【技术实现步骤摘要】
一种隧道模型试验装置
本专利技术涉及隧道工程测试
,特别涉及一种隧道模型试验装置。
技术介绍
隧道是修建在地下、水下或者在山体中,铺设铁路或修筑公路供机动车辆通行的建筑物。随着工程设备和技术的发展,隧道已成为一种十分常见的建筑形式。模型试验是发展隧道相关技术的重要手段,现场隧道模型试验受场地、人为因素等影响,成本较大且费时较长,室内隧道模型试验具有成本低和操作简易等优点,是研究隧道受力机理的有效方法,能够直观地观测到隧道变形破坏过程,为隧道研究提供重要依据。目前,在隧道模型加载试验中,大多数试验装置忽略地下水对隧道衬砌的作用,因而不能全面模拟隧道在地层中的状态;国内外隧道模型装置多采用直接向隧道衬砌施加荷载的加载方式,忽略了隧道在围岩地应力场中衬砌与围岩的相互作用因素,无法准确模拟隧道在地层中的受力变形情况。而忽略了地下水影响以及衬砌与围岩相互作用的模型试验,所得出的试验数据是不全面的,对隧道相关技术发展的参考价值有限。因此,有必要将地下水作用以及隧道衬砌和围岩的相互作用考虑到隧道模型试验中,以提高对隧道相关研究的参考价值。
技术实现思路
本专利技术提供一种隧道模型试验装置,同时考虑衬砌和围岩相互作用,以隧道衬砌和围岩共同作为模拟对象,基于土质围岩的底部增湿隧道模型试验较真实地模拟了隧道的实际变形特征,解决了以往隧道模型试验忽略地下水作用以及直接对隧道衬砌直接施加荷载隧道受力变形不符合实际的问题。本专利技术提供了一种隧道模型试验装置,包括:模型箱,左右两侧及顶 ...
【技术保护点】
1.一种隧道模型试验装置,其特征在于,包括:/n模型箱(1),左右两侧及顶部开放,所述模型箱(1)内可拆卸连接有横向的带孔隔板(16),所述模型箱(1)的底部与所述横向隔板(16)之间形成底部空腔(17),所述模型箱(1)内放置有隧道模型,所述隧道模型放置于所述带孔隔板(16)之上,所述隧道模型包括隧道衬砌模型(20)以及填充于所述隧道衬砌模型(20)外周的围岩模拟材料(19);/n底部浸水增湿系统,与所述底部空腔(17)连通,用于为所述底部空腔(17)提供水流或水蒸气,以使所述水流或水蒸气透过所述带孔隔板(16)进入所述隧道模型中;/n双向加载系统,包括沿竖直方向设置于所述模型箱(1)内的左侧压板(11)和右侧压板(12),所述左侧压板(11)和右侧压板(12)沿水平方向与所述模型箱(1)滑动配合,所述左侧压板(11)和右侧压板(12)分别向靠近所述隧道模型的方向移动以对所述隧道模型左右两侧施加均匀或不均匀的推力;/n顶部加载系统,设置于所述模型箱(1)内,以对所述隧道模型顶部施加均匀荷载。/n
【技术特征摘要】
1.一种隧道模型试验装置,其特征在于,包括:
模型箱(1),左右两侧及顶部开放,所述模型箱(1)内可拆卸连接有横向的带孔隔板(16),所述模型箱(1)的底部与所述横向隔板(16)之间形成底部空腔(17),所述模型箱(1)内放置有隧道模型,所述隧道模型放置于所述带孔隔板(16)之上,所述隧道模型包括隧道衬砌模型(20)以及填充于所述隧道衬砌模型(20)外周的围岩模拟材料(19);
底部浸水增湿系统,与所述底部空腔(17)连通,用于为所述底部空腔(17)提供水流或水蒸气,以使所述水流或水蒸气透过所述带孔隔板(16)进入所述隧道模型中;
双向加载系统,包括沿竖直方向设置于所述模型箱(1)内的左侧压板(11)和右侧压板(12),所述左侧压板(11)和右侧压板(12)沿水平方向与所述模型箱(1)滑动配合,所述左侧压板(11)和右侧压板(12)分别向靠近所述隧道模型的方向移动以对所述隧道模型左右两侧施加均匀或不均匀的推力;
顶部加载系统,设置于所述模型箱(1)内,以对所述隧道模型顶部施加均匀荷载。
2.如权利要求1所述的隧道模型试验装置,其特征在于,所述底部浸水增湿系统包括:
连接管路(27),第一端与所述底部空腔(17)内的进液口(18)连通;
水流/水蒸气分路转换控制组件(28),连接于所述连接管路(27)的第二端,通过所述连接管路(27)向所述底部空腔(17)内通入水流或水蒸气。
3.如权利要求2所述的隧道模型试验装置,其特征在于,所述水流/水蒸气分路转换控制组件(28)包括:
清水箱(280),设置于所述模型箱(1)的外部,所述连接管路(27)包括进液管(270)、进气管(271)和排液管(272),所述清水箱(280)连接于所述进液管(270)的第一端,所述进液管(270)的第二端与所述进液口(18)连通,所述进液管(270)沿所述清水箱(280)向所述进液口(18)的方向上依次连接有水泵(281)、水流阀门(282)、第一单向阀(283)和流量表(284),所述进气管(271)的第一端连接于所述水泵(281)和水流阀门(282)之间的进液管(270)上,所述进气管(271)的第二端连接于所述水流阀门(282)和第一单向阀(283)之间的进液管(270)上,所述进气管(271)上依次设有水蒸汽发生器进水阀门(285)、水蒸气发生器(286)和第二单向阀(287);
废水箱(288),设置于所述模型箱(1)外部,所述排液管(272)的第一端与所述废水箱(288)连通,所述排液管(272)的第二端连接于...
【专利技术属性】
技术研发人员:李荣建,师金锋,李荣锦,刘军定,王磊,谢全荣,白维仕,张世斌,
申请(专利权)人:西安理工大学,
类型:发明
国别省市:陕西;61
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