[發明專利]層狀圍巖隧道錨模型試驗裝置及其使用方法

在審

• 申請號: 202110258192.6
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN113008540A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 何旭輝;鐘意;賈朝軍;龔琛杰;楊劍
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00;G01B5/30;G01B11/16;G01L5/00
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 厲田

1.層狀圍巖隧道錨模型試驗裝置，其特征在于：包括可傾斜豎向角度的試驗臺(1)，所述試驗臺(1)內裝有隧道錨碇模型(2)和填充在隧道錨碇模型(2)周圍現澆模擬圍巖層(3)，所述隧道錨碇模型(2)頂端由牽引機構(4)牽引，所述試驗臺(1)內還裝有用于監控隧道錨碇模型(2)狀態的監控系統(5)。

2.根據權利要求1所述的層狀圍巖隧道錨模型試驗裝置，其特征在于：所述試驗臺(1)為多塊可拆卸鋼板拼接成的試驗箱，所述試驗箱的底部鋼板一端通過鉸鏈固定于地面并可繞鉸鏈自由旋轉，所述試驗箱頂部相鄰的兩塊鋼板互相鉸接連接。

3.根據權利要求2所述的層狀圍巖隧道錨模型試驗裝置，其特征在于：所述試驗臺(1)底部一端連接有千斤頂。

4.根據權利要求3所述的層狀圍巖隧道錨模型試驗裝置，其特征在于：所述試驗臺(1)一側裝有提供模擬圍巖層(3)所需圍巖的圍巖攪拌機構(6)，所述圍巖攪拌機構(6)包括儲有原漿液的液漿池(62)，所述液漿池(62)內裝有注漿泵(61)，所述注漿泵(61)出料端連接有注漿管(64)，所述注漿管(64)將原漿液匯往混合池(63)，所述混合池(63)內裝有攪拌器(65)，所述混合池(63)內還裝有將混合漿液泵入試驗臺(1)的注漿泵(61)。

5.根據權利要求4所述的層狀圍巖隧道錨模型試驗裝置，其特征在于：所述牽引機構(4)包括定滑輪(41)和鋼絲繩(42)，所述定滑輪(41)固定連接于可調整高度的三腳架(43)上，所述三腳架(43)固裝于地面上，鋼絲繩(42)一端連接隧道錨碇模型(2)，另一端連接于地面的千斤頂上。

6.根據權利要求5所述的層狀圍巖隧道錨模型試驗裝置，其特征在于：所述隧道錨碇模型(2)上還裝有調整隧道錨碇模型(2)角度和高度的夾持支架(7)。

7.根據權利要求6所述的層狀圍巖隧道錨模型試驗裝置，其特征在于：所述監控系統(5)包括預埋在模擬圍巖層(3)中的內部監測系統(51)和監測施加拉拔荷載的大小以及圍巖和隧道錨整體位移的外部監測系統(52)。

8.一種基于權利要求1-7中任一項所述層狀圍巖隧道錨模型試驗裝置的使用方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：制作隧道錨碇模型(2)，確定隧道錨碇模型(2)的夾持方向和高度，調整隧道錨試驗臺(1)高度，確定現澆模擬圍巖層(3)的傾角，并在隧道錨碇模型(2)上安裝外部監測系統(52)；

S2：制作現澆模擬圍巖層(3)，分步加注圍巖材料，并將內部監測系統(51)預埋在模擬圍巖層(3)中；

S3：通過牽引機構(4)施加拉拔力，記錄監控系統(5)的監控數據，直至隧道錨碇模型(2)破壞則停止試驗。