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管片加载试验液压系统包括块间、环间接头力学性能、足尺单环加载、足尺三环加载试验三部分，针对单层衬砌深隧内外高压反复作用、超深覆土下隧道结构-土体耦合作用等关键难题，结合多种工况验证管片结构设计安全性，研究了管片结构的施工和地层适应性以及极限破坏特征，并重点增加了蓄排水反复加载循环试验。
管片加载试验液压系统采用45个加载点位拉、压组合加载方式，实现了荷载分布与设计模型一致的轴对称分布，隧道纵向采用15个加载点模拟盾构推力和环间预应力。监测液压系统共埋设测量元件1040个，采用三维激光扫描仪全面监测管片结构的位移、变形，获取的数据量是传统位移计的数万倍；采用双目DIC数字照相技术等无接触测试手段实时监测裂缝开展。鉴于地层抗力对于有内压隧道的作用要远高于普通隧道衬砌，本次试验除了传统的荷载-结构模型之外，还首次研发了模拟“土弹簧”的自适应地层抗力加载系统，可以实现不同抗力系数地层结构模型的验证。