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龙图腾网恭喜中铁四局集团有限公司申请的专利富水复杂地层盾构隧道掌子面破坏模式试验装置及方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115356213B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-18发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211142148.X，技术领域涉及：G01N3/12；该发明授权富水复杂地层盾构隧道掌子面破坏模式试验装置及方法是由林宝刚;陈淼;龚宏华;程勇东;欧阳鸿志;管海平;方焘;罗如平;郝结平;鲍明设计研发完成，并于2022-09-19向国家知识产权局提交的专利申请。

本富水复杂地层盾构隧道掌子面破坏模式试验装置及方法在说明书摘要公布了：本发明公开了富水复杂地层盾构隧道掌子面破坏模式试验装置及方法，富水复杂地层盾构隧道掌子面破坏模式试验装置包括模型组单元、上部加载单元和盾构驱动单元。本发明中，全面真实地模拟隧道掌子面主动破坏及被动破坏的失稳情况，配合荧光剂示踪的方法检测地下水渗流作用路径，直观清晰地展示富水复杂地层盾构隧道时土体变化，不仅试验操作简单、易于实现，而且便于研究施工相关机理，丰富了富水复杂地层盾构隧道掌子面土体三维破坏模式及评估掌子面土压力的理论研究，为城市地铁施工的高效安全进行提供了更加全面直观、真实可靠的科学依据。

本发明授权富水复杂地层盾构隧道掌子面破坏模式试验装置及方法在权利要求书中公布了：1.富水复杂地层盾构隧道掌子面破坏模式试验装置，其特征在于：包括模型组单元（1）、上部加载单元（2）和盾构驱动单元（3）；所述模型组单元（1）包括试验箱模型（6）和隧道模型（7），所述试验箱模型（6）由多块透明玻璃板（602）密接拼装呈截面为矩形的不封顶式箱体结构，所述试验箱模型（6）内的下部和上部依次填筑有泥质粉砂岩层（10）和砾砂层（9），所述试验箱模型（6）的一侧面并贴近背部的位置处开设有呈半圆形的掘进口（603），所述隧道模型（7）呈截面为半圆形的半包围式弧形拱板结构，所述隧道模型（7）置于所述试验箱模型（6）内，并位于所述砾砂层（9）和泥质粉砂岩层（10）的分界线位置处，所述隧道模型（7）的侧端焊接连通至所述掘进口（603），所述隧道模型（7）的开口端抵触至背面的所述透明玻璃板（602）；所述上部加载单元（2）包括水平加载梁（13）、土压千斤顶（14）和砼压层（15），所述砼压层（15）压覆在所述砾砂层（9）的顶部，所述砼压层（15）上均匀开设有多个用于注入含有色荧光剂测试液的注水孔（1501），所述土压千斤顶（14）固定在所述水平加载梁（13）的底部，并抵压至所述砼压层（15）；所述盾构驱动单元（3）架设在所述试验箱模型（6）设有所述掘进口（603）的一侧，并穿过所述掘进口（603）顶进至所述隧道模型（7）内；所述模型组单元（1）还包括注射管（8）和渣土改良层（11），所述渣土改良层（11）预设在所述隧道模型（7）内靠近所述掘进口（603）的位置处，掘进挡板（20）沿所述隧道模型（7）向内推进所述渣土改良层（11），将所述隧道模型（7）内的所述砾砂层（9）、泥质粉砂岩层（10）向前盾构掘进，所述渣土改良层（11）的截面与所述掘进挡板（20）的截面大小吻合，所述掘进挡板（20）上沿外弧边均匀间隔分布有多个透水孔（2003），所述注射管（8）穿过任一所述透水孔（2003）插入所述渣土改良层（11）内，用于向所述渣土改良层（11）注射土体改良剂；还包括测试单元（5），所述测试单元（5）包括摄像机模组（25）、紫外线模组（26）、泛光灯（27）和计算机（28），所述摄像机模组（25）与所述紫外线模组（26）并排架设于所述试验箱模型（6）的背面，并均朝向所述试验箱模型（6）和隧道模型（7）内的土层，所述泛光灯（27）架设于所述摄像机模组（25）、紫外线模组（26）的背后，并朝向所述试验箱模型（6），所述摄像机模组（25）和紫外线模组（26）分别经由数据传输线连接至所述计算机（28），无线采集单元（4）无线连接至所述计算机（28）。

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