一种隧道潮汐荷载模拟装置的制作方法

本发明涉及隧道，具体地，涉及一种隧道潮汐荷载模拟装置。

背景技术：

1、盾构法具有施工速度快、对地面交通影响小等优点，目前已广泛应用于国内外的地铁隧道开挖工程中，盾构隧道管片主要由工厂预制完成后运输至现场进行拼装，管片间存在大量的纵缝和环缝，同时各组缝之间会形成“一字缝”和“t字缝”等形式。目前，随着盾构技术不断发展，海底盾构隧道越来越多，由于海底盾构隧道的管片是处在长期潮汐作用下，为了模拟海域长期潮汐作用工况，以更好地测试和研究海域潮汐作用下隧道管片密封垫的防水性能，有必要提出一种隧道潮汐荷载模拟装置。

2、经检索发现：

3、公开号为cn110031387a的中国发明专利，公开一种可加载海洋潮汐环境模拟系统，该系统包括潮汐模拟槽、蓄水槽、水泵机组、控制器、温度控制机构以及设置在潮汐模拟槽内的应力加载反力架。通过设置内循环水泵，使潮汐模拟槽与制冷组件和加热组件形成内循环回路，便可对潮汐模拟槽内的海水进行控温操作，从而可以准确地控制潮汐模拟槽内海水的温度。通过使用可加载防腐蚀反力架，进行混凝土结构在应力状态下的腐蚀模拟试验。该专利通过水位升降实现潮汐，不够准确，且不能实现精细化控制。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种隧道潮汐荷载模拟装置。

2、根据本发明的一个方面，提供一种隧道潮汐荷载模拟装置，该装置包括：

3、底座，用于支撑整个装置；

4、压力室，位于所述底座上方；

5、活塞板，设于所述压力室内部，所述活塞板的顶部开设有进流口，水体自所述进流口流入所述压力室；

6、反力横梁，位于所述压力室上方；

7、液压油缸，所述液压油缸的缸体安装于所述反力横梁上，所述液压油缸的活塞杆自所述压力室的上方伸入所述压力室内并与所述活塞板的顶部相连接；所述液压油缸带动所述活塞板在所述压力室的高度方向移动；

8、压力传感器，设于所述压力室内部，所述压力室底部还开设有出流口，水体自所述出流口流出将水压加载至预设位置；所述压力传感器检测加载的水压作为输出信号；

9、控制装置，所述控制装置的输入信号为设定的输入压力，所述控制装置根据所述输入信号和所述输出信号调节所述液压油缸的运行方向。

10、进一步地，所述压力传感器将所述输出信号转换成相应的电信号，所述控制装置将所述电信号与所述输入信号进行对比得到偏差信号，并对所述偏差信号进行pid调节以调节所述输出信号，从而调节所述液压油缸的运行方向。

11、进一步地，当输出信号对应的加载水压小于设定的输入压力时，所述控制装置发送正信号至所述液压油缸的伺服阀，所述伺服阀在正信号的驱动下使所述液压油缸前进压缩水体，使加载水压上升。

12、进一步地，当输出信号对应的水压等于设定的输入压力时，所述控制装置发出零信号至所述液压油缸的伺服阀，所述液压油缸位置不发生运动，加载水压保持不变。

13、进一步地，当输出信号对应的水压大于设定的输入压力时，所述控制装置发送负信号至所述液压油缸的伺服阀，所述伺服阀在负信号的驱动下使所述液压油缸后退，使加载水压下降。

14、进一步地，所述控制装置的输入信号为恒值信号。

15、进一步地，所述控制装置的输入信号为动态信号。

16、进一步地，所述装置的控制精度达1mpa。

17、与现有技术相比，本发明具有如下至少之一的有益效果：

18、1、本发明提供的隧道潮汐荷载模拟装置，通过调节液压油缸的运行方向，以驱动活塞板压缩液体产生预定的水压力，可提供潮汐变化的水压加载，模拟潮汐载荷作用的实际工况，从而用于盾构隧道密封垫防水试验装置，实现对潮汐作用下密封垫防水能力的检测。

19、2、本发明提供的隧道潮汐荷载模拟装置，通过控制活塞板压缩液体产生的水压力，可以精确控制水位，精细化控制潮汐大小，可以实现1mpa即100m水头的控制精度。

技术特征：

1.一种隧道潮汐荷载模拟装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的隧道潮汐荷载模拟装置，其特征在于，所述压力传感器将所述输出信号转换成相应的电信号，所述控制装置将所述电信号与所述输入信号进行对比得到偏差信号，并对所述偏差信号进行pid调节以调节所述输出信号，从而调节所述液压油缸的运行方向。

3.根据权利要求2所述的隧道潮汐荷载模拟装置，其特征在于，当输出信号对应的加载水压小于设定的输入压力时，所述控制装置发送正信号至所述液压油缸的伺服阀，所述伺服阀在正信号的驱动下使所述液压油缸前进压缩水体，使加载水压上升。

4.根据权利要求2所述的隧道潮汐荷载模拟装置，其特征在于，当输出信号对应的水压等于设定的输入压力时，所述控制装置发出零信号至所述液压油缸的伺服阀，所述液压油缸位置不发生运动，加载水压保持不变。

5.根据权利要求2所述的隧道潮汐荷载模拟装置，其特征在于，当输出信号对应的水压大于设定的输入压力时，所述控制装置发送负信号至所述液压油缸的伺服阀，所述伺服阀在负信号的驱动下使所述液压油缸后退，使加载水压下降。

6.根据权利要求1所述的隧道潮汐荷载模拟装置，其特征在于，所述控制装置的输入信号为恒值信号。

7.根据权利要求1所述的隧道潮汐荷载模拟装置，其特征在于，所述控制装置的输入信号为动态信号。

8.根据权利要求1所述的隧道潮汐荷载模拟装置，其特征在于，所述装置的控制精度达1mpa。

技术总结
本发明提供一种隧道潮汐荷载模拟装置，包括：底座，用于支撑整个装置；压力室，位于底座上方；活塞板，设于压力室内部，活塞板的顶部开设有进流口；反力横梁，位于压力室上方；液压油缸，液压油缸的缸体安装于反力横梁上，液压油缸的活塞杆自压力室的上方伸入压力室内并与活塞板的顶部相连接；液压油缸带动活塞板在压力室的高度方向移动；压力传感器，设于压力室内部，压力室底部还开设有出流口。本发明通过调节液压油缸的运行方向，以驱动活塞板压缩液体产生预定的水压力，可提供潮汐变化的水压加载，模拟实际工况，从而用于盾构隧道密封垫防水试验装置，实现对潮汐作用下密封垫防水能力的检测。

技术研发人员：崔庆龙,刘继国,舒恒,魏龙海,杨林松,彭文波,李金
受保护的技术使用者：中交第二公路勘察设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22