CN112285332A - 大断面矩形顶管减摩注浆的模拟试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种大断面矩形顶管减摩注浆的模拟试验方法，包括如下步骤：配置模型土及模型浆液；将前部管节置于试验土箱内，并将模型土填入试验土箱内并利用模型土埋固前部管节；提供后部管节，内设有泥水加注环，泥水加注环沿后部管节的外周形成有连成一圈的注浆槽；将后部管节的端部与试验土箱内的前部管节的端部对接，在后部管节顶进至试验土箱内的过程中，通过泥水加注环向后部管节的外侧注入模型浆液，从而实现顶管减摩注浆的模拟试验。本发明通过后部管节向试验土箱内顶进来模拟实际的顶管施工，利用泥水加注环提高了模拟试验测得的模型浆液与管节间的摩擦阻力的精确度，为顶管施工提供实际的指导意义。
Description
技术领域
本发明涉及顶管试验方法的技术领域，特指一种大断面矩形顶管减摩注浆的模拟试验方法。
背景技术
顶管施工是目前日益发展应用的一种非开挖施工方法，不需要开挖面层就能够穿越已有的公路、铁路、河道、地下管线、地下构筑物和文物古迹等。顶管施工方法避免了城市路面的开挖量，减少大量土方工程，减少拆迁安置，节约施工用地，降低周围环境干扰且不中断地面人流交通及物流运输活动等，近年来在城市地下空间开发、地下铁路轨道交通建设、市政隧道工程中得到广泛运用。
顶管施工过程中，后部油缸的顶推力是顶管施工至关重要的参数，而该顶推力与顶管机顶进过程中刀盘受到的阻力和顶管外表面受到的摩擦阻力有关，通过为减小顶管外表面与土体间的摩擦阻力，会向顶管的外表面注入模型浆液，利用模型浆液来减小摩擦阻力，模型浆液的配比，通常是通过顶管模拟试验来确定，但在现有的模拟试验中，模型浆液是通过均匀布设在管节上的注浆孔向管节外表面注入的，模型浆液从注浆孔处向外注入时，会直接冲击土体，且不容易均匀的扩散到管节的外表面形成泥浆套，使得试验的检测结果误差较大，对实际施工的参考价值不高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种大断面矩形顶管减摩注浆的模拟试验方法，解决现有的顶管模拟试验中设置注浆孔注入模型浆液会冲击土体且不容易形成分布均匀的泥浆套而使得试验结果误差较大，对实际施工参考价值不高的问题。
实现上述目的的技术方案是：
本发明提供了一种大断面矩形顶管减摩注浆的模拟试验方法，包括如下步骤：
配置模型土及模型浆液；
提供试验土箱与前部管节，将所述前部管节置于所述试验土箱内，并将所述模型土填入所述试验土箱内并利用所述模型土埋固所述前部管节；
提供后部管节，所提供的后部管节内设有泥水加注环，所述泥水加注环沿所述后部管节的外周形成有连成一圈的注浆槽；
将所述后部管节的端部与所述试验土箱内的前部管节的端部对接，并于所述后部管节远离所述试验土箱的一侧设置顶推机构，利用所述顶推机构顶推所述后部管节以将所述后部管节顶入所述试验土箱内；以及
在所述后部管节顶进至所述试验土箱内的过程中，通过所述泥水加注环向所述后部管节的外侧注入所述模型浆液，从而实现顶管减摩注浆的模拟试验。
本发明的模拟试验方法，通过后部管节向试验土箱内顶进来模拟实际的顶管施工，利用泥水加注环形成的连成一圈的注浆槽可实现模型浆液均匀的注入到后部管节的外侧，相较于现有技术中的注浆孔的方式，该注浆槽可让模型浆液以相同的压力同步的向管节的外侧注入，避免单点注入容易冲击土体而使得浆液不均匀的问题，模型浆液在管节的外侧形成均匀的泥浆套，进而提高了模拟试验测得的模型浆液与管节间的摩擦阻力的精确度，为顶管施工提供实际的指导意义。
本发明大断面矩形顶管减摩注浆的模拟试验方法的进一步改进在于，所提供的后部管节内还设有沿所述后部管节环向设置的环形腔和设于所述后部管节内侧并与所述环形腔连通的进浆通道；
所述环形腔的一端部与所述注浆槽连通；
在注入模型浆液时，将注浆管与所述进浆通道连通，通过所述进浆通道将所述模型浆液注入到所述环形腔内，所注入的模型浆液充满所述环形腔后自所述注浆槽向所述后部管节的外侧注入。
本发明大断面矩形顶管减摩注浆的模拟试验方法的进一步改进在于，所提供的后部管节上间隔的设置有泥水加注环；
为每一泥水加注环单独连接一注浆管；
在利用各注浆管向对应的泥水加注环内注入模型浆液时，向所述模型浆液中加入颜料以使得各注浆管所注入的模型浆液具有不同的颜色，从而根据不同颜色的模型浆液获取对应的泥水加注环处的浆液扩散情况。
本发明大断面矩形顶管减摩注浆的模拟试验方法的进一步改进在于，所提供的后部管节为透明结构；
在注入模型浆液时，于所述后部管节的内部采集所述模型浆液注入所述后部管节外侧的图像信息，以获得所述模型浆液的扩散路径。
本发明大断面矩形顶管减摩注浆的模拟试验方法的进一步改进在于，在将所述模型土填入所述试验土箱内时，对所填入的模型土进行分层压实，并于各模型土层的表面放置水平位移传感器和竖向位移传感器；
利用所述水平位移传感器检测对应模型土层的水平位移信息；
利用所述竖向位移传感器检测对应模型土层的竖向位移信息；
于所述模型土的上表面设置多排沉降监测点，对应各沉降监测点于所述试验土箱的顶部设置地表位移传感器；
利用所述地表位移传感器检测各沉降监测点的沉降位移信息；
利用各模型土层的水平位移信息和竖向位移信息以及所述模型土上表面的沉降位移信息统计得出所述模型土的三维变化状况信息。
本发明大断面矩形顶管减摩注浆的模拟试验方法的进一步改进在于，于所述前部管节靠近所述后部管节的一侧安装第一土压力传感器；
在后部管节顶进的过程中，利用所述第一土压力传感器检测所述模型土的土体压力。
本发明大断面矩形顶管减摩注浆的模拟试验方法的进一步改进在于，于所述后部管节的外周安装第二土压力传感器；
在后部管节顶进的过程中，利用所述第二土压力传感器检测所述模型土的土体压力。
本发明大断面矩形顶管减摩注浆的模拟试验方法的进一步改进在于，提供测力传感器，利用所述测力传感器连接所述后部管节和所述前部管节；
在所述后部管节顶进的过程中，利用所述测力传感器检测所述后部管节受到的摩擦阻力。
本发明大断面矩形顶管减摩注浆的模拟试验方法的进一步改进在于，配置模型土时，设定模型土与顶管实际施工的原型土的相似比；
利用设定的相似比及所述原型土的参数信息计算得到所需配置的模型土的参数信息；
依据所得到的模型土的参数信息配置得到模型土。
本发明大断面矩形顶管减摩注浆的模拟试验方法的进一步改进在于，在配置模型浆液时，配置多组模型浆液；
对多组模型浆液分别进行模拟试验，并得到多组模型浆液对应的施工参数；
选取施工参数最佳的模型浆液作为矩形顶管减摩注浆的浆液。
附图说明
图1为本发明大断面矩形顶管减摩注浆的模拟试验方法的流程图。
图2为本发明大断面矩形顶管减摩注浆的模拟试验方法所用的试验装置的结构示意图。
图3为图2所示的试验装置顶进状态的结构示意图。
图4为图2所示的试验装置的前部管节的结构示意图。
图5为图2所示的试验装置的后部管节的结构示意图。
图6为图2所示的试验装置的后部管节和前部管节连接处的剖视图。
图7为图2所示的试验装置的后部管节的泥水加注环处的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
参阅图1，本发明提供了一种大断面矩形顶管减摩注浆的模拟试验方法，用于模拟顶管推进过程，通过向各泥水加注环注入不同颜色的模型浆液，可得到各泥水加注环处的模型浆液的流动情况，获得模型浆液的扩散路径。通过设置的各种传感器可获得顶管推进过程中模型土的三维变化情况，能够获得模型土的各层的分层位移和表面的位移情况。利用本发明的模拟试验方法，能够为实际施工提供有效的指导意义。下面结合附图对本发明大断面矩形顶管减摩注浆的模拟试验方法进行说明。
参阅图1，显示了本发明大断面矩形顶管减摩注浆的模拟试验方法的流程图。下面结合图1，对本发明大断面矩形顶管减摩注浆的模拟试验方法进行说明。
如图1所示，本发明的大断面矩形顶管减摩注浆的模拟试验方法，包括如下步骤：
执行步骤S11，配置模型土及模型浆液；接着执行步骤S12；
执行步骤S12，提供试验土箱与前部管节，结合图2所示，将前部管节22置于试验土箱21内，并将模型土填入试验土箱内并利用模型土埋固前部管节22；接着执行步骤S13；
执行步骤S13，提供后部管节，结合图5和图7所示，所提供的后部管节24内设有泥水加注环241，泥水加注环241沿后部管节24的外周形成有连成一圈的注浆槽2411；接着执行步骤S14；
执行步骤S14，将后部管节24的端部与试验土箱21内的前部管节22的端部对接，并于后部管节24远离试验土箱21的一侧设置顶推机构26，利用顶推机构26顶推后部管节24以将后部管节24顶入试验土箱21内；接着执行步骤S15；
执行步骤S15，在后部管节24顶进至试验土箱21内的过程中，通过泥水加注环241向后部管节24的外侧注入模型浆液，从而实现顶管减摩注浆的模拟试验。
本发明的模拟试验方法，利用顶推机构26将后部管节24自试验土箱21的外侧向试验土箱21内推进，从而实现了模拟实际的顶管施工，在后部管节24上间隔布设有泥水加注环241，该泥水加注环241设有在后部管节24的外周形成连成一圈的注浆槽2411，该注浆槽2411能够向后部管节24的外侧以相同的压力同步的加注模型浆液，可使得模型浆液均匀的包覆于后部管节24的外周，起到较好的减摩效果。相比于现有技术中的注浆孔的点单注浆方式，能够避免对土体的冲击，避免对土体产生扰动，还可以避免注浆孔附近浆液的集中。
在本发明的一种具体实施方式中，如图7所示，所提供的后部管节24内还设有沿后部管节24环向设置的环形腔2412和设于后部管节24内侧并与环形腔2412连通的进浆通道2413；该环形腔2412的一端部与注浆槽2411连通；在注入模型浆液时，将注浆管27与进浆通道2413连通，通过进浆通道2413将模型浆液注入到环形腔2412内，所注入的模型浆液充满环形腔2412后自注浆槽2411向后部管节24的外侧注入。
具体地，进浆通道2413与环形腔2412的底部连通，该进浆通道2413自环形腔2412的底部向着后部管节24的内表面延伸设置，该进浆通道2413于后部管节24的内表面处设有进浆口，通过该进浆口与注浆管27连接，利用注浆管27向进浆通道2413内注入模型浆液。注浆槽2411与环形腔2412的端部连通，该注浆槽2411自环形腔2412的端部向着后部管节24的外表面延伸设置，该注浆槽2411于后部管节24的外表面形成环状的注浆槽口2414。如此，在进行模型浆液的注入时，通过注浆管27向进浆通道2413注入模型浆液，模型浆液自进浆通道2413加注到环形腔2412内，在该环形腔2412内注满模型浆液时，注入的模型浆液会经过注浆槽2411及注浆槽口2414一起向后部管节24的外侧注入，模型浆液通过环形腔2412在后部管节24内扩散一圈形成泥浆套，再稳定的进入到后部管节24的外侧，能够使得模型浆液更加均匀的包覆于后部管节24的外周。
进一步地，注浆槽2411的设置方向与后部管节24的端面相平行；环形腔2412的设置方向与后部管节24的端面相垂直，也即注浆槽2411与环形槽2412垂直连接，从而使得泥水加注环241呈L型。
在本发明的一种具体实施方式中，如图5和图7所示，所提供的后部管节24上间隔的设置有泥水加注环241；为每一泥水加注环241单独连接一注浆管27；在利用各注浆管27向对应的泥水加注环241内注入模型浆液时，向模型浆液中加入颜料以使得各注浆管27所注入的模型浆液具有不同的颜色，从而根据不同颜色的模型浆液获取对应的泥水加注环处的浆液扩散情况。
通过单独连接的注浆管27向对应的泥水加注环241内注入模型浆液，能够实现单独控制各泥水加注环241处的模型浆液的注入。
进一步地，所提供的后部管节24为透明结构；在注入模型浆液时，于后部管节24的内部采集模型浆液注入后部管节外侧的图像信息，以获得模型浆液的扩散路径。
较佳地，在后部管节24内设置摄像机，通过摄像机透过透明结构拍摄所注入的减摩泥浆的扩散情况。
再进一步地，前部管节22和后部管节24使用亚克力材料制作而成，该前部管节22和后部管节24呈透明状，具有***，可在管节的内部观察到管节外部的情况。借助设置在后部管节24内部的摄像机，拍摄后部管节24外部的减摩泥浆的情况，可获得减摩泥浆的扩散全过程的情况，进一步分析可获得减摩泥浆的流动特性。
在本发明的一种具体实施方式中，如图2和图3所示，在将模型土填入试验土箱21内时，对所填入的模型土进行分层压实，并于各模型土层的表面放置水平位移传感器和竖向位移传感器；
利用水平位移传感器检测对应模型土层的水平位移信息；
利用竖向位移传感器检测对应模型土层的竖向位移信息；
于模型土的上表面设置多排沉降监测点，对应各沉降监测点于试验土箱21的顶部设置地表位移传感器282；
利用地表位移传感器282检测各沉降监测点的沉降位移信息；
利用各模型土层的水平位移信息和竖向位移信息以及模型土上表面的沉降位移信息统计得出模型土的三维变化状况信息。
对模型土进行分层压实时，利用压缩量百分比来控制压实质量，采用固结快剪试验中的位移沉降百分比来控制试验土箱中模型土的沉降量。
较佳地，在模型土的上表面的沉降监测点处设置测量板283，在试验土箱21的顶部设置安装梁214，将地表位移传感器282安装固定在安装梁214上，并与对应的测量板283相对设置，利用地表面位移传感器282检测其与测量板283之间的距离信息，从而可获得模型土的表面位移变化。
进一步地，水平位移传感器、竖向位移传感器以及地表面位移传感器282均设有复数个，且均匀的间隔排列设置。这样能够得到包覆在管节外部的模型土的整体三维变化数据，基于得到的三维变化数据可以绘出模型土整体的动态变化，从而可直观的得到顶管施工对土体的影响。
较佳地，竖向位移传感器选用LVDT直线位移传感器，水平位移传感器选用MEMS固定测斜仪。
在本发明的一种具体实施方式中，如图4所示，于前部管节22靠近后部管节24的一侧安装第一土压力传感器284；在后部管节24顶进的过程中，利用第一土压力传感器284检测模型土的土体压力。
第一土压力传感器284设于前部管节22的外表面，且沿前部管节22的外周间隔布设，第一土压力传感器284与模型土相接触，在前部管节22在模型土内向前移动时，该第一土压力传感器284能够检测到土体压力，从而在后部管节24顶进的过程中，利用第一土压力传感器284实时检测土体压力，从而获得土体压力的变化。
在本发明的一种具体实施方式中，如图5所示，于后部管节24的外周安装第二土压力传感器285；在后部管节24顶进的过程中，利用第二土压力传感器285检测模型土的土体压力。
第二土压力传感器285沿后部管节24的外周间隔布设，且第二土压力传感器285设于后部管节24的外表面，在后部管节24顶进至模型土内时，该第二土压力传感器285能够检测到后部管节24处的土体压力，从而获得整个顶进过程中的土体压力变化。在加注减摩泥浆时，利用第一土压力传感器和第二土压力传感器检测浆液加注过程中土体压力的变动情况。
在本发明的一种具体实施方式中，如图2和图6所示，提供测力传感器281，利用测力传感器281连接后部管节24和前部管节22；在后部管节24顶进的过程中，利用测力传感器281检测后部管节24受到的摩擦阻力。
后部管节24在试验土箱21内均匀顶进过程中，后部管节24所受到的顶推力与模型土对后部管节24的摩擦阻力相等，也即测力传感器281检测到的即为后部管节24受到的摩擦阻力。进而在将模型浆液注入到后部管节24的外侧，模型浆液包覆于后部管节24的外周，此时测力传感器281检测到的力是模型浆液与后部管节24的摩擦阻力。
通过设置的测力传感器281可以精确的获得后部管节与模型土或者模型浆液间的摩擦阻力，为选取何种配比的模型浆液提供依据，也为顶管施工的顶推力提供参考数据。
进一步地，结合图4和图5所示，前部管节22的内侧设有第一连接板221，该第一连接板221靠近前部管节22的管口设置；在后部管节24的内侧设有第二连接板242，该第二连接板242靠近后部管节24的端部设置，该第二连接板242与第一连接板221相对应设置，结合图6所示，测力传感器281安装在第一连接板221和第二连接板242之间，并与第一连接板和第二连接板242固定连接。较佳地，第一连接板221和第二连接板242均设有四块，分别设于管节的角部处，相应的，测力传感器281也设有四个。后部管节24与前部管节22通过测力传感器281连接，如此，后部管节24受到顶推力后，该顶推力通过测力传感器281全部传递给前部管节22，这样后部管节24和前部管节22一起向前移动，使得后部管节24进入到试验土箱21内，前部管节22的前端自试验土箱21的洞口212处伸出，由于前部管节22没有将顶推力传递给其他的结构，因此在后部管节24匀速顶进时，测力传感器281检测到的顶推力全部用于抵消管节的摩擦阻力，也即摩擦阻力与顶推力相等。较佳地，测力传感器281选用上海耐创测试技术有限公司的FC-TJ01标准S型测量传感器。
如图2和图3所示，在试验土箱21的后侧设置有始发托架231，该始发托架231用于承托后部管节24，在始发托架231的后部设置有后靠架25，后靠架25与试验土箱21之间支撑连接有多根支撑梁251。后靠架25上安装有顶推机构26，该顶推机构26较佳选用电动缸，利用顶推机构26对后部管节24施加顶推力。结合图5所示，后部管节24的后端部设置有传力架243，该传力架243与电动缸的伸缩杆连接，电动缸向前伸出伸缩杆，进而通过传力架243向前推动后部管节24。
在试验土箱21的前侧设置有接收托架232，用于承托从试验土箱21前侧伸出的试验土箱21。为不影响测力传感器检测的摩擦阻力，在接收托架232的顶部设置可自由转动的滚轮，利用滚轮支撑前部管节22，这样在前部管节22向前移动时，滚轮通过转动可减小其与前部管节22间的摩擦阻力。同样地，在始发托架231的顶部也设置多个可自由转动的滚轮，利用滚轮支撑后部管节24，后部管节24在向前移动时，通过始发托架231上滚轮的滚动来减小其与后部管节24件的摩擦阻力。
试验土箱21为方形箱体，该方形箱体内部形成有容置空间211，方形箱体还具有顶部开口213，从该顶部开口213处加入模型土。方形箱体相对两侧设有洞口212，一侧的洞口212用于前部管节22的顶出，另一侧的洞口212用于后部管节24的顶进。
在本发明的一种具体实施方式中，配置模型土时，设定模型土与顶管实际施工的原型土的相似比；
利用设定的相似比及原型土的参数信息计算得到所需配置的模型土的参数信息；
依据所得到的模型土的参数信息配置得到模型土。
较佳地，根据实际情况和约束条件确定几何相似比1:20，根据相似理论第二定理和量纲分析法可以得到模型土和模型浆液的具体参数比例，下面以一具体实例进行说明。原型土的凝聚力为11kpa，基于相似比1：20，计算得到模型土的凝聚力为0.55kpa。在试验中，选用原状土、膨润土、重晶石粉、双飞粉、洗衣粉、细砂、水等材料进行配置模型土，通过反复调节上述材料的配比比例，获得满足所需参数调节的模型土。
在配置模型土时，对原状土进行含水率测量，利用含水率计算测得配置模型土中原状土所含的水的量，相应的减少配置模型土时所需要加入的水的量，如此省去烘干原状土的工序，能够加快模型土的配置效率。
在本发明的一种具体实施方式中，在配置模型浆液时，配置多组模型浆液；
对多组模型浆液分别进行模拟试验，并得到多组模型浆液对应的施工参数；
选取施工参数最佳的模型浆液作为矩形顶管减摩注浆的浆液。
具体地，配置三种模型浆液，第一种模型浆液包含钠基膨润土、CMC(羧甲基纤维素钠，carboxymethylcellulose)、纯碱和水。第二种模型浆液包含钠基膨润土、CMC(羧甲基纤维素钠，carboxymethylcellulose)、纯碱、水和HS-3。第三种模型浆液包含钠基膨润土、CMC(羧甲基纤维素钠，carboxymethylcellulose)、纯碱、水、HS-3和聚丙烯酰胺。其中的HS-3选用安吉绿盛建材有限公司生产的型号为HS-3的高性能顶管专用泥浆材料。
下面以一具体模拟试验实例为例对试验方法进行说明。
在试验时，前部管节22之上的模型土的深度根据实际施工的土体埋设来设计。在本次试验中，设定两种埋深，一种是7m—0.35m，另一种是5m—0.25m。推进速度设定两种，一种是0.5cm/min，另一种是0.3cm/min。注浆量也设定两种，一种是10L/环，另一种是15L/环。
将上述配置的三种模型浆液，在相同埋深、相同推进速度以及相同注浆量的情况下进行如下试验，以设定的推进速度将后部管节推进完成3/4进程，停机一天，等到第三天再推，以便于观察模型浆液的触变性效应。
还可以对多种不同配比比例的模型浆液进行对比试验，比如进行不同配比的模型浆液的浅埋和深埋试验对比，进行不同配比的模型浆液的高速推进和慢速推进试验对比，进行不同配比的模型浆液的低注浆量和高注浆量试验对比。
通过大量的试验数据，可以获得最佳的施工参数以及最佳的模型浆液的配比。
以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种大断面矩形顶管减摩注浆的模拟试验方法，其特征在于，包括如下步骤：
配置模型土及模型浆液；
提供试验土箱与前部管节，将所述前部管节置于所述试验土箱内，并将所述模型土填入所述试验土箱内并利用所述模型土埋固所述前部管节；
提供后部管节，所提供的后部管节内设有泥水加注环，所述泥水加注环沿所述后部管节的外周形成有连成一圈的注浆槽；
将所述后部管节的端部与所述试验土箱内的前部管节的端部对接，并于所述后部管节远离所述试验土箱的一侧设置顶推机构，利用所述顶推机构顶推所述后部管节以将所述后部管节顶入所述试验土箱内；以及
在所述后部管节顶进至所述试验土箱内的过程中，通过所述泥水加注环向所述后部管节的外侧注入所述模型浆液，从而实现顶管减摩注浆的模拟试验。
2.如权利要求1所述的大断面矩形顶管减摩注浆的模拟试验方法，其特征在于，所提供的后部管节内还设有沿所述后部管节环向设置的环形腔和设于所述后部管节内侧并与所述环形腔连通的进浆通道；
所述环形腔的一端部与所述注浆槽连通；
在注入模型浆液时，将注浆管与所述进浆通道连通，通过所述进浆通道将所述模型浆液注入到所述环形腔内，所注入的模型浆液充满所述环形腔后自所述注浆槽向所述后部管节的外侧注入。
3.如权利要求1所述的大断面矩形顶管减摩注浆的模拟试验方法，其特征在于，所提供的后部管节上间隔的设置有泥水加注环；
为每一泥水加注环单独连接一注浆管；
在利用各注浆管向对应的泥水加注环内注入模型浆液时，向所述模型浆液中加入颜料以使得各注浆管所注入的模型浆液具有不同的颜色，从而根据不同颜色的模型浆液获取对应的泥水加注环处的浆液扩散情况。
4.如权利要求3所述的大断面矩形顶管减摩注浆的模拟试验方法，其特征在于，所提供的后部管节为透明结构；
在注入模型浆液时，于所述后部管节的内部采集所述模型浆液注入所述后部管节外侧的图像信息，以获得所述模型浆液的扩散路径。
5.如权利要求1所述的大断面矩形顶管减摩注浆的模拟试验方法，其特征在于，在将所述模型土填入所述试验土箱内时，对所填入的模型土进行分层压实，并于各模型土层的表面放置水平位移传感器和竖向位移传感器；
利用所述水平位移传感器检测对应模型土层的水平位移信息；
利用所述竖向位移传感器检测对应模型土层的竖向位移信息；
于所述模型土的上表面设置多排沉降监测点，对应各沉降监测点于所述试验土箱的顶部设置地表位移传感器；
利用所述地表位移传感器检测各沉降监测点的沉降位移信息；
利用各模型土层的水平位移信息和竖向位移信息以及所述模型土上表面的沉降位移信息统计得出所述模型土的三维变化状况信息。
6.如权利要求1所述的大断面矩形顶管减摩注浆的模拟试验方法，其特征在于，于所述前部管节靠近所述后部管节的一侧安装第一土压力传感器；
在后部管节顶进的过程中，利用所述第一土压力传感器检测所述模型土的土体压力。
7.如权利要求1所述的大断面矩形顶管减摩注浆的模拟试验方法，其特征在于，于所述后部管节的外周安装第二土压力传感器；
在后部管节顶进的过程中，利用所述第二土压力传感器检测所述模型土的土体压力。
8.如权利要求1所述的大断面矩形顶管减摩注浆的模拟试验方法，其特征在于，提供测力传感器，利用所述测力传感器连接所述后部管节和所述前部管节；
在所述后部管节顶进的过程中，利用所述测力传感器检测所述后部管节受到的摩擦阻力。
9.如权利要求1所述的大断面矩形顶管减摩注浆的模拟试验方法，其特征在于，配置模型土时，设定模型土与顶管实际施工的原型土的相似比；
利用设定的相似比及所述原型土的参数信息计算得到所需配置的模型土的参数信息；
依据所得到的模型土的参数信息配置得到模型土。
10.如权利要求1所述的大断面矩形顶管减摩注浆的模拟试验方法，其特征在于，在配置模型浆液时，配置多组模型浆液；
对多组模型浆液分别进行模拟试验，并得到多组模型浆液对应的施工参数；
选取施工参数最佳的模型浆液作为矩形顶管减摩注浆的浆液。
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