Стенд для испытания фрагмента обделки напорного туннеля Советский патент 1982 года по МПК E21D11/00 G01M19/02 G01M19/02 

(54) СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ФРАГ/ЦЕНТА ОБДЕЛКИ НАПОРНОГО ТУННЕЛЯ

1

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к стендам для исследования моделей крупномасштабных фрагментов обделки напорного туннеля.

Известен стенд для испытания фрагментов обделки напорного туннеля, имеющий упорную стальную обойму, в которой размещено испытуемое бетонное кольцо 1.

Известен также стенд для испытания фрагмента обделки напорного туннеля, включающий внутренний опорный цилиндр и внешнее опорное кольцо 2.

Недостатками указанных стендов являются невысокая точность и достоверность результатов испытания вследствие недостаточно точного во спроизведения эффекта упругого отпора породы, в которой проводится туннель.

Целью изобретения является повышение точности и достоверности результатов испытания путем учета характера трещиноватости и анизотропии породы.

Указанная цель достигается тем, что внешнее упорное кольцо выполнено в виде сегментов и имеет радиальные тяжи, посредством которых оно скреплено с внутренним опорным цилиндром.

На фиг. 1 показан стенд, план (в рабочем состоянии); на фиг. 2 - то же, поперечный разрез.

Стенд для испытания фрагмента обделки напорного туннеля состоит из внутреннего (целесообразно стального) опорного цилиндра 1 (фиг. 1), от которого на определенном расстоянии расположены концентрически сегменты 2 из жесткого материала, например бетона. Внутренний опорный цилиндр 1 и сегменты 2 охвачены сверху и снизу радиальными тяжами 3, которые шарнирно или жестко закреплены с ними при помощи бащмаков 4. В пространстве между внутренним опорным цилиндром 1 и сегментами 2 бетонируют или устанавливают заранее изготовленное исследуемое кольцо обделки 5 с оставлением между ним и опорным цилиндром кольцевого зазора, являющегося напорной камерой 6. Исследуемое кольцо 5 плотно прилегает к сегментам 2. Напорная

20 камера 6, исследуемое кольцо 5 и сегменты 2 расположены на поддоне 7 (фиг. 2), прикрепленном снизу к опорному цилиндру 1. Устройство работает следующим образом.

В камере 6 создается гидростатическое давление, которое вызывает радиальное перемещение, сопровождающееся растяжением исследуемого кольца обделки 5, При этом радиально перемещаются примыкающие к нему сегменты 2 из жестких блоков. Радиальные деформации исследуемого кольца обделки 5 и сегментов 2 ограничиваются деформацией стальных тяжей 3 в меру их упругого растяжения. Диаметр и длина тяжей 3, а также их количество подбирают в зависимости от заданного упругого отпора и анизотропии породы. Удлинением тяжей 3 под заданным давлением на исследуемое кольцо обделки 6 обеспечивается получение его относительной деформации, равной относительной радиальной деформации натуральной обделки напорного туннеля при той же величине давления воды и заданного упругого отпора породы,

В процессе испытания производят измерение деформаций кольца обделки 5 и сегментов 2, регистрируют образование трещин в кольце 5, их расположение и щирину раскрытия. Регистрируемое в процессе испытания кольца распределение деформации и трещин по его окружности, расстояние между трещинами и щирина их раскрытия соответствуют характеру трещинообразования в обделке туннеля в натуре,

На предлагаемом стенде в отделе железобетона Грузнииэгс проведены испытания фрагментов обделки напорных туннелей, при этом выявлены следующие его преимущества: повышается точность и достоверность результатов испытания за счет достаточно полного учета главных факторов (трещиноватость и величина упругого отпора скальной породы, анизотропия упругого отпора), воздействующих на характер деформации и трещинообразования в туннельной обделке. Предлагаемый стенд дает возможность разработать оптимальную конструкцию обделки с минимальным расходом материалов.

Формула изобретения

Стенд для испытания фрагмента обделки напорного туннетя, включающий внутренний опорный цилиндр и внещнее упорное кольцо, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности и достоверности результатов испытания путем учета характера трещиноватости и анизотропии породы, внещнее упорное кольцо выполнено в виде сегментов и имеет радиальные тяжи, посредством которых оно скреплено с внутренни,м опорным цилиндром.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Вербицкий Г, П, Экспериментальные исследования закономерностей трещинообразования в бетонных круговых обделках напорных тоннелей. Известия ТНИС ГЭИ, М., «Энергия, 1964, с, 158-176,

2,Ахалкаци П, Ш, Исследование трещиностойкости бетона в упругой среде применительно к обделкам напорного тоннеля. Труды Гидропроекта, сб, 18, М,, «Гидцропроект 1970,, с, 89-96,