[實用新型]一種深埋硐室先加載后開挖的試驗模型

有效

• 申請號: 201820669371.2
• 申請日: 2018-05-07
• 公開（公告）號: CN208239202U
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發明（設計）人: 高富強;黃強;楊波;楊修飛;劉利兵;賈尚星;何怡;劉翠然;李聰玲;劉歡歡
• 申請（專利權）人: 洛陽理工學院
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N33/24
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 周會芝

本實用新型涉及地下巖體施工試驗領域，具體的說是一種深埋硐室先加載后開挖的試驗模型。本實用新型的模型包括圍巖模擬塊、貫穿開設在圍巖模擬塊中的硐室模擬腔以及設置在硐室模擬腔中的臨時支護機構，臨時支護機構包括與硐室模擬腔形狀相對應的剛性承載管，在剛性承載管的外壁上設有石蠟層、用于將石蠟層融化以模擬硐室開挖卸載的電熱絲以及用于將融化后的石蠟導入至剛性承載管內腔中的多個排蠟孔。本實用新型可解決現有技術中不能正確反映硐室開挖和應力加載順序的缺點，從而使實驗模型可以反映真實硐室圍巖的破裂區域和范圍，進而對實際硐室開挖施工提供精確的參考。

技術領域

本實用新型涉及地下巖體施工試驗領域，具體的說是一種深埋硐室先加載后開挖的試驗模型。

背景技術

隨著交通工程、采礦工程的快速發展，施工單位需要在山區和地下修建了大量的硐室空間。但是由于地下工程環境復雜，硐室的開挖極易引起周邊圍巖的劣化，發生圍巖松動、破裂和墜石等現象，嚴重時會發生大規模的塌方，危及地下工程的修建和使用。采用模型試驗的方法，通過模擬硐室開挖以預測圍巖的破裂形式和范圍是一種可行的方法。

在地下硐室開挖時，其周邊應力逐步卸載，圍巖產生徑向或環向破裂區，破裂區域的大小和形態決定了地下硐室支護的強度與方式。很多學者試圖通過模型試驗的方式獲取硐室圍巖破壞的范圍，由于試驗條件的限制，他們大多采用“先開洞、后加載”的方式，但該方法存在不能正確反映硐室開挖和應力加載順序的缺點，并導致實驗模型不能反映真實硐室圍巖的破裂區域和范圍，無法對實際施工提供精確的參考。

實用新型內容

本實用新型旨在提供一種深埋硐室先加載后開挖的試驗模型，以解決現有技術中不能正確反映硐室開挖和應力加載順序的缺點，從而使實驗模型可以反映真實硐室圍巖的破裂區域和范圍，進而對實際硐室開挖施工提供精確的參考。

為了解決以上技術問題，本實用新型采用的技術方案為：一種深埋硐室先加載后開挖的試驗模型，包括圍巖模擬塊、貫穿開設在圍巖模擬塊中的硐室模擬腔以及設置在硐室模擬腔中的臨時支護機構，臨時支護機構包括與硐室模擬腔形狀相對應的剛性承載管，在剛性承載管的外壁上設有石蠟層、用于將石蠟層融化以模擬硐室開挖卸載的電熱絲以及用于將融化后的石蠟導入至剛性承載管內腔中的多個排蠟孔。

優選的，電熱絲呈螺旋狀繞設在剛性承載管的外壁上，電熱絲的兩端分別均設置在圍巖模擬塊外部，電熱絲的兩端之間連接有電源以及用于控制電熱絲通電的開關。

優選的，電熱絲的數量為多根，任意一根電熱絲的兩端均設有與該電熱絲在剛性承載管上的分布位置相對應的標識。

優選的，剛性承載管采用非導電的聚乙烯硬塑料材質制作。

優選的，圍巖模擬塊為長方體，硐室模擬腔沿圍巖模擬塊的長度或寬度方向分布。

優選的，硐室模擬腔通過臨時支護機構與圍巖模擬塊采用分層夯筑的方式一體成型。

有益效果

本實用新型利用石蠟通電加熱后快速熔化的特點，實現三向受力條件下模型硐室的開挖，具有施工速度快、安全性高、操作方便快捷等優點；試驗時，可以對試驗模型在三個方向上同時加載，也可獨立調整三個方向施加荷載的大小，實現不同圍巖應力條件下硐室圍巖破壞的試驗研究。

附圖說明

圖1為本實用新型的圍巖模擬塊在試驗過程中的三項加載受力示意圖；

圖2為本實用新型的臨時支護機構部分的結構示意圖；

圖中標記：1、圍巖模擬塊，2、臨時支護機構，201、電熱絲，202、電源，203、開關，204、排蠟孔，205、石蠟層，206、剛性承載管，3、硐室模擬腔。

具體實施方式