[實用新型]一種模擬隧道穿越多傾角走滑斷層的破壞試驗裝置

有效

• 申請號: 202022184421.8
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN213275069U
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 付興偉;周光新;翁文林;崔臻
• 申請（專利權）人: 中國長江三峽集團有限公司;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;G01N3/02;G01N3/12;G01N3/24;G01N33/24
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所 42001
• 代理人: 李鵬;王敏鋒

本實用新型公開了一種模擬隧道穿越多傾角走滑斷層的破壞試驗裝置，包括固定箱體，還包括與固定箱體相鄰設置的活動箱體，固定箱體包括矩形左側板、梯形前側板、梯形后側板和第一矩形底板，活動箱體包括矩形右側板、矩形前側板、矩形后側板和第二矩形底板，第一斷層傾角控制區和第二斷層傾角控制區內并行設置有多個倒三角相鄰片，相鄰的倒三角相鄰片的側邊相抵，且各個倒三角相鄰片的底部頂角延伸至第一斷層傾角控制區的底部頂角處。本實用新型通過改變倒三角相鄰片的連接關系，達到改變斷層傾角的試驗條件，從而開展多傾角走滑斷層隧道抗錯斷模型試驗。

技術領域

本實用新型屬于隧道工程技術領域，涉及一種模擬隧道穿越多傾角走滑斷層的破壞試驗裝置。

背景技術

斷層作為一種地質構造，其活動主要表現為相對錯動。根據斷層兩盤相對運動的性質和力學背景，可將斷層分為傾滑斷層和走滑斷層。其中，走滑斷層發震時破壞規模大，長度達數十公里至數百公里。我國西南地區，地震活動頻繁，地震烈度高，為我國地震最活躍的區域之一。由于地處高山峽谷，基礎設施工程中，隧道比重較大。隨著我國建設大西南的力度不斷加大，高速鐵路、高速公路、引水隧洞等重大工程建設當中，特別是長大隧道，不可避免的需要穿越多條斷裂帶。如鄧家坪隧道長10km,穿越9條斷裂帶；雅瀘高速的泥巴山隧道長10km，穿越15條斷裂帶；滇中引水香爐山隧洞長約63km，穿越16條主要斷裂帶，其中40％為走滑斷層。在實際工程中分析斷層的運動方式對隧道的變形破壞機理的操作性很差，因而十分有必要建立隧道穿越活動斷裂帶的物理模型試驗平臺。通過物理模型試驗平臺研究隧道襯砌結構抗錯動力學響應規律，并進行定性及定量分析，從而提出襯砌結構抗錯動安全關鍵技術指標參數，為隧道結構設計于施工提供指導，具有很強的工程應用價值。

目前中國專利CN111158067A公開了一種模擬隧道跨活動斷層的試驗裝置。該裝置不但可模擬不同斷層錯動速率、施加不同的斷層位錯量。同時還可模擬不同埋深、不同隧道底部圍巖性質、不同斷層與隧道夾角隧道跨活動斷層的受力狀況。中國專利CN110780056A公開了一種模擬活動斷層對隧道損傷機理研究的試驗裝置及使用方法，該系統能模擬不同地應力場應力下不同斷層錯動速率對隧道損傷情況。中國專利CN110006758A公開了一種角度和起裂位置可調的正斷層模擬試驗裝置及使用方法，涉及正斷層模擬試驗技術領域，該發明解決了正斷層模擬時條件單一，形成不符合實際的形成力學機制，以及斷層傾角和起裂位置調節不便的技術問題，并且操作簡便。中國專利CN105785468B本發明公開了一種模擬隧道穿越斜向錯動活斷層的破壞試驗裝置及方法。該裝置能實現隧道結構與活動斷層間多傾角、多交角的空間位置，更為準確地模擬出隧道結構的受力狀態及破壞方式。已有設計有如下不足：1.大多只考慮了正斷層、逆斷層這兩種傾滑型斷層，對走滑型斷層缺乏考慮。2.關于走滑斷層模型試驗裝置考慮多角度的變換較少。3.對于少數可以角度變換的試驗裝置，角度變換麻煩，組合板的更換拆卸復雜，需要預存相關角度變換的組合板。

實用新型內容

本實用新型的目的在于針對現有技術存在的上述問題，提供一種模擬隧道穿越多傾角走滑斷層的破壞試驗裝置，該裝置能實現隧道結構與走滑斷層間多傾角、多交角的空間位置，解決角度變換麻煩，組合板的更換拆卸復雜，需要預存相關角度變換的組合板等問題。另外，該試驗裝置可模擬不同埋深條件下，不同斷層與隧道交角，不同破碎帶寬度，隧道穿越走滑斷層的受力狀況，探究隧道襯砌的受力機理及破壞模式，為跨斷層隧道結構設計提供真實的參考依據。具有積極的應用價值。

為實現上述目的，本實用新型采取的技術方案為：

一種模擬隧道穿越多傾角走滑斷層的破壞試驗裝置，包括固定箱體，還包括與固定箱體相鄰設置的活動箱體，

固定箱體包括矩形左側板、梯形前側板、梯形后側板和第一矩形底板，

活動箱體包括矩形右側板、矩形前側板、矩形后側板和第二矩形底板，

梯形前側板的斜邊與相鄰的矩形前側板的側邊之間為第一斷層傾角控制區，第一斷層傾角控制區為倒三角形，