[實用新型]一種隧道挖掘模擬裝置

有效

• 申請號: 201520312136.6
• 申請日: 2015-05-15
• 公開（公告）號: CN204650895U
• 公開（公告）日: 2015-09-16
• 發明（設計）人: 杜宇;陳立立
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: G09B25/02
• 分類號: G09B25/02
• 代理公司: 鄭州天陽專利事務所(普通合伙) 41113
• 代理人: 童冠章

技術領域

本實用新型涉及3D相似模擬實驗裝置，特別是一種隧道挖掘模擬裝置。

背景技術

目前，我國各大院校普遍使用3D模擬實驗為各種隧道以及井巷的挖掘做指導，而這些3D模擬實驗在模擬隧道以及巷道的挖掘現在有兩種常見的辦法，水壓法和電溶法。水壓法是在沿要挖掘的隧道鋪設水袋，上面鋪設選定好的各種模擬地質條件的物質，通過降低水壓模擬隧道的挖掘過程；電溶法是在沿要挖掘的隧道鋪設中間含電阻絲的蠟，上面鋪設選定好的各種模擬地質條件的物質，通過通電溶解蠟質模擬隧道的挖掘過程。這兩種方法都有明顯的缺陷，首先是材質硬度不夠，隧道未挖掘就已經變形嚴重，二是模擬隧道挖掘后都會留下殘留物質，對隧道產生一定的影響，最終影響實驗數據，三是不管水壓發還是電溶法，它們模擬隧道挖掘的過程是成段的，而現實中這樣的事情斷然不可能發生，這樣就給相似模擬實驗的結果帶來了一定的扭曲，在應用到指導現場項目時偏差再被放大，可能會使項目結果不太理想。因此，其改進和創新勢在必行。

發明內容

針對上述情況，為克服現有技術之缺陷，本實用新型之目的就是提供一種隧道挖掘模擬裝置，可有效解決模擬隧道挖掘實驗裝置易變形、過程不連續、偏差較大的問題。

本實用新型解決的技術方案是，一種隧道挖掘模擬裝置，包括實驗臺體、相似模擬材料和聲波檢測儀，實驗臺體上沿預設的隧道位置鋪設有食用硬質材料制成的模擬隧道挖掘主體，模擬隧道挖掘主體的外部鋪設有模擬地質條件設置的相似模擬材料，相似模擬材料上設置有聲波檢測儀，模擬隧道挖掘主體的進口端設置有流速通道，流速通道與設置在實驗臺體上的培養室相連，流速通道內設置有將模擬隧道挖掘主體和培養室分隔開的截流體，截流體上設置有可調節大小或數量的通道開關。

本實用新型結構新穎獨特，簡單合理，易生產，成本低，解決了傳統3D相似模擬中隧道部位材質硬度低，模擬隧道挖掘過程不連續而引起的數據偏差問題，能夠為現場項目起到更好的指導效果，是道挖掘模擬實驗裝置上的創新。

附圖說明

圖1為本實用新型的俯視圖。

圖2為本實用新型截流體結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式作進一步詳細說明。

由圖1-2給出，本實用新型包括實驗臺體、相似模擬材料和聲波檢測儀，實驗臺體1上沿預設的隧道位置鋪設有食用硬質材料制成的模擬隧道挖掘主體5，模擬隧道挖掘主體5的外部鋪設有模擬地質條件設置的相似模擬材料6，相似模擬材料6上設置有聲波檢測儀4，模擬隧道挖掘主體5的進口端設置有流速通道2，流速通道2與設置在實驗臺體1上的培養室3相連，流速通道2內設置有將模擬隧道挖掘主體和培養室分隔開的截流體7，截流體7上設置有可調節大小或數量的通道開關。

為保證使用效果，所述的截流體7為與流速通道2內腔截面相等的平板結構，平板的下部設置有多個流道孔7a，流道孔7a處經合頁設置有開、合的密封結構，構成通道開關；所述的模擬隧道挖掘主體5的進口端面與相似模擬材料6的端面齊平。

本實用新型使用時，首先在實驗臺體1上布置培養室3并安裝與其相連通的流速通道2，然后在實驗臺體上沿著預設的隧道位置鋪設食用硬質材料制成的模擬隧道挖掘主體5，模擬隧道挖掘主體5外部繼續按普通相似模擬實驗的要求，按需要鋪設選定好的各種模擬地質條件的相似模擬材料6，鋪設完畢后，在培養室中放入能夠啃食食用硬質材料的生物（如螞蟻），然后實驗開始，將截流體7上的通道開關打開，培養室中的生物沿著流速通道到了可食用硬性材質前啃食并搬運，這時可以按相似模擬聲波檢測儀4反饋的信息控制流速通道的開口大小或數量，實現隧道挖掘的速度控制，最后通過相似模擬聲波檢測儀的數據得出結果，與現有技術相比，本實用新型模擬隧道材質硬度足夠高，更貼近于現實，不會變形；隧道挖掘模擬過程速度均勻，可控，與現實中的隧道挖掘相似度極高，使實驗數據結果更加真實可靠，并且結構新穎獨特，簡單合理，易生產，成本低，解決了傳統3D相似模擬中隧道部位材質硬度低，模擬隧道挖掘過程不連續而引起的數據偏差問題，能夠為現場項目起到更好的指導效果，是道挖掘模擬實驗裝置上的創新，有良好的社會和經濟效益。

申請人要指出的是，本申請上述指出的僅僅是一種實施例，并不是用于限制本申請的保護范圍，凡是用等同或等同替代手段所做出與本申請技術方案本質上相同的技術方案均屬于本申請的保護范圍。