[實用新型]用于盾構隧道開挖面滲流破壞模型試驗的剛性支護面裝置

有效

• 申請號: 201520042327.5
• 申請日: 2015-01-21
• 公開（公告）號: CN204422499U
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發明（設計）人: 呂璽琳;李馮締;黃茂松
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 蔣亮珠

技術領域

本實用新型涉及用于巖土工程模型試驗分析隧道開挖面滲流狀態下失穩破壞的支護面裝置，尤其是能模擬滲流的發生。

背景技術

目前，公知的用于分析開挖面穩定性的隧道支護面有兩種，一種是用合金制造的剛性支護面，另一種是用橡膠囊制作的柔性支護面。這兩種支護形式都可以在模型試驗中模擬隧道失穩的破壞過程，但是由于剛性支護面或者柔性支護面都是不透水的，只能模擬不排水條件下隧道開挖面前方土體失穩的過程。導致模型試驗時無法考慮滲流對土體失穩的影響，造成模型試驗情況的局限性。

發明內容

本實用新型的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種不僅能用于模擬不排水情況下的隧道開挖面穩定性分析模型試驗，而且能控制支護面是否排水來模擬排水情況下的隧道開挖面穩定性分析模型試驗的用于盾構隧道開挖面滲流破壞模型試驗的剛性支護面裝置。

本實用新型的目的可以通過以下技術方案來實現：用于盾構隧道開挖面滲流破壞模型試驗的剛性支護面裝置，包括剛性支護面，其特征在于，所述的剛性支護面上設有一層透水層，并在剛性支護面上設有排水通道，該排水通道通過排水管連接集水囊，所述的排水管上設有電磁閥。通過電磁閥控制排水通道的開啟與關閉，當排水通道開啟時支護面處于滲流狀態，當排水通道關閉時支護面處于不排水狀態。由于試驗時模型箱空間有限，排水通道后要接集水囊來收集排處的水分。

所述的透水層嵌入在剛性支護面內。

所述的透水層通過連接螺栓固定在剛性支護面上，并在透水層與剛性支護面之間設有橡膠密封條。

所述的橡膠密封條設置在透水層與剛性支護面接觸的邊緣處，并在中間形成排水用的空隙。

所述的透水層為透水石。

所述的排水通道設置在剛性支護面底部。

與現有技術相比，本實用新型不僅可以用于分析非滲流狀態下隧道開挖面穩定性的模型試驗，也可以用于考慮滲流和土體重度共同作用下的隧道開挖面穩定的模型試驗。且結構簡單，非常易于加工。

附圖說明

圖1是本實用新型的基本原理圖；

圖2是支護面的平面構造圖；

圖3為支護面的側視圖；

圖4是圖2的I--I剖視圖；

圖5是圖3的Ⅱ--Ⅱ剖視圖；

圖中1.剛性支護面，2.透水石，3.排水管，4.電磁閥，5.集水囊，6.電磁閥，7.橡膠密封條，8.連接螺栓，9.空隙，10.排水管連接孔，11.螺栓孔。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。

實施例1

如圖1所示，用于盾構隧道開挖面滲流破壞模型試驗的剛性支護面裝置，包括剛性支護面1，所述的剛性支護面1上設有一層透水層，透水層為透水石2，透水石2嵌入在剛性支護面1內。并在剛性支護面1上設有排水通道，該排水通道通過排水管3連接集水囊5，所述的排水管3上設有電磁閥4。通過電磁閥控制開關6連接電磁閥4，控制排水通道的開啟與關閉，當排水通道開啟時剛性支護面1處于滲流狀態，當排水通道關閉時剛性支護面1處于不排水狀態。由于試驗時模型箱空間有限，排水通道后要接集水囊來收集排處的水分。通常排水管3的直徑要根據水流量計算結果確定，最好取流量的1－2倍。

實施例2

如圖2～4所示，用于盾構隧道開挖面滲流破壞模型試驗的剛性支護面裝置，包括剛性支護面1，所述的剛性支護面1上設有一層透水層，透水層為透水石2，透水石2通過連接螺栓8固定在剛性支護面1上(如圖3所示的剛性支護面1上設有螺栓孔11用于與連接螺栓8連接)，并在透水石2與剛性支護面1之間設有橡膠密封條7。所述的橡膠密封條7設置在透水石2與剛性支護面1接觸的邊緣處，并在中間形成排水用的空隙9。在剛性支護面1底部上設有排水通道(如圖3所示的排水管連接孔10)，該排水通道通過排水管3連接集水囊，所述的排水管3上設有電磁閥4。通過電磁閥4控制排水通道的開啟與關閉，當電磁閥控制開關6開啟時，此時排水管3排水，進而控制剛性支護面1的排水。當電磁閥控制開關6關閉時，此時排水管3不排水，進而控制剛性支護面1不排水。與此同時，可通過控制系統來控制剛性支護面1的移動，從而實現研究水土耦合狀態下對隧道開挖面土體穩定影響的試驗。