[發(fā)明專利]一種高地應(yīng)力軟巖隧道室內(nèi)模型試驗設(shè)備及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710560662.8
• 申請日: 2017-07-11
• 公開（公告）號: CN107192602A
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳志敏;任益;付金庸;馮亞松;薛智文;劉德學
• 申請（專利權(quán)）人: 蘭州交通大學
• 主分類號: G01N3/00
• 分類號: G01N3/00;G01N3/08;G01N3/10;G01N3/06
• 代理公司: 北京超凡志成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11371
• 代理人: 吳嘯寰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及隧道試驗設(shè)備領(lǐng)域，具體而言，涉及一種高地應(yīng)力軟巖隧道室內(nèi)模型試驗設(shè)備及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

高地應(yīng)力軟巖隧道室內(nèi)模型試驗設(shè)備是物理模型試驗的另外一項重要內(nèi)容。地下工程問題中常遇到具有各種分布特征的初始地應(yīng)力，良好的模型試驗臺架要求能夠通過簡單的操作就可以模擬出這些特征，滿足試驗后續(xù)步驟的開展及結(jié)果測量的需要。現(xiàn)有的模擬設(shè)備結(jié)構(gòu)相對比較復(fù)雜，且不便操作、增加了試驗難度。

發(fā)明內(nèi)容

在本發(fā)明的第一方面，提供了一種高地應(yīng)力軟巖隧道室內(nèi)模型試驗設(shè)備，以用于研究高地應(yīng)力地區(qū)隧道施工中圍巖變形特征。

在本發(fā)明的第二方面，提供了一種高地應(yīng)力軟巖隧道室內(nèi)模型試驗系統(tǒng)，以滿足高地應(yīng)力環(huán)境的模擬需求，且其具有加載靈活、狀態(tài)穩(wěn)定的優(yōu)點。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：

一種高地應(yīng)力軟巖隧道室內(nèi)模型試驗設(shè)備，其用于模擬隧道開挖過程中巖體的圍巖區(qū)域所受作用力下的變形特征。高地應(yīng)力軟巖隧道室內(nèi)模型試驗設(shè)備包括：

被配置為固定巖體的試驗臺架，試驗臺架設(shè)置有容納空間，容納空間被配置為容納巖體.

加載工具，加載工具被配置為提供加載于巖體的作用力.

測量工具，測量工具包括相互匹配的測量儀和數(shù)據(jù)處理儀，測量儀被配置為測量巖體的圍巖區(qū)域的應(yīng)力、應(yīng)變中的一種或兩種，數(shù)據(jù)處理儀包括接受并存儲測量儀反饋的測量數(shù)據(jù)的存儲裝置。

在較佳的一個示例中，試驗臺架為框架結(jié)構(gòu)。

在較佳的一個示例中，試驗臺架由鋼材制作而成。

在較佳的一個示例中，鋼材為角鋼。

在較佳的一個示例中，加載工具包括加載組件，加載組件包括相互匹配的拉桿和加載螺栓，拉桿被配置為穿設(shè)巖體相對的兩側(cè)面、且拉桿的兩端伸出巖體外分別與一個加載螺栓匹配連接。

在較佳的一個示例中，加載工具包括三個加載組件，三個加載組件呈三維正交布置。

在較佳的一個示例中，每個加載組件中的拉桿數(shù)量為四根、且以矩形的方式布置。

在較佳的一個示例中，測量儀還包括連接于位于巖體內(nèi)的拉桿的部分的應(yīng)變測量傳感器。

在較佳的一個示例中，測量儀還包括測量巖體內(nèi)的應(yīng)力的壓力測量傳感器，壓力測量傳感器被配置為設(shè)置在巖體內(nèi)的目標測量點。

一種高地應(yīng)力軟巖隧道室內(nèi)模型試驗系統(tǒng)，包括前述的高地應(yīng)力軟巖隧道室內(nèi)模型試驗設(shè)備。

上述方案的有益效果：本發(fā)明提供的一種高地應(yīng)力軟巖隧道室內(nèi)高地應(yīng)力軟巖隧道室內(nèi)模型試驗設(shè)備及系統(tǒng)采用相似原理并結(jié)合實際的工程特點，可以模擬實際的隧道開挖過程中巖體在作用力下發(fā)生的應(yīng)力、應(yīng)變中的一種或兩種特性，從而為隧道開挖工程提供數(shù)據(jù)支持，提高隧道開挖的效率和安全性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實施例，因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1示出了本發(fā)明實施例提供的高地應(yīng)力軟巖隧道室內(nèi)模型試驗設(shè)備中的試驗臺架的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2示出了本發(fā)明實施例提供的高地應(yīng)力軟巖隧道室內(nèi)模型試驗設(shè)備中的應(yīng)變塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3示出了本發(fā)明實施例提供的高地應(yīng)力軟巖隧道室內(nèi)模型試驗設(shè)備中的設(shè)置有墊板的加載螺栓的配合結(jié)構(gòu)的第一視角示意圖；

圖4示出了本發(fā)明實施例提供的高地應(yīng)力軟巖隧道室內(nèi)模型試驗設(shè)備中的設(shè)置有墊板的加載螺栓的配合結(jié)構(gòu)的第二視角示意圖；

圖5示出了本發(fā)明實施例提供的高地應(yīng)力軟巖隧道室內(nèi)模型試驗設(shè)備中的位移測量裝置與鐵絲網(wǎng)的配合結(jié)構(gòu)示意圖。

圖標：100-試驗臺架；101-角鋼；102-容納空間；200-應(yīng)變塊；202-應(yīng)變片；201-尼龍塊；300-墊板；303-通孔；108-第一疊區(qū)；301-螺母；302-第一端；501-襯砌；502-鋁管。

具體實施方式