[實用新型]一種地下工程模型試驗的含水溶腔制作裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821690903.7
• 申請日: 2018-10-18
• 公開（公告）號: CN209280395U
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發(fā)明（設計）人: 張為社;焦玉勇;嚴成增;王浩;譚飛;歐光照;關鵬;毛仲敏
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）;中國科學院武漢巖土力學研究所
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 龔春來

本實用新型提供一種地下工程模型試驗的含水溶腔制作裝置，包括中軸桿、壓頭、腔體骨架和橡膠囊，中軸桿下端設有托盤，腔體骨架包括頂盤和底盤，頂盤連接壓頭，頂盤和底盤之間設有多根彈性主肋，每一主肋上端轉動連接頂盤，下端轉動連接底盤，且每有主肋中部轉動連接一輔肋下端，輔肋上端轉動連接襯套下端，橡膠囊套于腔體骨架外表面，中軸桿由上到下依次穿過壓頭和腔體骨架，托盤托住底盤，且壓頭和中軸桿螺紋連接，下旋壓頭，輔肋撐開主肋，橡膠囊受壓形變?yōu)轭A設溶腔形狀，上旋壓頭腔體骨架恢復形變，上提中軸桿，取出本裝置。本實用新型的有益效果：橡膠囊形變程度由壓頭調節(jié)，可實現(xiàn)多尺度溶腔制作，裝置可整體取出，提高溶腔成品合格率。

技術領域

本實用新型涉及地質力學模型試驗領域，尤其涉及一種地下工程模型試驗的含水溶腔制作裝置及方法。

背景技術

隨著國家綜合實力的日益提升，我國涉及交通及水利的地下工程建設迎來了迅猛發(fā)展的大好時機，交通及水利地下工程逐步向西北、西部和西南地區(qū)的崇山峻嶺地區(qū)拓展，所遇到的工程地質條件日趨復雜,面臨的問題也越來越具有挑戰(zhàn)性，含水溶腔、溶洞問題難以避免，高壓突水、涌泥災害屢有發(fā)生，這些災害不僅危及現(xiàn)場施工人員的安全，而且一旦處理不當還會影響地下工程建成后的運營，甚至會打破原有水資源系統(tǒng)的平衡，破壞地表環(huán)境，誘發(fā)地下工程周邊地區(qū)的水資源枯竭、地表塌陷等次生環(huán)境災害。

地下工程模型試驗是基于一定的相似原理，對特定真實物理實體進行縮尺后的再現(xiàn)，借助各種測試手段觀測模型內部應力場、位移場、滲流場等參數的分布規(guī)律和變化情況，從而解決巖體工程中的實際問題。含水溶腔具有隱蔽性、復雜性的特點，地下工程模型試驗中尚無操作簡單、方便快捷的制作裝備和方法。傳統(tǒng)含水溶腔的制作及試驗操作過程較為繁瑣，耗時長，所需人力物力較大，除此之外，其不足還主要體現(xiàn)在以下兩方面：一方面溶腔成型裝置在完成溶腔體制作后大多不能取出，成型裝置本身對模型試驗結果造成了較大的不良影響，另一方面，采用橡膠氣囊充氣成型預制溶腔時，由于充氣氣囊剛度有限，溶腔體制作過程中受相似材料澆筑振搗壓力的影響容易出現(xiàn)橡膠氣囊變形，甚至出現(xiàn)坍塌破壞現(xiàn)象，制作的溶腔體不能滿足模型試驗要求。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型的實施例提供了一種地下工程模型試驗的含水溶腔制作裝置。

本實用新型的實施例提供一種地下工程模型試驗的含水溶腔制作裝置，包括中軸桿、壓頭、腔體骨架和橡膠囊，所述中軸桿的下端設有托盤，所述腔體骨架包括上部的頂盤和下部的底盤，所述頂盤的中部設有襯套，所述襯套上端卡入所述壓頭下端，所述頂盤和所述底盤之間設有多根豎直設置的彈性主肋，每一所述主肋上端轉動連接所述頂盤，下端轉動連接所述底盤，且每有所述主肋中部轉動連接一輔肋下端，所述輔肋上端轉動連接所述襯套下端，所述橡膠囊套于所述腔體骨架外表面，所述中軸桿由上到下依次穿過所述壓頭和所述腔體骨架，所述托盤托住所述底盤，且所述壓頭和所述中軸桿螺紋連接，下旋所述壓頭下壓所述襯套，使每一所述輔肋撐開每一所述主肋，從而使所述橡膠囊受壓形變?yōu)轭A設溶腔形狀，于所述橡膠囊周圍澆筑模型材料，待所述模型材料硬化形成溶腔后上旋所述壓頭，使所述腔體骨架恢復形變，上提所述中軸桿，所述托盤托舉所述壓頭、所述腔體骨架和所述橡膠囊離開所述溶腔。

進一步地，所述橡膠囊的外壁套有溶腔口保護環(huán)且可沿著所述橡膠囊滑動，所述橡膠囊形變?yōu)轭A設溶腔形狀時所述溶腔口保護環(huán)設滑動至所述橡膠囊上方，澆筑所述模型材料形成溶腔后，上提所述中軸桿，所述托盤托舉所述壓頭、所述腔體骨架和所述橡膠囊由所述溶腔口保護環(huán)離開所述溶腔。

進一步地，包括進水管，所述進水管下端為漏斗狀管口，所述中軸桿、所述壓頭、所述腔體骨架和所述橡膠囊離開所述溶腔后，取出所述溶腔口保護環(huán)，所述漏斗狀管口伸入所述溶腔口，在所述漏斗狀管口外壁澆筑所述模型材料密封所述溶腔口。

進一步地，所述漏斗狀管口的直徑等于所述溶腔口保護環(huán)的外徑。

進一步地，包括依次管道連接的水箱、水泵、閥門、水壓表和流量表，所述流量表管道連接所述進水管上端。