[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

本發(fā)明提供一種隧道突水突泥模型試驗裝置及方法，解決了現(xiàn)有的隧道突水突泥過程僅僅通過ANSYS有限元進行分析，不能通過模型試驗對隧道突水突泥過程進行實體研究試驗的問題；包括包括支撐座，支撐座上端固定連接有投料倉，投料倉上端固定連接有進料框，投料倉內(nèi)置有支撐模具，支撐模具和投料倉間隙配合，前端可拆卸連接有隧道模型，投料倉內(nèi)壁固定連接有沖壓氣囊，沖壓氣囊和固定連接在投料倉上的供氣泵相連，充壓氣囊靠近支撐模具一側(cè)固定連接有若干軟質(zhì)噴水管，軟質(zhì)噴水管和固定連接在進料框上端的供水管相連通，供水管和外界供水裝置相連；本發(fā)明結(jié)構(gòu)精巧，具有很強的實用性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及隧道施工模擬技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種隧道突水突泥模型試驗裝置及方法。

背景技術(shù)

隧道修建和使用的過程中面臨著嚴重的突水突泥等地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險，尤其是深埋隧道突水突泥災(zāi)害往往具有突發(fā)性、大流量、高水壓等特點，災(zāi)害一旦發(fā)生，輕則淹沒隧道、施工中斷，重則造成重大的人員傷亡和經(jīng)濟損失，甚至有些工程被迫停建或改線。國內(nèi)外學(xué)者針對突水突泥災(zāi)害致災(zāi)機理及其災(zāi)變演化過程中位移場、應(yīng)力場和滲流場的變化特征作了大量理論與模型試驗研究工作，而對于引發(fā)災(zāi)害過程的流體的流速、隧道的受壓強度以及環(huán)境溫度對隧道突水突泥的影響的研究還很少，尤其是在模型試驗研究方面尚屬空白。

但是，目前在對隧道突水突泥試驗的過程多存在以下幾種問題：

1、現(xiàn)有的研究僅僅通過ANSYS等有限元進行對隧道附近液體的流速對突水突泥發(fā)生概率的影響，不能通過模型進行研究，不能對具體施工現(xiàn)場以及應(yīng)用的環(huán)境進行模擬分析；

2、在對隧道模型進行環(huán)境試驗過程，不能對使用環(huán)境進行多種環(huán)境進行隨時變換，不能對填充的泥土成分進行更改，以及對隧道模型試驗過程，突水突泥現(xiàn)象進行實時監(jiān)控和信息記載。

因此，本發(fā)明提供一種隧道突水突泥模型試驗裝置來解決此問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，本發(fā)明提供一種隧道突水突泥模型試驗裝置及方法，有效的解決了現(xiàn)有的隧道突水突泥過程僅僅通過ANSYS有限元進行分析，不能通過模型試驗對隧道突水突泥過程進行實體研究試驗以及對隧道模型所處的環(huán)境進行變換，以及對泥土進行有效支撐的問題。

本發(fā)明包括支撐座，所述的支撐座上端固定連接有投料倉，所述的投料倉上端固定連接有進料框，所述的投料倉內(nèi)置有支撐模具，所述的支撐模具和所述的投料倉間隙配合，所述的支撐模具前端可拆卸連接有隧道模型；

所述的投料倉內(nèi)壁固定連接有沖壓氣囊，所述的沖壓氣囊和固定連接在所述的投料倉上的供氣泵相連，所述的沖壓氣囊靠近所述的支撐模具一側(cè)固定連接有若干軟質(zhì)噴水管，所述的軟質(zhì)噴水管和固定連接在所述的進料框上端的供水管相連通，所述的供水管和外界供水裝置相連；

所述的進料框上端可拆卸連接有密封蓋，所述的密封蓋上固定連接有充氣閥門。

優(yōu)選的，所述的投料倉下端左右兩側(cè)均開設(shè)有若干上透水孔，所述的支撐座下端開設(shè)有和所述的透水孔相配合的下透水孔，所述的支撐座下端固定連接有回液倉，所述的回液倉內(nèi)部置有供水泵，所述的供水泵和所述的供水管相連通。

優(yōu)選的，所述的支撐座上端固定連接有套設(shè)在所述的投料倉外部的保溫防護罩，所述的保溫防護罩為雙層保溫結(jié)構(gòu)，所述的保溫防護罩上端開設(shè)有和所述的密封蓋相配合的滑動軌道；

所述的保溫防護罩內(nèi)部固定連接有加熱裝置和制冷裝置，所述的保溫防護罩內(nèi)固定連接有溫度傳感器，所述的加熱裝置、制冷裝置和所述的溫度傳感器相連。

優(yōu)選的， 所述的投料倉內(nèi)開設(shè)有滑行軌道，所述的支撐模具下端轉(zhuǎn)動連接有若干和所述的滑行軌道相配合的行走輪。