[發(fā)明專利]一種隧道突水突泥模型試驗裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111334771.0
• 申請日: 2021-11-11
• 公開（公告）號: CN114001994B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱正國;丁祥;樊浩博;白子斌;鄧壽軍;郭佳奇;黃鑫;高新強;曾偉峰;韓智銘;孫明磊
• 申請（專利權(quán)）人: 石家莊鐵道大學(xué);中鐵第五勘察設(shè)計院集團有限公司;中鐵二十二局集團第四工程有限公司;河南理工大學(xué)
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00;G01M10/00
• 代理公司: 河南大象律師事務(wù)所 41129
• 代理人: 季田田

1.一種隧道突水突泥模型試驗裝置，包括支撐座（1），其特征在于，所述的支撐座（1）上端固定連接有投料倉（2），所述的投料倉（2）上端固定連接有進(jìn)料框（3），所述的投料倉（2）內(nèi)置有支撐模具（4），所述的支撐模具（4）和所述的投料倉（2）間隙配合，所述的支撐模具（4）前端可拆卸連接有隧道模型（5）；

所述的投料倉（2）內(nèi)壁固定連接有沖壓氣囊（6），所述的沖壓氣囊（6）和固定連接在所述的投料倉（2）上的供氣泵（33）相連，所述的沖壓氣囊（6）靠近所述的支撐模具（4）一側(cè)固定連接有若干軟質(zhì)噴水管（7），所述的軟質(zhì)噴水管（7）和固定連接在所述的進(jìn)料框（3）上端的供水管（8）相連通，所述的供水管（8）和外界供水裝置相連；

所述的進(jìn)料框（3）上端可拆卸連接有密封蓋（9），所述的密封蓋（9）上固定連接有充氣閥門（10）；

所述的投料倉（2）下端左右兩側(cè)均開設(shè)有若干上透水孔（11），所述的支撐座（1）下端開設(shè)有和所述的上透水孔（11）相配合的下透水孔（12），所述的支撐座（1）下端固定連接有回液倉（13），所述的回液倉（13）內(nèi)部置有供水泵，所述的供水泵和所述的供水管（8）相連通；

所述的支撐座（1）上端固定連接有套設(shè)在所述的投料倉（2）外部的保溫防護(hù)罩（14），所述的保溫防護(hù)罩（14）為雙層保溫結(jié)構(gòu)，所述的保溫防護(hù)罩（14）上端開設(shè)有和所述的密封蓋（9）相配合的滑動軌道；

所述的保溫防護(hù)罩（14）內(nèi)部固定連接有加熱裝置（16）和制冷裝置（17），所述的保溫防護(hù)罩（14）內(nèi)固定連接有溫度傳感器（15），所述的加熱裝置（16）、制冷裝置（17）和所述的溫度傳感器（15）相連。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種隧道突水突泥模型試驗裝置，其特征在于，所述的投料倉（2）內(nèi)開設(shè)有滑行軌道（18），所述的支撐模具（4）下端轉(zhuǎn)動連接有若干和所述的滑行軌道（18）相配合的行走輪（19）。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種隧道突水突泥模型試驗裝置，其特征在于，所述的支撐座（1）后端固定連接有限位盤（20），所述的限位盤（20）前端固定連接有至于置于所述的隧道模型（5）內(nèi)部的固定套（21），所述的固定套（21）前端固定連接有燈具支架（22），所述的燈具支架（22）上固定連接有若干照明燈（23），所述的照明燈（23）外接電源。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種隧道突水突泥模型試驗裝置，其特征在于，所述的固定套（21）內(nèi)部穿設(shè)有往復(fù)絲杠（24），所述的往復(fù)絲杠（24）和固定連接在所述的限位盤（20）后端的調(diào)節(jié)電機（25）相連，所述的往復(fù)絲杠（24）上螺紋連接有滑動支座（26），所述的滑動支座（26）上固定連接有若干攝像頭（27）；

所述的滑動支座（26）后端固定連接有兩個限位桿（28），所述的限位桿（28）均貫穿所述的燈具支架（22）。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種隧道突水突泥模型試驗裝置，其特征在于，所述的支撐模具（4）內(nèi)部固定連接有滑動螺紋套（29），所述的滑動螺紋套（29）內(nèi)螺紋連接有和所述的限位盤（20）轉(zhuǎn)動連接的調(diào)節(jié)絲杠（30），所述的調(diào)節(jié)絲杠（30）和固定連接在所述的限位盤（20）上的驅(qū)動電機（31）相連。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種隧道突水突泥模型試驗裝置，其特征在于，所述的投料倉（2）前端固定連接有導(dǎo)向弧板（32）。

7.一種如權(quán)利要求1所述的隧道突水突泥模型試驗裝置的使用方法，其特征在于，步驟如下：

步驟一：初始狀態(tài)所述的支撐模具（4）位于所述的投料倉（2）內(nèi)，接著打開所述的密封蓋（9），然后通過所述的進(jìn)料框（3）向所述的投料倉（2）內(nèi)投進(jìn)泥土，使泥土填滿所述的投料倉（2）內(nèi)；

步驟二：接著啟動所述的供氣泵（33）對所述的沖壓氣囊（6）進(jìn)行充氣，實現(xiàn)對所述的泥土的按壓；

步驟三：蓋上所述的密封蓋（9），然后將所述的隧道模型（5）和所述的支撐模具（4）進(jìn)行拼接，啟動驅(qū)動電機（31），使所述的支撐模具（4）帶動所述的隧道模型（5）向后端滑動，將所述的隧道模型（5）置于所述的投料倉（2）內(nèi)；

步驟四：啟動所述的供水泵對所述的泥土噴水，然后同步對所述的投料倉（2）內(nèi)通過充氣閥門（10）進(jìn)行充氣，保證泥土的含水量和壓強，同時啟動調(diào)節(jié)電機（25），使滑動支座（26）前后滑動，進(jìn)而帶動攝像頭（27）對所述的隧道模型（5）內(nèi)部進(jìn)行拍攝監(jiān)控；

步驟五：當(dāng)需要改變隧道模型（5）環(huán)境時，通過控制供水泵的供水量、供氣泵（33）對所述的投料倉（2）內(nèi)充氣以及改變所述的保溫防護(hù)罩（14）內(nèi)的溫度，對所述的隧道模型（5）的環(huán)境進(jìn)行改變，進(jìn)而實現(xiàn)對所述的隧道模型（5）的突水突泥情況進(jìn)行觀察。