[實用新型]隧道施工過程模擬試驗裝置

有效

• 申請號: 201220431074.7
• 申請日: 2012-08-28
• 公開（公告）號: CN202837002U
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 王哲;王哲;周陽敏;陳曉慶;雍思明;施維;王昊;陳醒
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;王利強

技術領域

本實用新型涉及一種隧道模型試驗裝置，尤其是一種隧道施工過程模擬試驗裝置。

背景技術

目前，公知的隧道模型試驗中，模擬實際開挖的方式都是用人工的方式用工具按設計好的一定的幾何邊界去掏挖土體，邊挖邊把土體排出，但是這種方式往往造成開挖周邊土體的坍塌，導致開挖邊界不能達到預先設定好的幾何邊界，最終往往導致支護施加后，支護與土體之間有一定的空隙，使支護的受力不均勻，測試結果變得不可靠。支護埋設時間上，有的模型試驗支護的施加時間是待土體全部挖完之后施加，有些模型試驗是在開挖之前直接將支護預先埋設好，這些方法與實際工程中的邊挖邊支護的理論不符合。另一方面，現有的模型試驗中因為操作上的原因，基本忽略了初期支護的作用，直接加上二次支護，這與實際工程中采用的新奧法原理與隧道設計思想相違背。這些弊病會導致實驗數據的不準確性與缺乏科學性。

發明內容

為了克服已有隧道模型試驗方式的操作麻煩、準確性較差的不足，本實用新型提供一種操作方便、準確性良好的隧道施工過程模擬試驗裝置。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種隧道施工過程模擬試驗裝置，所述試驗裝置包括實心木模和用以填筑土體的模型箱，所述實心木模的外圍設置有機玻璃，所述實心木模與所述有機玻璃之間的空隙內設有石膏層，在端面上所述實心木模與所述有機玻璃通過鐵皮連接形成組合體，所述鐵皮上設置有用以將所述實心木模拉出的拉環，所述組合體位于所述模型箱內腔的中部。

進一步，所述模型箱的頂部安裝頂蓋，所述頂蓋上設有進出氣口，所述模型箱的內腔上部設有氣壓囊，所述氣壓囊上設有進出氣管，所述進出氣管穿過所述進出氣口。

本實用新型的有益效果主要表現在：可以有效的模擬隧道施工的工程，是隧道模型試驗更加符合實際工程中的支護受力和圍巖變化。從而是模型試驗更加符合科學性和具有可操作性。

附圖說明

圖1是隧道施工過程模擬試驗的縱剖面構造圖。

圖2是隧道施工過程模擬試驗裝置的試驗過程縱剖面圖。

圖3是隧道施工過程模擬試驗裝置的端面視圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步描述。

參照圖1～圖3，一種隧道施工過程模擬試驗裝置，所述試驗裝置包括實心木模6和用以填筑土體的模型箱5，所述實心木模6的外圍設置有機玻璃7，所述實心木模6與所述有機玻璃7之間的空隙內設有石膏層8，在端面上所述實心木模6與所述有機玻璃7通過鐵皮9連接形成組合體，所述鐵皮9上設置有用以將所述實心木模拉出的拉環10，所述組合體位于所述模型箱5內腔的中部。

進一步，所述模型箱5的頂部安裝頂蓋1，所述頂蓋1上設有進出氣口3，所述模型箱的內腔上部設有氣壓囊4，所述氣壓囊4上設有進出氣管2，所述進出氣管2穿過所述進出氣口3。

本實施例中，隧道施工過程模擬試驗方法，其過程為：實驗開始前事先將實心木模6與有機玻璃7用鐵皮9連接中間留有設定空隙，所述空隙內灌注石膏8，連接鐵皮9上設置有一拉環10。先在模型箱5四周側壁涂上潤滑油，以便消除填土體于模型箱之間的摩擦作用，減少邊界效應。然后填筑隧道模型下方土體12并進行壓實，壓實以后在如圖中所示位置放置開始時制作好的實心木模6與有機玻璃7的組合體。在組合體與土體12連接部分涂上潤滑劑及塑料薄膜。然后再壓實隧道模型側邊及上部土體2。然后拉動拉環10，使的組合體脫出模型箱5，組合體空隙內的石膏8則與組合體脫離與土體12接觸，用來模擬隧道開挖與初次支護施加的過程。然后推入二次支護模擬材料11，來模擬二次支護施加的過程。

本實施例中，在上部土體上放置氣壓囊4加上頂蓋1、進出氣管2，所述頂蓋1上設置進出氣口3，實驗開始時先進行壓縮空氣，通過氣壓囊進行加荷從而模擬原始的圍巖應力場。

本實施例中，木模子向后撥出與石膏層施加基本同步，可以使周圍土體按照設計的邊界開挖，石膏層即初期支護層可以和圍巖均勻接觸。很好的解決了現在模型試驗中支護施加的時間不符合實際，和因為人工掏挖導致邊界不均勻，而使支護施加困難，施加過程不符合實際，支護施加不均勻的困難，可以使模型試驗更加準確，更加反映實際情況。