（文/单玉玺）年华流转，岁月如歌；弘文励教，桃李芬芳。为贯彻落实“培养应用型人才、成就城市未来”的办学理念，我院将陆续推出学生版“庆国庆、迎校庆、展风采”系列科技文化活动，以科技文化之舞台让青春激扬，为时代喝彩，给腾飞筑梦。

土木建筑工程学院科技文化系列活动之二

关于地下工程建筑模型设计竞赛的通知

一、参赛对象

城地系2022-2024级学生。

二、活动时间

比赛动员：9月28日。

赛题说明会：9月30日。

初赛时间：10月8日，比赛内容为结构制作。

决赛时间：10月16日，比赛内容为结构制作和加载。

三、参赛要求

1、每支参赛队伍不得超过 3 人（每名参赛选手只能参加 1 支参赛队伍），须设队长 1 名、指导教师 1 名。参赛队伍的队员名单一经确定，不得更改。

2、每支参赛队伍只能提交 1 份作品

四、竞赛内容

1、两节沉井结构模型现场制作；

2、两节沉井结构模型现场加载。

五、支护模型制作

1、模型制作材料

（1）白卡纸，规格：250g/m2，尺寸：787mm×1092mm；

（2）白乳胶，品牌：得力牌白乳胶（净含量 120ml）。

注：参赛代表队不得使用除组委会提供以外的其它任何材料制作双联拱隧道支护模型，否 则将直接取消参赛资格。

2、模型制作工具

（1）参赛代表队自备：美工刀、丁字尺；

（2）承办方提供：为每个参赛代表队提供制作图板一张（尺寸为 1.2m×0.8m）。

3、加载工具

（1）加载板一个，尺寸为 790mm×590mm×7mm，材料为 45 号钢，约 26kg。

（2）加载砝码标准为 5kg 和 10kg 两种。

4. 模型制作要求

（1）所有支护结构全部用白卡纸制作；

（2）各构件之间的连接均采用指定白乳胶；

（3）白卡纸与模型箱之间禁止采用任何形式的连接措施。

六、模型装置

1. 加载箱设计

模型箱本次比赛模型箱尺寸为700mm×700mm×700mm，侧板及底板均采用亚克力板，厚15mm。

2. 加载箱模型尺寸

两节沉井结构模型内部圆形净空≥250mm，外部圆形尺寸限制≤400mm，结构的总高度400mm≤hw≤430mm（如图1所示），模型为四周封闭结构，形式不限，由上下两节构成，每节长度大于200mm（误差为±15mm），其中结构内部空间需满足净空限界内径大于等于250mm的要求，净空限界的误差为±5mm，同时可根据需要考虑内部支撑设计，但不得侵入净空限界。以下各图仅为说明尺寸要求，不代表结构形式。

图1 沉井尺寸（mm）

     图2 加载板大小（mm）     图3 用于量测净空的圆柱体（mm）

3. 加载与测量装置

（1）本次比赛现场加载过程中，采用圆饼形砝码加载，砝码重量分别为 5kg和 10kg两种，每组提供砝码总重不超过200kg（不含加载板重）。

（2）竖向位移测试装置采用江苏东华测试技术股份有限公司生产的 5G203 型拉线位移传感器。

七、现场比赛

（1）模型制作

参赛者须在300分钟内使用由承办方提供的材料（模型制作工具自备）完成模型制作，模型制作耗时得分详见评分标准，超过330分钟将被取消参赛资格。制作完工后，参赛代表队队员举手示意工作人员记录制作时间，参赛代表队队长确认时间后签字，清除多余材料。模型制作完成后，作品放置在制作平台板上，按抽签顺序等待进行模型施工模拟及加载。

（2）专家评审

由评审专家组对制作完成后的整体模型进行评审，经评审组检查不合格（如模型不封闭、模型未分节等重大失误）的模型需改正或重做，重做时间也被计入模型制作耗时。对符合比赛资格的整体模型进行称重，所得质量即为模型材料用量，由参赛代表队队长确认后签字。

（3）施工模拟

各参赛代表队按比赛前抽取的出场顺序，自行在模型箱中填满标准砂（要确定参赛队自行填砂，规定时间为：10min），之后模型置于模型箱标准砂上方，保证模型外层和亚克力板垂直距离大于150mm。采用组委会提供的挖砂工具进行挖砂作业，同时人工控制模型的沉降速度，直至模型底部完全沉到模型箱底部。施工模拟过程中，模型下沉到底部之前不可接触模型外侧砂子。整个施工模拟时间不得超过60min，超过60min将被取消参赛资格。模拟过程如下：

将标准砂填满模型箱，可以分层填埋并进行适当压实，压实工具允不允许自带；

将第一节模型放置于模型箱标准砂上方，保证模型外层各点和亚克力板垂直距离大于150mm。采用组委会提供的挖砂工具进行挖砂作业，并适时连接第二节模型（需在第一节下沉至少50%以上方可连接第二节），同时利用挖砂速度和节奏控制模型的沉降速度，直至模型底部完全接触模型箱底部。施工模拟过程中，模型下沉到底部之前不可接触模型外侧砂子，挖出的砂子置于模型箱外部，不得在模型箱内进行填补作业；

模型下沉完毕的判断：模型下沉完毕后，沉井内的模型箱底部需确保直径超过150mm的圆，圆内部无砂子（否则视为下沉施工失败），圆外部沉井模型内部砂子高度x应低于15mm，否则施工操作阶段操作扣分。

模型下沉到底部后，将模型外部砂子抹平，之后加上加载板，测量沉井施工砂土沉降量，如加载板任一点到模型箱顶的垂直距离（即沉降量）大于20mm，则比赛成绩不合格；

进行模型内径净空检查。如净空检查无法通过则成绩不合格。净空检查合格后，放置模型内部位移计和加载板百分表。内部位移计为十字放置4个方向，位移计探头需避开模型杆件并和模型侧壁纸张直接接触且有初始读数。

模型内部位移计等量测设备安装完毕后，静置1min，对量测设备进行清零；

在加载板上利用砝码进行逐级加载，总共进行三级加载，累计最大加载质量（不含加载板质量）为100kg。加载前各参赛代表队自行确定各级加载的砝码质量，并由代表队队长报出。一旦报出各级加载质量后不得更改，并按要求进行加载。若加载失败则保留上一级加载质量为最终成绩；

加载过程中，安放砝码结束后由参赛代表队队长举手示意，裁判开始计时。第一、二级荷载加载后，荷载持续作用时间为60s。计时过程中参赛选手不得以任何形式接触模型和已加载的砝码。60s后读取4个位移计的读数并记录，取2个读数间最大值作为该级荷载下的变形值；

第三级荷载加载后，荷载持续作用时间为2min，随后读取4个位移计的读数并记录，取4个读数间的最大值作为最终变形值；

① 在整个加载过程中，发生以下情形之一者，视为加载失败，结束比赛：

②模型结构发生破坏而不能继续承担荷载；

③如果在加载过程中的任何时刻，加载板沉降达到20mm、模型内部位移计最大变形值超过20mm；

④如果由于操作失误等原因造成没能完成整体的加载过程。