[發明專利]用于調控泥巖地層盾構上浮的模擬系統及實驗方法

在審

• 申請號: 202010132016.3
• 申請日: 2020-02-29
• 公開（公告）號: CN111272980A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 張軍偉;馮千珂;郭亮
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01M99/00;G09B25/00
• 代理公司: 成都四合天行知識產權代理有限公司 51274
• 代理人: 馮龍;王記明

1.用于調控泥巖地層盾構上浮的模擬系統，其特征在于，包括模型系統、盾構上浮模擬系統、盾構上浮調控系統、傳感系統以及人工智能處理系統，所述模型系統包括模型箱（1）、隧道模型（2）、管片模型（4）以及兩個蓋板（17），所述模型箱（1）的兩側均設有一個用于安裝隧道模型（2）的隧道孔（3），所述隧道模型（2）位于其中的一個隧道孔（3）內，并且能夠從另一個隧道孔（3）推出，在模型箱（1）內形成泥巖隧道，所述管片模型（4）依次安裝在泥巖隧道內，所述蓋板（17）分別固定在管片模型（4）的兩端；

所述盾構上浮模擬系統包括注水管（7）、輸水管（8）和微型水泵（10），所述注水管（7）水平鋪設在模型箱（1）內，位于隧道模型（2）的下方，并且注水管（7）與輸水管（8）和微型水泵（10）連接；

所述所述盾構上浮調控系統包括排水板（11）、抽水管（14）和抽泵（15），所述排水板（11）平鋪在模型箱（1）底部，并且與抽水管（14）和抽泵（15）連接；

所述傳感系統包括位移計（5）和傾角計（6），所述位移計（5）和傾角計（6）均位于管片模型（4）的內底上；

所述人工智能處理系統包括數據采集裝置、智能處理裝置、傳輸裝置，所述采集裝置分別與傳感系統和智能處理裝置連接，所述智能處理裝置與傳輸裝置連接，所述傳輸裝置與抽泵（15）連接。

2.根據權利要求1所述的用于調控泥巖地層盾構上浮的模擬系統，其特征在于，所述管片模型（4）的管片（41）之間通過柔性彈簧（42）連接，管片模型（4）的內壁鋪設有防水橡膠薄膜（44）；

所述管片模型（4）還包括用于支撐管片模型（4）的金屬架（43），金屬架（43）位于管片模型（4）的底部，所述金屬架（43）的兩端分別固定管片模型（4）的兩端。

3.根據權利要求1所述的用于調控泥巖地層盾構上浮的模擬系統，其特征在于，所述模型箱（1）為矩形箱體，矩形箱體頂板為可打開式背壓板，所述背壓板與模型箱（1）通過螺栓固定。

4.根據權利要求1所述的用于調控泥巖地層盾構上浮的模擬系統，其特征在于，所述蓋板（17）的內側設置有固定槽（172），所述固定槽（172）用于固定所述管片模型（4）兩端的管片（41）。

5.根據權利要求1所述的用于調控泥巖地層盾構上浮的模擬系統，其特征在于，所述注水管（7）包括內管（72）和外管（73），所述內管（72）和外管（73）上表面均開設有若干一一對應的注水孔（71），所述模型箱（1）前端面的隧道孔（3）下方開設六個輸水孔（9），所述注水孔（71）通過輸水孔（9）與輸水管（8）和微型水泵（10）連接，用于壓力注水。

6.根據權利要求1所述的用于調控泥巖地層盾構上浮的模擬系統，其特征在于，所述排水板（11）水平布設于模型箱（1）底部，并且排水板（11）上部鋪設有土工布（12）。

7.根據權利要求5所述的用于調控泥巖地層盾構上浮的模擬系統，其特征在于，所述輸水孔（9）的下方開設六個抽水孔（13），所述排水板（11）通過抽水孔（13）與抽水管（14）和抽泵（15）連接，用于消除超孔隙水壓力，制止盾構上浮。

8.根據權利要求1所述的用于調控泥巖地層盾構上浮的模擬系統，其特征在于，所述數據采集裝置為數據采集儀和應變儀，所述數據采集儀用于獲取位移計和傾角計測量的盾構上浮形態參數，所述數據采集儀連接至人工智能處理裝置，所述人工智能處理裝置為計算機系統。