試驗系統，或是模擬箱體太小，或是太拘泥於某一實際工程，不具有通用性；而且，無法實現真三維加載，也不能同時實現對地下水影響的模擬。
發明內容
本發明人研製的複雜多變環境下城市地下工程相似模擬試驗系統，克服了國內現有模擬試驗裝置的單向加載、無法實現地下水模擬、通用性差的不足。本發明的城市地下工程模擬試驗系統在考慮方便的前提下，採用了儘可能大的真三維加載的模擬箱(2000×2030×2030mm3)，在通用性、真三維加載以及考慮水土耦合作用方面，本試驗系統填補了國內空白，達到了國內領先水平。
本發明的目的在於克服現有技術中存在的上述缺點與不足，提供一種城市地下工程模擬試驗系統，為複雜的城市地下工程建設設計與施工提供合理、準確的試驗依據。它尤其克服了我國已有模擬試驗裝置的下列不足比如，裝置箱體尺寸太小，不能真實地模擬複雜城市地下工程的實際狀況，或是試驗裝置僅拘泥於某一實際工程，使得試驗結果不具有可比性，難以獲得具有普遍意義的結論與試驗依據。本發明的模擬試驗系統可以實現幾乎所有城市地下工程方面的物理模擬試驗，具有良好的通用性；同時，採用真三維加載的模擬箱體與液壓加載設備，克服了傳統試驗臺裝置的單向加載、不能準確模擬地下工程的設計荷載工況的不足。本發明的模擬試驗系統還具有良好的可擴展性，可以在此基礎上增加相應製冷設備實現凍結法施工模擬等更多複雜功能；而且，還實現了水土耦合作用模擬，可以考慮地下水對工程的影響。然而，這幾方面是目前同類物理模擬試驗所不具備的。另外，本發明的各連接板以及其它大多數部件之間的連接都採用可拆卸聯接，比如螺栓，從而滿足了易拆裝易搬遷的要求。
本發明的城市地下工程模擬試驗系統包括模擬箱、加載裝置、加載油路系統、地下水模擬系統和數據採集系統。其中，模擬箱內用於容納模擬試驗的模擬材料，加載裝置安裝在模擬箱上用於對模擬材料進行加載，加載油路系統用於向加載裝置提供加載所需的液壓動力，數據採集系統用於從模擬箱中的地下工程結構和模擬材料採集和處理試驗數據。
模擬箱是整個模擬試驗系統的主體，是容納模擬試驗所有相似材料的容器。它是一個頂面開口的密閉鋼箱，由內、外兩層箱體構成，其水平橫截面為正方形或矩形。
內層箱體是由鋼板形成的一個頂面開口、其它五面密封的立方體容器，四個側面和底面採用鋼板連續密封焊接。另外，與其中兩個相鄰側面平行地設有相鄰的兩個可水平移動的減摩式水平加載板，以便對模擬箱內的相似材料進行水平加載。而且，在兩水平加載板相接處的空隙位置設有橡膠板或帆布進行柔性連接，以滿足加載板自由運動與擋土的需要。
但是，考慮到試驗時的荷載較大且加載時間長，所以特地在內層箱體的外周都水平鋪設開口向外的橫向槽鋼，槽鋼與槽鋼之間都由螺栓連接為一個整體，從而構成外層箱體。上述橫向槽鋼與內層箱體沒有連接。其中，內層箱體內的減摩式水平加載板用於在水平移動時實現對相似材料的水平加載，四個固定的側面鋼板以及外層箱體作為水平加載時的反力裝置。
加載裝置是給水平向和垂直向油缸提供反力的裝置，包括水平加載裝置和垂直加載裝置。
在模擬箱外層箱體的四個側面的每個側面上，各安裝有兩根垂直的鋼柱，每根鋼柱的下端與預埋在模擬臺基礎中的連接鋼板用螺栓連接。這八根鋼柱最大程度地提高了三維模擬箱的剛度。其中，在與內層箱體內的兩側可水平移動減摩式水平加載板相對應的外層箱體上所安裝的四根垂直鋼柱上，分別安裝有多條(比如兩條或兩條以上)水平向油缸。水平向加載油缸通過其活塞杆端的圓法蘭與上述水平加載板相連，實行水平加載。可以是單向水平加載，也可以是雙向水平加載。上述垂直鋼柱則用作模擬箱的反力裝置。這樣，即構成水平加載裝置。
在模擬箱的頂面，由鋼梁縱橫交錯地組成一個井字型結構的垂直加載裝置，在井字鋼梁的所需位置上設置有合適數量的垂直向加載油缸，井字鋼梁與上述垂直鋼柱的上端通過螺栓連接，從而使整個鋼架構成一個三維空間結構，能夠為油缸提供足夠的反力，是三維加載安全順利的有力保障。這些垂直向油缸能夠通過活動連接於其下端部的可移動的傳力架及垂直加載板，對模擬箱內的相似材料實現垂直加載。
所以，整個加載裝置是由垂直鋼柱、井字鋼梁、水平向和垂直向加載油缸以及水平和垂直加載板等組成的。
可見，本系統不僅可以實現常規的單向或雙向加載，而且能夠實現完全的真三維加載。
加載油路系統是整個模擬試驗系統的荷載來源，全部採用液壓自動加載，由液壓管道和控制閥門等組成，並連接至上述加載油缸和液壓源(泵站)。水平向和垂直向油缸不僅可以多缸聯動加載還可以單缸加載，這就為在試驗系統中進行多種不同地下工程的模擬試驗提供了條件，同時從另一方面體現了本模擬試驗系統極強的通用性。油路系統採用自動化控制閥門開閉，只需通過相應按鈕就可以方便地控制所有油缸。另外，所有油缸都採用高強螺栓與模擬臺的承力架相連，方便維修和拆裝。
數據採集系統是收集和處理試驗數據的部分，通過它獲得試驗數據、圖形及回歸函數。所採用的數據採集系統是電阻式和振弦式兩種傳感器以及相應的數據採集儀(比如，TDS-303數據採集儀)，均採用計算機控制自動採集，具有很好的精度和靈活性。高性能的數據採集系統保證了試驗數據傳輸的可靠性。
地下水模擬系統是本模擬試驗系統的一大特色，由進水管、閥門和水平排水管及高壓水泵組成。在模擬箱內形成進水管路，沿箱體高度可以設置若干層(1～6層)水平進水管，可以根據地下工程的地下水的實際情況分別模擬不同的含水層地下水位與水壓，如上層滯水、承壓水的影響。每層進水管都有一個閥門控制進水流量與進水速度。
另外，為了有利於實現模擬系統的方便、直觀和通用性強的目的，本發明的模擬試驗系統還可以包括其它組成部分，比如觀察孔。在沒有安裝水平向加載油缸的兩側內外層箱體上可以設置多個觀察孔，這不僅增強了模擬試驗的直觀性，還在很大程度上提高了模擬試驗系統的通用性。可以根據要求開不同的孔洞，而將觀察孔的有機玻璃作為地下洞室的開挖起始面。例如，通過每個觀察孔可以挖出單一隧道，多觀察孔能模擬兩條或多條相交隧道的複雜地鐵工程等。
本發明的城市地下工程模擬試驗系統具有以下突出的實質性特點和顯著的技術進步1.可以進行大尺度的模擬試驗本試驗系統依據相似模擬理論確定模擬箱尺寸，可進行大比尺模擬試驗，其模擬箱的內空尺寸為8立方米，是目前我國最大尺寸的、率先實現真三維加載的城市地下工程模擬試驗系統。
2.操作使用方便本試驗系統採用液壓加載裝置加載，通過液壓油路控制臺可以完全實現加卸載自動控制，每組油缸可以同步動作也可以分別按照需要單獨動作，極大地提高了系統的操控性。
3.觀測直觀本試驗系統的數據採集系統選用國際先進的採集儀器(TDS-303數據採集儀)，完全實現了多點自動化採集，並由計算機直接分析輸出結果。
4.對城市地下工程試驗具有很強通用性本試驗系統可以實現多種城市地鐵工程、隧道及地下洞室工程、地基及基礎工程、特殊地下施工方法、邊坡工程、擋土結構等的三維模擬試驗，而不是單一的某類城市地下工程。
5.對複雜多變環境下城市地下工程試驗的適應性強本試驗系統的強適應性表現在它實現了完全真三維液壓加載，而且還可進行地下水影響的試驗，模擬水土耦合作用對地下工程的影響。這兩方面都是我國現有物理模擬試驗臺裝置所不能實現的。
6.具有良好的可擴展性本試驗系統裝置具有良好的可擴展性，可以在此基礎上增加相應製冷設備以實現凍結法施工模擬、地下工程特殊施工方法的更多複雜功能。
圖1是本發明模擬試驗系統的模擬箱的水平斷面圖；圖2是本發明模擬試驗系統的1-4立面圖；圖3是本發明模擬試驗系統的A-D立面圖；圖4是本發明模擬試驗系統的垂直加載裝置的俯視圖，示出了構成垂直加載裝置的各鋼梁的組合結構；圖5是本發明模擬試驗系統的地下水模擬系統的供排水原理圖。
圖中1.內層箱體1號板2.內層箱體2號板 3.內層箱體3號板4.內層箱體4號板5.鋼柱6.橫向槽鋼7.減摩式水平加載板 8.水平向加載油缸 9.內層箱體加強鋼板10.採集線出口 11.進水管 12.排水管13.橡膠板或帆布14.模擬臺基礎 15.基礎墊層16.模擬箱底板 17.上連接板 18.下連接板19.觀察孔 20.與鋼柱連接的螺栓孔21.基礎連接鋼板22.鋼柱外側加強筋板201.垂直加載主梁 202、203、204.垂直加載邊次梁具體實施方式
下面結合附圖對本發明模擬試驗系統的具體實施例進行進一步詳細的描述。
整個模擬試驗系統包括模擬箱、加載裝置、加載油路系統、地下水模擬系統和數據採集系統。
圖1是本發明模擬試驗系統的模擬箱的水平斷面圖，圖2和圖3分別是模擬試驗系統兩個立面1-4和A-D的立面圖。
如圖1所示，模擬箱是用於容納模擬試驗所有相似材料的容器，是一個頂面開口的鋼箱，由內、外兩層箱體構成，其水平橫截面為正方形。
內層箱體是一個頂面開口、其它五面密封的立方體容器，四個側面即1號板1、2號板2、3號板3和4號板4以及底面採用鋼板連續密封焊接。
另外，在內層箱體的內部，與上述其中兩個相鄰側面鋼板平行地設有相鄰的兩塊減摩式水平加載板7，它們可以沿箱體的水平軸線向內和向外水平移動，用於對模擬箱內的相似材料進行水平加載。而且，在兩水平加載板7相接的空隙處設有橡膠板或帆布13等類似材料進行柔性連接，以滿足加載板自由移動與擋土的需要。
由於地下工程所研究的對象大多為土等散體材料，而且本模擬試驗系統還要考慮地下水的影響，所以模擬箱的箱體四周必須是密封的，故選擇鋼板連續焊接製成模擬箱。
但是，考慮到試驗中的荷載較大且作用時間會很長，若單純利用鋼板來提高箱體剛度和減少變形，則鋼板需要很厚，這既不經濟也不便於安裝。於是，如圖1和2所示，本發明在內層箱體的外部四周水平鋪設有開口向外的橫向槽鋼6，無論是在上下方向還是水平方向，相鄰槽鋼6之間都由螺栓連接(比如利用雙面打孔的角鋼連接)，從而形成一個整體而構成外層箱體。橫向槽鋼6與內層箱體沒有連接。
外層箱體作為加載時的反力裝置，同時起到容器的作用。
可見，模擬箱利用橫向槽鋼既增加了剛度，減少了變形，使模擬箱具有良好的受力狀況，又易於安裝拆卸，為維修或搬遷提供了便利條件，並可滿足密閉要求。
優選地，可以選擇10～30mm厚的鋼板作為模擬箱的上述1、2、3、4號板，橫向槽鋼可以選擇18號以上槽鋼。
本發明的加載裝置包括水平加載裝置和垂直加載裝置。
如圖1和2所示，在模擬箱外層箱體的四個側面上，每個側面均安裝有兩根垂直的鋼柱5，每根鋼柱5的下端與預埋在模擬臺基礎14中的連接鋼板(約10～30mm厚)21用螺栓連接。在上述橫向槽鋼6的開口對著鋼柱5的部位，封焊若干連接鋼板實現槽鋼6與鋼柱5的螺栓連接。這八根鋼柱最大程度地提高了三維模擬箱的剛度。其中，在與上述減摩式水平加載板7相對應的外層箱體上所安裝的四根垂直鋼柱5上，分別安裝有兩條(或兩條以上)水平向加載油缸8，油缸8從組成鋼柱5的一對槽鋼的腹板間穿過。水平向油缸8通過其活塞杆端的圓法蘭與上述減摩式水平加載板7相連，實行水平加載。每塊水平加載板可連接2～8條加載油缸8，油缸既可聯動亦可單獨動作。水平加載可以是水平單向(即XYZ坐標系的X軸向或Y軸向)加載或者是水平雙向(即XYZ坐標系的X軸向和Y軸向)加載。上述垂直鋼柱5用作模擬箱的反力裝置。這樣，即構成了水平加載裝置。此外，鋼柱5的外側通長上還等間距地加焊有一定厚度和寬度的加強筋板22，以加強鋼柱的整體性並減少焊接變形，其內側用螺栓與橫向槽鋼、鋼梁連接為整體。
如圖2所示，在模擬箱的頂面安裝所述垂直加載裝置。
如圖4所示，垂直加載裝置包括一個由鋼梁縱橫交錯地構成的井字型加載架。加載架(即「井字鋼梁」)由兩根通長槽鋼梁(即垂直加載主梁)201和六根短槽鋼梁(即垂直加載邊次梁)202、203、204組成，長短鋼梁用螺栓相互連接，每根鋼梁均由兩根槽鋼背對背開口向外組合而成。並且，如圖2和3所示，在長短鋼梁的四個十字形連接處均安裝有上連接板17和下連接板18(也稱「八角板」，共八塊)，以加強加載架的剛度。
此外，組成鋼梁的每對槽鋼的腹板之間保留一定間距，以保證垂直向加載油缸能夠從中穿過。
在井字鋼梁的所需位置的上述間距內，安裝有合適數量的垂直向油缸(圖中未示出)。井字鋼梁與上述垂直鋼柱5的上端通過螺栓連接(見圖4)，從而使整個鋼架構成一個三維空間結構，為加載油缸提供足夠的反力。這些垂直向油缸能夠通過活動連接於其下端部的可移動的傳力架及垂直加載板(未示出)，對模擬箱內的相似材料實現垂直加載。
可以設置4～16條垂直加載油缸，每條油缸的額定荷載為0～25T，試驗時根據不同荷載情況合理選用。
通過增大被焊接在鋼柱上端的用於連接井字鋼梁的連接板的長度，或者上下調節鋼梁在鋼柱上端的安裝位置，即可實現井字鋼梁在鋼柱上端不同高度的調節。比如，在鋼柱上端的上述連接板上設置若干排螺栓孔，視試驗需要，可以調整井字鋼梁的安裝高度。
可見，整個加載裝置是由垂直鋼柱5、井字鋼梁、水平向加載油缸8和垂直向加載油缸以及水平和垂直加載板等組成的。
從上面的結構描述可知，本模擬試驗系統的各部分連接形式首先要滿足強度要求，其次要考慮易於拆裝與維修，所以試驗系統中的連接多採用可拆卸的螺栓連接，必須用焊接的也都採用先焊接有連接板而後再用螺栓連接的方法，其中包括鋼柱與地基的連接、鋼柱與鋼梁的連接、橫向槽鋼間的連接以及橫向槽鋼與鋼柱的連接均採用這種連接形式。鋼柱5與模擬基礎14、鋼柱5與鋼梁的連接都採用先把槽鋼焊接在一塊連接鋼板上，然後通過螺栓把連接鋼板連接起來。鋼梁與鋼柱的連接採用的是10～20mm厚的連接鋼板。因為，螺栓聯接有利於增強系統的靈活性和通用性。
本發明的加載油路系統全部採用液壓自動加載，由液壓管道和控制閥門等組成，並連接至上述加載油缸和液壓源(泵站)，對加載油缸可以多缸聯動加載也可以單缸加載。油路系統採用自動化控制閥門開閉，控制油缸方便。所有油缸都採用高強螺栓與模擬臺的承力架相連，方便維修和拆裝。另外，考慮到模擬箱的邊長較大，土體模擬材料在三維加載情況下，雖然根據不同土質有所不同，但各方向壓縮量應都在一定的範圍內，故選擇了合適的油缸行程。水平向油缸和垂直向油缸的缸徑、杆徑分別為φ60～100mm、φ30～70mm，缸體通長為350～700mm。
地下水對實際工程的影響是很重要的一個方面，而且地下工程的事故中大多數都與水的影響密不可分，但是由於在模擬試驗中很難控制它，所以目前這方面鮮有研究。本模擬試驗系統還設計了地下水模擬系統(參見圖5)，能夠模擬地下水的影響。
如圖5所示，本發明的地下水模擬系統由進水管11、閥門和水平排水管12(見圖1)及高壓水泵組成。密封的模擬箱為實現模擬水土耦合提供了必要條件。在模擬箱內布設進水管路，沿箱體的不同高度可以設置比如1～6層水平進水管，提供水土耦合的水源。在模擬箱外為每層進水管都裝有一個獨立的閥門用以控制進水流量與進水速度。試驗時，可以根據地下水的不同水位、不透水層位置來開關相應閥門，使模擬試驗中水的影響逼近實際情況。可以根據地下工程的地下水的實際情況分別模擬不同的含水層地下水位與水壓，如上層滯水、承壓水的影響。另外，可以通過控制水泵壓力與流量進而控制進水量和出水量，並由傳感器來監測箱內模擬材料的飽和程度。
圖3示出了多功能觀察孔的設置。參見圖3和圖1，在沒有安裝水平向加載油缸8的兩側內外層箱體上可以設置若干觀察孔19。這不僅增強了模擬試驗結果的直觀性，還在很大程度上提高了模擬試驗系統的通用性。因為，觀察孔外用有機玻璃板密封，試驗時可以觀察箱體中部模擬材料的變形情況。通過換裝觀察孔上的有機玻璃板，可提供隧道模擬中洞室開挖的起始端。例如，通過觀察孔可以挖出(垂直)相交的孔洞而模擬地下隧道。再如，設置兩個觀察孔便於實現地鐵雙隧道複雜交叉點工程的模擬。
觀察孔的形狀可以按照地下工程的斷面形狀設定，如圓形、矩形等，尺寸可以按照相似比確定。
由於觀察孔的有機玻璃處沒有橫向槽鋼，可以採用角鋼框架提高這部分的剛度，框架豎向角鋼肢正好頂在鋼柱的腹板上。
下面簡述本發明城市地下工程模擬試驗系統的使用過程。
首先，將取樣的土體(或其他模擬材料)裝入試驗系統的模擬箱中，並將事先準備好的地下工程結構(如樁基試驗的樁體、地鐵隧道的管片等)及其他傳感器設備埋入土體中。把試驗所需的各種導線一端埋入土體與應變片及其他傳感器設備等儀器相連，一端和試驗系統的數據採集儀器相連。埋設好各種儀器後，對地下工程結構(如試驗樁體)進行預壓。預壓結束後，接著地下工程結構進行加壓受荷，並利用採集儀器對試驗數據進行記錄，並對得到的試驗現象、數據進行分析，獲得複雜多變環境下城市地下工程的設計、施工與監測的試驗依據，指導複雜地下工程的設計與工程建設。
權利要求
1.一種城市地下工程模擬試驗系統，包括模擬箱、加載裝置、加載油路系統和數據採集系統，其中，模擬箱內用於容納模擬試驗的模擬材料，加載裝置安裝在模擬箱上用於對模擬材料進行加載，加載油路系統用於向加載裝置提供加載所需的液壓動力，數據採集系統用於從模擬箱中的模擬材料採集和處理試驗數據，其特徵在於所述模擬箱內設有可水平移動的水平加載板(7)，所述加載裝置包括水平加載裝置和垂直加載裝置；所述水平加載板在水平加載裝置的驅動下可以水平單向或雙向移動，對模擬材料進行水平加載，所述垂直加載裝置可對模擬材料進行垂直加載，從而實現三維加載。
2.根據權利要求1所述的模擬試驗系統，其特徵在於還包括地下水模擬系統，它具有進水管(11)、排水管(12)和高壓水泵，在模擬箱內沿箱體高度設置若干層水平進水管，每層進水管都設有一個閥門用以控制進水流量與流速，從而根據地下工程的地下水的實際情況分別模擬不同的含水層地下水位與水壓，實現水土耦合模擬。
3.根據權利要求1或2所述的模擬試驗系統，其特徵在於所述模擬箱是一個頂面開口的密封鋼箱，由內、外兩層箱體構成；內層箱體是一個立方體容器，四個側面和底面採用鋼板連續密封焊接；所述水平加載板(7)為相鄰的兩塊，它們設置在內層箱體內並與其兩個相鄰側面平行，在兩水平加載板(7)相接處設有橡膠板(13)或柔性帆布；外層箱體設置在內層箱體的外部四周用於支撐和增強內層箱體，由水平鋪設的開口向外的橫向槽鋼(6)相互可拆卸地連接構成一個整體。
4.根據權利要求3所述的模擬試驗系統，其特徵在於所述水平加載裝置包括在所述外層箱體的每個側面上安裝有兩根垂直鋼柱(5)，並在與所述水平加載板(7)相對應的其中四根垂直鋼柱上安裝有多條水平向加載油缸(8)；所述水平向加載油缸通過其活塞杆端的圓法蘭與所述水平加載板(7)相連實行水平加載。
5.根據權利要求4所述的模擬試驗系統，其特徵在於所述模擬箱的頂面開口被所述垂直加載裝置封閉；所述垂直加載裝置是由鋼梁縱橫交錯而構成的一個井字鋼梁，井字鋼梁的適當位置上安裝垂直向加載油缸，垂直向加載油缸的下端部設有可移動的傳力架及垂直加載板，通過所述垂直加載板對模擬材料實現垂直加載；井字鋼梁與上述垂直鋼柱的上端採用可拆卸連接。
6.根據權利要求4或5所述的模擬試驗系統，其特徵在於所述水平向和垂直向加載油缸既可以多缸聯動加載也可以單缸動作加載。
7.根據權利要求4或5所述的模擬試驗系統，其特徵在於每根垂直鋼柱(5)和井字鋼梁均由兩根開口向外的槽鋼組合而成，每對槽鋼腹板之間保留一定間距，以供所述加載油缸從中穿過。
8.根據權利要求5所述的模擬試驗系統，其特徵在於所述井字鋼梁由兩根通長槽鋼梁(201)和六根短槽鋼梁(202、203、204)組成並用螺栓相互連接，在長短梁的各連接處均安裝有上連接板(17)和下連接板(18)以增強鋼梁剛度。
9.根據權利要求4或5所述的模擬試驗系統，其特徵在於所述鋼柱(5)外側加焊有加筋板(22)，每根鋼柱的下端與預埋在模擬臺基礎(14)中的連接鋼板(21)用螺栓連接。
10.根據權利要求5所述的模擬試驗系統，其特徵在於所述井字鋼梁在垂直鋼柱(5)上端的安裝高度可以調節。
11.根據權利要求1或2所述的模擬試驗系統，其特徵在於在模擬箱的側面上還設有觀察孔(19)，可將觀察孔作為模擬地下洞室的開挖起始面，以實現多隧道交叉的複雜地下工程模擬試驗。
12.根據權利要求1或2所述的模擬試驗系統，其特徵在於所述數據採集系統包括電阻式和振弦式兩種傳感器以及相應的數據採集儀，均採用計算機控制自動採集，可獲得試驗數據、圖形及回歸函數。
全文摘要
一種城市地下工程模擬試驗系統，包括模擬箱、加載裝置、加載油路系統、地下水模擬系統和數據採集系統。模擬箱內設有水平加載板，在水平加載裝置驅動下可水平移動對模擬材料水平加載，垂直加載裝置可對模擬材料垂直加載。模擬箱內設有若干層水平進水管，根據地下工程地下水的實際情況分別模擬不同含水層地下水位與水壓，進行地下水影響試驗。模擬箱內空尺寸為8立方米，可進行大比尺模擬試驗。因而，本系統具有可實現完全真三維液壓加載、大比尺模擬、水土耦合模擬、自動加載與數據採集以及通用性強、功能多等顯著優點，可以實現多種城市地鐵工程、隧道及地下洞室工程、地基及基礎工程、特殊地下施工方法、邊坡工程、擋土結構等的三維模擬試驗。
文檔編號E02D33/00GK1696417SQ20051007974
公開日2005年11月16日 申請日期2005年6月28日 優先權日2005年6月28日
發明者陶龍光, 劉波 申請人:中國礦業大學(北京)