本发明专利技术公开了一种隧道或深部巷道突泥突水变形真三维模拟装置，涉及岩土工程及灾害防治领域，包括隧道或深部巷道模拟组件，隧道或深部巷道模拟组件包括储存盒、导流槽、泄水孔、滑槽、挡板、刚性模型箱、导向框、钻进孔、滤网及滤孔，刚性模型箱的表面设有连接头，刚性模型箱外侧设有与连接头连通的稳压供水组件，刚性模型箱周侧设有加载组件、钻进组件、监测系统和处理装置。实现了在结合多种地质条件下或深部巷道突泥突水灾害的真三维模拟，实现了不同地质条件对隧道或深部巷道施工的影响效果模拟。拟。拟。
【技术实现步骤摘要】
一种隧道或深部巷道突泥突水变形真三维模拟装置
[0001]本专利技术涉及岩土工程及灾害防治领域，尤其涉及一种隧道或深部巷道突泥突水变形真三维模拟装置。
技术介绍
[0002]随着我国科学技术的迅速发展，一系列战略性的工程建设不断地向地下空间进行探索。因此，在隧道及深部巷道工程的建设中，地质条件也愈加复杂多变，其突水突泥、软岩变形、冲击地压等地质灾害不断增多，造成了工期延误、人员伤亡、财产安全等重大损失。
[0003]隧道和深部巷道地质灾害频发，主要原因是对隧道及深部巷道致灾因子和过程不够清晰，因此，对隧道及深部巷道产生的地质灾害进行提前评价预估是尤为重要的；然而目前现有的隧道或深部巷道模拟装置都不能够有效模拟围岩体所处的真实地质条件，如岩体所受地应力作用，岩体富水性状况、裂隙对围岩稳定性影响等。如果能研发一种真三维地应力模拟、地下水动力模拟、围岩地质条件模拟、突水突泥灾变过程模拟、巷道开挖后围岩体裂隙变化过程模拟，综合模拟系统装置，则能够较好的揭示隧道或深部巷道地质灾害的孕育演化与触发机理，有助于提出隧道或深部巷道灾变超前预警方法，对于减少或避免隧道或深部巷道地质灾害具有重要的意义。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种隧道或深部巷道突泥突水变形真三维模拟装置。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0006]一种隧道或深部巷道突泥突水变形真三维模拟装置，包括隧道或深部巷道模拟组件，所述隧道或深部巷道模拟组件包括储存盒、导流槽、泄水孔、滑槽、挡板、刚性模型箱、导向框、钻进孔、滤网及滤孔，所述刚性模型箱侧端设有若干泄水孔，所述刚性模型箱侧端设有滑槽和钻进孔，所述挡板与滑槽滑动连接，所述导流槽与刚性模型箱连接且设置在钻进孔处，所述滤孔设置在导向框底侧内壁，且导向框的侧壁上设置有过滤网，所述刚性模型箱的表面设有连接头，所述刚性模型箱外侧设有与连接头连通的稳压供水组件，所述刚性模型箱周侧设有加载组件、钻进组件、监测系统和处理装置。
[0007]作为本专利技术再进一步的方案，所述刚性模型箱侧端固定连接有若干第二支架，所述第二支架侧端固定连接有脚垫。
[0008]作为本专利技术再进一步的方案，所述稳压供水组件包括承压水管、匀水板、压力表、稳压供水器和透水石板，所述连接头一端连接承压水管，所述透水石板设置于刚性模型箱中，所述连接头另一端连接匀水板，所述承压水管与稳压供水器连通，所述压力表设置在稳压供水器上，所述匀水板底面设置若干透水孔，所述透水石板设置在匀水板下部。
[0009]作为本专利技术再进一步的方案，所述加载组件包括千斤顶和刚性板,若干所述千斤顶设置于刚性模型箱外侧，所述刚性板设置于刚性模型箱内，所述千斤顶的输出端与刚性
板固定连接。
[0010]作为本专利技术再进一步的方案，其特征在于，所述钻进组件包括钻进电机、套管、第四支架、第二万向轮和钻头，所述第四支架下端设有若干第二万向轮，所述第四支架上端设有钻进电机，所述钻进电机输出端与钻头连接，所述钻头外侧套设有套管。
[0011]作为本专利技术再进一步的方案，所述监测系统包括伸缩杆驱动电机、三维激光扫描仪、伸缩杆、第一支架、第一万向轮、数据采集器、摄像机和第三支架，所述第一支架侧端固定连接有若干第一万向轮，所述第一支架上固定连接有伸缩杆驱动电机，所述伸缩杆驱动电机输出端设有伸缩杆，所述伸缩杆输出端设有三维激光扫描仪，所述数据采集器设置于钻进孔内，若干所述第三支架相互靠近的一端设有摄像机。
[0012]作为本专利技术再进一步的方案，所述处理装置为计算机。
[0013]本专利技术实施例提供的一种隧道或深部巷道突泥突水变形真三维模拟装置，有益效果是：
[0014]通过隧道或深部巷道模拟组件对隧道或深部巷道地质条件进行模拟，通过稳压供水组件对隧道或深部巷道模拟组件产生静水压，以模拟静水压力对隧道或深部巷道的作用，通过加载组件对隧道或深部巷道模拟组件产生三维围压，以模拟地应力对隧道或深部巷道的作用，通过钻进组件对隧道或深部巷道模拟组件的预留的洞口进行钻进，以模拟隧道或深部巷道施工工况对隧道或深部巷道岩土体的影响，通过监测系统组件预埋在隧道或深部巷道模拟组件中的岩土体中，进而监测岩土体物理力学参数，且三维激光扫描仪可以将钻孔内部情况进行扫描，在计算机中进行三维建模，对内部泥腔情况进行了解，另外通过处理装置对上述五个组件进行全自动精准控制，并对试验数据进行采集；本专利技术实现了在结合多种地质条件下或深部巷道突泥突水灾害的真三维模拟，实现了不同地质条件对隧道或深部巷道施工的影响效果模拟。
附图说明
[0015]图1为本专利技术实施例提供的一种隧道或深部巷道突泥突水变形真三维模拟装置的立体结构图。
[0016]图2为本专利技术实施例提供的一种隧道或深部巷道突泥突水变形真三维模拟装置的隧道或深部巷道模拟组件正视剖面图。
[0017]图3为本专利技术实施例提供的一种隧道或深部巷道突泥突水变形真三维模拟装置的隧道或深部巷道模拟组件俯视剖面图。
[0018]图4为本专利技术实施例提供的一种隧道或深部巷道突泥突水变形真三维模拟装置的加载组件千斤顶位置布置图。
[0019]图5为本专利技术实施例提供的一种隧道或深部巷道突泥突水变形真三维模拟装置的隧道或深部巷道模拟组件导向框示意图。
[0020]图中：1、刚性模型箱；2、第二支架；3、脚垫；4、挡板；5、滑槽；6、钻进孔；7、导流槽；8、储存盒；9、千斤顶；10、泄水孔；11、连接头；12、承压水管；13、稳压供水器；14、压力表；15、匀水板；16、滤孔；17、滤网；18、伸缩杆；19、三维激光扫描仪；20、第一支架；21、第一万向轮；22、透水石板；23、刚性板；24、导向框；25、模拟钻孔；26、岩土体Ⅰ；27、数据采集器；28、岩土体Ⅱ；29、计算机；30、摄像机；31、第三支架；32、钻进电机；33、套管；34、伸缩杆驱动电机；
35、第四支架；36、第二万向轮；37、钻头。
具体实施方式
[0021]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0022]以下结合具体实施例对本专利技术的具体实现进行详细描述。
[0023]如图1
‑
5所示，为本申请一个实施例提供的一种隧道或深部巷道突泥突水变形真三维模拟装置的结构图，包括隧道或深部巷道模拟组件，隧道或深部巷道模拟组件包括储存盒8、导流槽7、泄水孔10、滑槽5、挡板4、刚性模型箱1、导向框24、钻进孔6、滤网17及滤孔16，如图3所示，在本实施例中刚性模型箱1内设有岩土体Ⅰ26和岩土体Ⅱ28，岩土体Ⅰ26和岩土体Ⅱ28如图3分布于刚性模型箱1内，(具体试验需要根据实际需要对模型箱内的岩土体类型、倾向、倾角，或是岩溶类型，褶皱类型等等，进行调整)，在图2中，刚性模型箱1内拟设有与便于观察的与钻进孔本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种隧道或深部巷道突泥突水变形真三维模拟装置，其特征在于，包括隧道或深部巷道模拟组件，所述隧道或深部巷道模拟组件包括储存盒(8)、导流槽(7)、泄水孔(10)、滑槽(5)、挡板(4)、刚性模型箱(1)、导向框(24)、钻进孔(6)、滤网(17)及滤孔(16)，所述刚性模型箱(1)侧端设有若干泄水孔(10)，所述刚性模型箱(1)侧端设有滑槽(5)和钻进孔(6)，所述挡板(4)与滑槽(5)滑动连接，所述导流槽(7)与刚性模型箱(1)连接且设置在钻进孔(6)处，所述滤孔(16)设置在导向框(24)底侧内壁，且导向框(24)的侧壁上设置有过滤网(17)，所述刚性模型箱(1)的表面设有连接头(11)，所述刚性模型箱(1)外侧设有与连接头(11)连通的稳压供水组件，所述刚性模型箱(1)周侧设有加载组件、钻进组件、监测系统和处理装置。2.根据权利要求1所述的一种隧道或深部巷道突泥突水变形真三维模拟装置，其特征在于，所述刚性模型箱(1)侧端固定连接有若干第二支架(2)，所述第二支架(2)侧端固定连接有脚垫(3)。3.根据权利要求1所述的一种隧道或深部巷道突泥突水变形真三维模拟装置，其特征在于，所述稳压供水组件包括承压水管(12)、匀水板(15)、压力表(14)、稳压供水器(13)和透水石板(22)，所述连接头(11)一端连接承压水管(12)，所述透水石板(22)设置于刚性模型箱(1)中，所述连接头(11)另一端连接匀水板(15)，所述承压水管(12)与稳压供水器(13)连通，所述压力表(14)设置在稳压供水器(13)上，所述匀水板(15)底面设置若干透水孔，所述透水...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄建国，黎昊，杨玲，黄志豪，王本栋，毕崇远，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：
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