1.一种竖井式盾构管片原型加载试验方法,其特征在于,包括如下步骤:获取试验环管片(21)的重力大小和实际载荷集合,所述实际载荷集合包括所述盾构管片在实际工况中受到的顶部载荷、侧向顶部载荷、侧向顶部与侧向底部的载荷差,以及三角形地层水平抗力,所述试验环管片(21)的轴线延长线方向为第一方向,所述第一方向为水平方向,试验装置包括试验环管片组(2)和反力架本体,所述试验环管片组(2)包括多个沿水平方向分布设置的所述试验环管片(21),所述试验环管片(21)为所述盾构管片;所述试验环管片组(2)通过盾构机组装成型;所述反力架本体包括至少一个沿第一方向分布设置的反力架组,各所述反力架组与所述试验环管片(21)对应设置,各所述反力架组包括至少一个反力架(3),各所述反力架(3)包括沿第二方向分布设置的两个立柱(31),两个所述立柱(31)的底端均与支座支撑本体(1)连接,各反力架组的立柱(31)和所述支座支撑本体(1)之间形成第一空间,第一空间用于放置所述试验环管片(21),第二方向与第一方向垂直;所述反力架(3)还包括两个顶斜梁(32),两个所述顶斜梁(32)一端连接,另一端分别与两个所述立柱(31)远离所述支座支撑本体(1)端连接,两个顶斜梁(32)之间形成第一夹角,第一夹角开口朝向所述试验环管片(21);根据所述实际载荷集合计算得到径向集中载荷大小和环箍均布载荷大小;所述径向集中载荷大小包括水平集中载荷大小和竖向集中载荷大小;根据所述重力大小启动吊装加载组件(6),向所述试验环管片(21)分级施加反重作用力,所述反重作用力的大小与所述重力大小相等,方向与重力方向相反;所述吊装加载组件(6)包括环设于靠近支座支撑本体(1)侧的试验环管片(21)的外壁的吊装钢绞线(61),还包括设于两个顶斜梁(32)上的吊装驱动部(62),两个吊装驱动部(62)分别与吊装钢绞线(61)的两端连接,两个吊装驱动部(62)可同步对试验环管片(21)施加沿第三方向的作用力,第三方向与第一方向和第二方向垂直;根据所述竖向集中载荷大小启动竖向加载部,向所述试验环管片(21)沿第三方向的两端分级施加竖向集中载荷;根据所述水平集中载荷大小启动水平加载部,向所述试验环管片(21)沿第二方向的两端分级施加水平集中载荷;根据所述环箍均布载荷大小同步启动环箍加载部,向所述试验环管片(21)的外壁周向分级施加环箍均布载荷;其中,所述第二方向为水平方向且与所述第一方向垂直,所述第三方向为竖直方向;记载所述试验环管片(21)的内力和变形。
2.根据权利要求1所述的竖井式盾构管片原型加载试验方法,其特征在于,所述试验装置设于竖井结构(8)内。
3.根据权利要求1所述的竖井式盾构管片原型加载试验方法,其特征在于,所述水平集中载荷大小通过下式得到: 公式(1)其中: 公式(2)式中, q d 为顶部荷载; q c 为侧向顶部荷载; q s 为侧向顶部与侧向底部的载荷差; q k 为三角形地层水平抗力; F s 为水平集中荷载大小;R为盾构管片的形心半径。
4.根据权利要求3所述的竖井式盾构管片原型加载试验方法,其特征在于,所述竖向集中载荷大小通过下式得到: 公式(3)其中: 公式(4)式中, F z 为竖向集中荷载大小。
5.根据权利要求3所述的竖井式盾构管片原型加载试验方法,其特征在于,所述根据所述实际载荷集合计算得到环箍均布载荷大小通过下式实现: 公式(5)式中, F h 为环箍均布载荷大小。
6.一种竖井式盾构管片原型加载试验系统,用于实现如权利要求1-5任一项所述的竖井式盾构管片原型加载试验方法,其特征在于,所述系统包括:获取模块,所述获取模块配置用于获取试验环管片(21)的重力和实际载荷集合,所述实际载荷集合包括所述盾构管片在实际工况中受到的顶部载荷、侧向顶部载荷、侧向顶部与侧向底部的载荷差,以及三角形地层水平抗力,所述试验环管片(21)的轴线延长线方向为第一方向,所述第一方向为水平方向,试验装置包括试验环管片组(2),所述试验环管片组(2)包括多个沿水平方向分布设置的所述试验环管片(21),所述试验环管片(21)为所述盾构管片;计算模块,所述计算模块配置用于根据所述实际载荷集合计算得到径向集中载荷大小和环箍均布载荷大小;第一控制模块,所述控制模块配置用于根据所述重力大小启动吊装加载组件(6),向所述试验环管片(21)分级施加反重作用力,所述反重作用力的大小与所述重力大小相等,方向与重力方向相反;第二控制模块,所述第二控制模块配置用于根据所述径向集中载荷大小启动径向加载组件(4),向所述试验环管片(21)分级施加径向载荷,并根据所述环箍均布载荷大小同步同步启动环箍加载组件(5),向所述试验环管片(21)的外壁周向分级施加环箍均布载荷;记载模块,所述记载模块配置用于记载所述试验环管片(21)的内力和变形。
7.一种终端设备,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5任一项所述的竖井式盾构管片原型加载试验方法的步骤。
8.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-5任一项所述的竖井式盾构管片原型加载试验方法的步骤。