[發明專利]一種用于模型地質體內的模擬滲流生成的裝置

有效

• 申請號: 201710414750.7
• 申請日: 2017-06-05
• 公開（公告）號: CN107290261B
• 公開（公告）日: 2020-02-11
• 發明（設計）人: 邱道宏;王琳;李術才;薛翊國;蘇茂鑫
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08;G01N33/24
• 代理公司: 37221 濟南圣達知識產權代理有限公司
• 代理人: 張勇

本發明公開了一種用于模型地質體內的模擬滲流生成的裝置，包括模型箱體，所述模型箱體中部設置有模擬隧道，所述模型箱體兩側分別設置有一套供水管路系統，所述供水管路系統連接有自動加壓裝置，以提供不同壓力的模擬滲流；供水管路系統包括嵌入模型箱體內的多級分支管，將供水管路系統內進入的水進行分流，最后一級的分支管上設有滲水孔，實現滲流效應。本發明通過多級分支管，將供水壓力進行分散，能夠更好的進行滲流的模擬，保證模擬效果。

技術領域

本發明涉及一種用于模型地質體內的模擬滲流生成的裝置。

背景技術

天然地質體內賦存有大量的空隙水、節理裂隙水，地下工程的開挖施工，改變了原巖的初始應力場和滲流場，并引起巖體的力學與變形特性發生改變。三維地質力學模型試驗作為研究地下工程的重要手段之一，能夠直觀、形象地反映開挖過程中巖體的力學與變形規律，這一研究手段和方法與數值仿真計算、現場原位監測相互補充驗證，對準確預測和判定復雜地質條件下巖體的力學與變形規律，優化巖體開挖技術工藝和地下工程支護技術方案等具有重要參考價值和意義。長期以來，三維地質力學模型試驗中的滲流生成及滲流場真實性模擬一直是影響模型試驗數據精確度的關鍵技術之一。申請人發明的滲流生成的裝置系統，最大限度實現了原型滲流場的真實模擬，提高了試驗數據的精度，推動了三維地質力學模型試驗技術的進步。

地下工程或巖質隧道開挖，地應力釋放，原始地應力改變，圍巖應力重分布，并且造成圍巖地質結構發生改變，引起圍巖應力場、滲流場發生改變，兩者的耦合作用進一步惡化了圍巖質量，加劇了圍巖的變形，圍巖節理裂隙的延展、貫通既增大了二襯支護結構的巖體壓力，又使高滲透水壓直接作用于二襯外表面，襯砌外水壓力加大，對支護結構的穩定差生不利影響。研究高滲透水力特性及其在開挖巖體內的運動規律對巖體的開挖支護、防突水、巖塊塌落等均具有重要意義。

地質力學模型試驗能夠準確給出地下水對巖體結構面、二襯結構的作用效應，對反饋修正巖體參數提供支撐。

發明內容

本發明為了解決上述問題，提出了一種用于模型地質體內的模擬滲流生成的裝置，本發明克服了模型試驗中既有滲流模擬技術的不足，具有結構簡單、制作安裝簡易，材料成本低的優點。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種用于模型地質體內的模擬滲流生成的裝置，包括模型箱體，所述模型箱體中部設置有模擬隧道，所述模型箱體兩側分別設置有一套供水管路系統，所述供水管路系統連接有自動加壓裝置，以提供不同壓力的模擬滲流；

所述供水管路系統包括嵌入模型箱體內的多級分支管，將供水管路系統內進入的水進行分流，最后一級的分支管上設有滲水孔，實現滲流效應。

所述供水管路系統包括兩個供水箱，且兩個供水箱設置高度不同，內部的水的相對壓差不同。

所述供水管路系統至少包括一級分支管、二級分支管和三級分支管，所述一級分支管有兩個，分別連通不同的供水箱，所述一級分支管上均設置有多個二級分支管，所述二級分支管的末端設置有延伸入模型箱體內的三級分支管。

進一步的，所述三級分支管上設置有多個滲水孔。

進一步的，所述三級分支管纏繞有麻絲，防止模型材料花管壁上的滲水孔堵塞。

進一步的，所述一級分支管上設置有多個四通管，以延伸連接不同的二級分支管，使得供水方向改變。

進一步的，所述二級分支管的結構一致，以保證供水分散的均勻性。

進一步的，所述供水箱設置有自動加壓裝置，且供水箱內設置有壓力表，以實時調節供水壓力。

進一步的，所述滲水孔成矩陣式均勻分布，以維持滲流的穩定和均勻性。

進一步的，所述三級分支管具有一弧度，使得供水方向從平行于模型箱體側面方向改變為垂直方向。