[發明專利]一種凍土隧道洞口邊坡穩定性模擬系統及使用方法

在審

• 申請號: 201711085875.6
• 申請日: 2017-11-07
• 公開（公告）號: CN107907358A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 張軍偉;黃玲;李雪
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00;G01N33/24
• 代理公司: 四川力久律師事務所51221
• 代理人: 韓洋,楊正輝

1.一種凍土隧道洞口邊坡穩定性模擬系統，其特征在于，包括模型系統、邊坡調溫系統、測量系統和數據處理裝置，其中：

所述模型系統包括用于盛裝凍土試樣的模型箱和設于箱內的隧道模型，所述模型箱能夠成型隧道洞口邊坡造型；

所述邊坡調溫系統設于隧道洞口邊坡上，能夠用于對模型箱內的凍土試樣進行溫度調節；

所述測量系統包括溫度檢測裝置和位移檢測裝置，分別用于測量凍土試樣的溫度和隧道洞口邊坡位移變化；

所述數據處理裝置與所述測量系統相連，用于對測量系統反饋的數據進行儲存和分析。

2.根據權利要求1所述的凍土隧道洞口邊坡穩定性模擬系統，其特征在于，所述模型箱呈中空長方體結構，所述模型箱的兩個相對的側面分別連有傾斜布置的側板，所述側板上設有用于安裝隧道模型的通孔，所述側板為伸縮式結構。

3.根據權利要求2所述的凍土隧道洞口邊坡穩定性模擬系統，其特征在于，所述側板與模型箱底部鉸接相連。

4.根據權利要求3所述的凍土隧道洞口邊坡穩定性模擬系統，其特征在于，所述模型箱上設有用于標識側板傾斜角度的刻度尺。

5.根據權利要求1所述的凍土隧道洞口邊坡穩定性模擬系統，其特征在于，所述邊坡調溫系統包括設于隧道洞口邊坡下部的碎石護坡和多根傳熱棒，所述傳熱棒穿過碎石護坡后插于凍土試樣內。

6.根據權利要求5所述的凍土隧道洞口邊坡穩定性模擬系統，其特征在于，所述邊坡調溫系統還包括設于隧道洞口邊坡上部的隔熱保溫材料和通風管，所述通風管穿過隔熱保溫材料后插于凍土試樣內。

7.根據權利要求6所述的凍土隧道洞口邊坡穩定性模擬系統，其特征在于，所述模型箱頂部還設有遮陽板，所述遮陽板采用滌綸材料制成，其上側涂有防水層。

8.根據權利要求5-7之一所述的凍土隧道洞口邊坡穩定性模擬系統，其特征在于，所述碎石護坡的厚度為1.0～1.5米。

9.根據權利要求8所述的凍土隧道洞口邊坡穩定性模擬系統，其特征在于，向陽面的碎石護坡厚度大于背陰面的碎石護坡厚度。

10.根據權利要求5-7之一所述的凍土隧道洞口邊坡穩定性模擬系統，其特征在于，所述傳熱棒內設有導熱介質。

11.根據權利要求6或7所述的凍土隧道洞口邊坡穩定性模擬系統，其特征在于，所述通風管的管口設有自動風門，所述自動風門能根據外界溫度情況自動開啟或關閉。

12.根據權利要求1所述的凍土隧道洞口邊坡穩定性模擬系統，其特征在于，所述溫度檢測裝置為設于模型箱內側的溫度傳感器，所述位移檢測裝置為設于隧道洞口邊坡的位移計。

13.一種如權利要求1-12任一所述的凍土隧道洞口邊坡穩定性模擬系統使用方法，其特征在于，包括以下步驟：

a、制備凍土試樣；

b、調整模型箱兩邊的側板傾斜角度；

c、向模型箱內填入凍土試樣并成型隧道洞口邊坡；

d、在隧道洞口邊坡下部堆填碎石護坡并插入傳熱棒；

e、在隧道洞口邊坡上部埋設通風管并鋪設隔熱保溫材料；

f、在模型箱頂部設置遮陽板。

14.根據權利13所述的凍土隧道洞口邊坡穩定性模擬系統使用方法，其特征在于，在所述步驟a中，凍土試樣采用分塊制作，且凍土試樣表層和內部的溫度一致。

15.根據權利13所述的凍土隧道洞口邊坡穩定性模擬系統使用方法，其特征在于，在所述步驟c中，在填入凍土試樣前，需在模型箱內側安裝溫度檢測裝置。

16.根據權利13所述的凍土隧道洞口邊坡穩定性模擬系統使用方法，其特征在于，在所述步驟d中，堆填碎石護坡時需在隧道洞口邊坡上安裝位移檢測裝置。