[發明專利]隧道支護體系離心機試驗裝置及其工作方法、制作方法

有效

• 申請號: 201910349306.0
• 申請日: 2019-04-28
• 公開（公告）號: CN110132735B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 倪小東;徐碩;陸江發;姬良龍;王媛
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/02
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發明公開了一種隧道支護體系離心機試驗裝置及其工作方法、制作方法，屬于巖土工程離心機模型試驗技術領域。包括底板和模型試驗罩；所述底板和模型試驗罩密封形成外水室；所述外水室的底板上固定有透明巖；所述透明巖與底板之間圍成內水室；所述內水室和透明巖之間通過襯砌支撐；所述襯砌兩端設置有密封玻璃板；所述密封玻璃板緊貼在模型試驗罩的側壁上；所述襯砌上安裝有錨桿；所述錨桿填埋在透明巖中。本發明結構簡單，實施可行性強。

技術領域

本發明涉及巖土工程離心機模型試驗技術領域，特別涉及一種隧道支護體系離心機試驗裝置及其工作方法、制作方法。

背景技術

巖土離心模型試驗，其基本原理是將土工試驗裝置置于高速旋轉的離心加速場內，讓模型承受重力加速度若干倍的離心加速運動，增加模型的容重，補償因模型縮尺所帶來的土工構筑物的自重損失。在圍巖-襯砌-錨桿聯合承載離心試驗中，通過觀察試驗過程中圍巖及襯砌變形，為隧道基本支護體系工作性狀的深入研究提供了有效的手段。

現有裝置可以較好地模擬隧洞受力狀況，實時反應監測變形及沉降量，但是，現有技術中的1個重力加速度的重力場下的試驗結果只能定性地反映圍巖襯砌的變化規律，其結果對工程指導意義不大，其次，由于土體的不透明性，無法對試驗過程中圍巖襯砌的內部變形進行可視化精確觀測，因此存在較大的局限性。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種隧道支護體系離心機試驗裝置及其工作方法、制作方法，以解決現有技術中存在的試驗過程中圍巖和襯砌應力場和位移場變化的不可視化觀測、只能進行1個重力加速度條件下的實驗問題。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案來實現：

一種隧道支護體系離心機試驗裝置，包括底板和固定在底板上的模型試驗罩；

所述模型試驗罩的兩側側壁上設置有對稱的通孔；

所述底板上固定有透明巖一；

所述透明巖一與底板之間圍城內水室；

所述內水室和透明巖一之間通過襯砌支撐；

所述襯砌的兩頭鑲嵌在對稱的通孔中；

所述襯砌的兩端通過緊貼在模型試驗罩的密封玻璃板密封；

所述透明巖一的頂部與模型試驗罩的頂部之間形成外水室；

所述襯砌上安裝有錨桿；

所述錨桿填埋在透明巖一中。

進一步的，所述內水室和外水室之間充滿與所述透明巖一具有相同折射率的液體。

進一步的，所述透明巖一通過多孔板固定在外水室中；

所述多孔板通過長螺桿固定在模型試驗罩的側壁上。

進一步的，所述錨桿通過漿液與透明巖一粘結；

所述錨桿包括周身開孔的不銹鋼螺紋鋼管；

所述漿液為與透明巖一具有相同配合比但未經固結排油的固液混合物。

進一步的，所述襯砌與透明巖一之間涂抹有防水潤滑材料；

所述透明巖一與模型試驗罩的貼合處涂抹有防水潤滑材料。

進一步的，所述襯砌為半圓環柱體；所述透明巖一的長大于三倍襯砌的直徑。

進一步的，所述外水室或者內水室中摻入熒光劑。

進一步的，所述模型試驗罩、透明巖一、襯砌、漿液、密封玻璃板具有相同的折射率。

進一步的，所述外水室的外部還設置有CCD相機、激光器和計算機；