[發明專利]模擬地震條件下深部隧道變形過程的試驗系統

在審

• 申請號: 202110283230.3
• 申請日: 2021-03-16
• 公開（公告）號: CN112665964A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 鄭博;李曉;李守定;赫建明;毛天橋;武艷芳;李關訪
• 申請（專利權）人: 中國科學院地質與地球物理研究所
• 主分類號: G01N3/00
• 分類號: G01N3/00
• 代理公司: 北京市恒有知識產權代理事務所(普通合伙) 11576
• 代理人: 郭文浩;尹文會

1.一種模擬地震條件下深部隧道變形過程的試驗系統，其特征在于，該系統包括應力加載系統、隧道變形成像系統和振動系統，所述應力加載系統包括反力框架和模擬隧道試件，所述模擬隧道試件設置于所述反力框架的內部，用于進行隧道變形的模擬；所述模擬隧道試件的周側設置有動態加載作動器，用于為所述模擬隧道試件提供變頻變幅的動態圍壓；所述反力框架上開設有通孔，所述動態加載作動器裝設于所述通孔；所述模擬隧道試件的內部開設有隧道；

所述隧道變形成像系統懸伸至所述隧道內部以進行隧道變形過程的監測；

所述振動系統設置于所述模擬隧道試件的下方，用于提供所述模擬隧道試件不同方向的振動力。

2.根據權利要求1所述的模擬地震條件下深部隧道變形過程的試驗系統，其特征在于，所述反力框架為前后兩側開口的框架結構；

所述動態加載作動器包括第一作動器、第二作動器、第三作動器和第四作動器，所述第一作動器、所述第二作動器、所述第三作動器與所述第四作動器分別設置于所述模擬隧道試件的上側、下側、左側和右側；

所述通孔包括第一通孔、第二通孔、第三通孔和第四通孔，所述第一通孔、所述第二通孔、所述第三通孔與所述第四通孔分別位于所述模擬隧道試件的上側、下側、左側和右側；

所述第一作動器的外側到所述模擬隧道試件的中心的距離小于所述第一通孔的外端部到所述模擬隧道試件的中心的距離；

所述第二作動器的外側到所述模擬隧道試件的中心的距離小于所述第二通孔的外端部到所述模擬隧道試件的中心的距離；

所述第三作動器的外側到所述模擬隧道試件的中心的距離小于所述第三通孔的外端部到所述模擬隧道試件的中心的距離；

所述第四作動器的外側到所述模擬隧道試件的中心的距離小于所述第四通孔的外端部到所述模擬隧道試件的中心的距離。

3.根據權利要求2所述的模擬地震條件下深部隧道變形過程的試驗系統，其特征在于，所述應力加載系統還包括壓板組件，所述壓板組件包括第一壓板、第二壓板、第三壓板和第四壓板，所述第一壓板、所述第二壓板、所述第三壓板與所述第四壓板分別設置于所述模擬隧道試件的上側、下側、左側和右側；所述第一作動器、所述第二作動器、所述第三作動器、所述第四作動器的動力輸出端分別與所述第一壓板、所述第二壓板、所述第三壓板、所述第四壓板的外側抵觸設置；

所述第一作動器、所述第二作動器、所述第三作動器與所述第四作動器分別設置于所述模擬隧道試件的上側中部、下側中部、左側中部和右側中部。

4.根據權利要求1所述的模擬地震條件下深部隧道變形過程的試驗系統，其特征在于，所述振動系統包括X方向振動系統組件、Y方向振動系統組件和Z方向振動系統組件，所述X方向振動系統組件、所述Y方向振動系統組件、所述Z方向振動系統組件分別用于提供所述模擬隧道試件所需的X方向的振動力、Y方向的振動力、Z方向的振動力；

所述應力加載系統設置于所述X方向振動系統組件的內部；

所述Y方向振動系統組件設置于所述X方向振動系統組件的底部；

所述Z方向振動系統組件設置于所述Y方向振動系統組件的底部。

5.根據權利要求4所述的模擬地震條件下深部隧道變形過程的試驗系統，其特征在于，所述X方向振動系統組件包括第一框架和X方向振動器組件，所述X方向振動器組件設置于所述第一框架的內壁；

所述X方向振動器組件包括第一組振動器和第二組振動器，所述第一組振動器、所述第二組振動器相對設置；

所述第一組振動器設置有第一振動連接部，所述第一振動連接部通過第一拉環組件與所述反力框架的側部固定連接；所述第二組振動器設置有第二振動連接部，第二振動連接部通過第二拉環組件與所述反力框架的側部固定連接。