一种适用于富水砂化白云岩突涌模拟的模型试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种适用于富水砂化白云岩突涌模拟的模型试验装置，包括顶部设有开口的试验箱体，试验箱体内部设有黄黏土层，所述黄黏土层内预埋有围岩层和碎石层；试验箱体的开口处设有加压板，加压板上设有储水箱，所述储水箱内设有活动板，所述储水箱上设有伸入至碎石层内的进水管；还包括加压组件，所述加压组件包括第一输出轴和第二输出轴，所述第一输出轴用于插入至储水箱内并推动活动板移动，所述第二输出轴用于推动储水箱挤压加压板。通过模拟涌突水过程中围岩应力、涌水量等多场信息演化规律的差异来分析突水涌砂发生机制以及灾变发生时的预警信息。变发生时的预警信息。变发生时的预警信息。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于富水砂化白云岩突涌模拟的模型试验装置


[0001]本专利技术涉及工程施工
，具体涉及一种适用于富水砂化白云岩突涌模拟的模型试验装置。

技术介绍

[0002]随着我国经济建设的蓬勃发展，对基础设施、尤其是交通设施建设的要求也在不断的提高。在公路、铁路等基础设施的建设过程中，隧道具有缩短线路里程、改善交通运营条件等特点，得到广泛的应用。近十几年来，我国重大工程建设重心由地形地质条件良好的区域向地形地质条件极端复杂的西部山区与岩溶地区转移，正在或即将修建大量的高风险深长隧道工程。深长隧道工程由于埋深大、洞身长、地质条件复杂，在修建过程中，会遇到一系列特殊的地质灾害问题，如:软弱破碎带、节理发育、断层发育、高地应力、岩爆、突水、突泥、突砂、高瓦斯、高地温等问题，其中又以岩溶隧道突涌水最为常见，危害性也最大。同时，我国是世界上岩溶分布最广的国家，西部已建和在建隧道中位于岩溶地区的隧道占有相当大的比例，在这些隧道中，围岩富含水体，给隧道的施工和运营带来了很大的突水风险，为探究不同富水条件下，砂化白云岩区域突水涌砂发生机制，因此，亟需开展砂化白云岩突水涌砂的模型试验，从涌突水过程中围岩应力、涌水量等多场信息演化规律的差异来分析突水涌砂发生机制以及灾变发生时的预警信息。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术中的不足，目的在于提供一种适用于富水砂化白云岩突涌模拟的模型试验装置，通过模拟涌突水过程中围岩应力、涌水量等多场信息演化规律的差异来分析突水涌砂发生机制以及灾变发生时的预警信息。
[0004]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0005]一种适用于富水砂化白云岩突涌模拟的模型试验装置，包括顶部设有开口的试验箱体，所述试验箱体内部设有黄黏土层，所述黄黏土层内预埋有围岩层和碎石层；
[0006]所述试验箱体的开口处设有加压板，所述加压板上设有储水箱，所述储水箱内设有活动板，所述储水箱上设有伸入至碎石层内的进水管；
[0007]还包括加压组件，所述加压组件包括第一输出轴和第二输出轴，所述第一输出轴用于插入至储水箱内并推动活动板移动，所述第二输出轴用于推动储水箱挤压加压板。
[0008]进一步地，所述围岩层采用石英石、重晶石粉、水浴加热后的凡士林以及石膏粉搅拌混合而成。
[0009]进一步地，所述试验箱体的顶部设有支撑杆，所述支撑杆上设有横板，所述加压组件位于横板上。
[0010]进一步地，所述加压组件包括缸体、缸盖、活塞以及缸底，所述缸体贯穿横板，所述缸底固定在缸体的顶部，所述活塞位于缸体内，所述第二输出轴一端与活塞的底部连接，另一端竖直贯穿所述缸盖。
[0011]进一步地，所述缸盖上还设有第一进油孔，所述缸底上设有第二进油孔。
[0012]进一步地，所述第二输出轴内设有内径与第一输出轴直径相同的通孔，所述通孔沿第二输出轴轴向贯穿其两端；
[0013]所述第一输出轴位于通孔内；
[0014]所述活塞上还设有与通孔连通的连接孔。
[0015]进一步地，所述加压组件还包括外径与缸体内径一致的活动筒，所述活动筒位于缸体内，所述活塞的外径与活动筒的内径一致，所述活塞位于活动筒内；
[0016]所述缸底朝向缸体方向的内壁上设有凹槽，所述凹槽内设有第一伸缩件，所述第一伸缩件的活动端设有用于与活动筒内壁连接的连接杆，所述第一伸缩件用于驱动活动筒沿着第二输出轴轴向移动。
[0017]进一步地，所述活动筒的内壁上设有限位槽，所述限位槽内设有弹性件和锁紧球；
[0018]所述活塞的圆周侧壁上还设有与锁紧球对应的锁紧槽，当活塞上的锁紧槽与锁紧球齐平时，所述弹性件能够推动锁紧球插入至锁紧槽内，将活塞固定在活动筒内；
[0019]所述活塞上还设有通道，所述通道一端与锁紧槽连通，另一端与活塞的远离缸底方向的端面连通。
[0020]进一步地，所述第一伸缩件朝向活塞方向的端部设有封堵块，所述封堵块的外径与所述连接孔的内径一致，且所述第一伸缩件沿活塞方向拉伸时，所述封堵块能够插入至连接孔内。
[0021]进一步地，所述第一伸缩件内还设有活动杆，所述活动杆一端与第一伸缩件的活动端固定连接，另一端贯穿至缸底外；
[0022]所述活动杆内部设有与第一伸缩件内部连通的第三进油孔；
[0023]所述活动杆上还设有第二伸缩件，所述第二伸缩件套设在活动杆伸出至缸底之外的端部上；
[0024]所述第一伸缩件和第二伸缩件均为密封结构的波纹管。
[0025]本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
[0026]1、本专利技术利用设置在模拟试验箱体内的围岩层模拟出砂化白云岩，并通过向碎石层内通入不同压力的水压达到模拟出不同渗压的目的，从而实现了从涌突水过程中围岩应力、涌水量等多场信息演化规律的差异来分析突水涌砂发生机制以及灾变发生时的预警信息；
[0027]2、本专利技术利用设置的加压组件不仅能够实现对模拟试验初始地应力的调节，同时还能够实现模拟试验渗压的调节，满足了不同模拟试验的需求；
[0028]3、本专利技术利用设置的第一伸缩件能够调节活动筒在缸体内的位置，从而调节第一输出轴和第二输出轴的最大位移量，进一步满足了不同模拟试验的模拟需求，并且利用设置在活动筒上的锁紧球能够对活塞进行限位，保证了第二输出轴能够保持稳定的初始地应力，同时便于对第一输出轴位置的调节，实现对模拟试验渗压的调节。
附图说明
[0029]此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：
[0030]图1为本专利技术结构主视图；
[0031]图2为本专利技术结构侧视图；
[0032]图3为本专利技术加压组件与储水箱的连接结构示意图；
[0033]图4为本专利技术加压组件与储水箱另一种状态时的结构示意图；
[0034]图5为本专利技术图3中A部放大后的结构示意图；
[0035]图6为本专利技术图4中B部放大后的结构示意图。
[0036]附图中标记及对应的零部件名称：
[0037]1、试验箱体；2、储水箱；3、支撑杆；4、缸底；5、加压组件；6、横板；7、进水管；8、碎石层；9、围岩层；10、黄黏土层；11、加压板；12、活动板；13、第一输出轴；14、第一进油孔；15、活动筒；16、缸体；17、第一伸缩件；18、活动杆；19、第二伸缩件；20、第二进油孔；21、第二输出轴；22、缸盖；23、活塞；24、连接杆；25、第三进油孔；26、封堵块；27、通道；28、锁紧球；29、弹性件。
具体实施方式
[0038]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。
[0039]实施例
[0040]如图1至图6所示，本专利技术，包括顶部设有开口的试验箱体1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于富水砂化白云岩突涌模拟的模型试验装置，其特征在于，包括顶部设有开口的试验箱体(1)，所述试验箱体(1)内部设有黄黏土层(10)，所述黄黏土层(10)内预埋有围岩层(9)和碎石层(8)；所述试验箱体(1)的开口处设有加压板(11)，所述加压板(11)上设有储水箱(2)，所述储水箱(2)内设有活动板(12)，所述储水箱(2)上设有伸入至碎石层(8)内的进水管(7)；还包括加压组件(5)，所述加压组件(5)包括第一输出轴(13)和第二输出轴(21)，所述第一输出轴(13)用于插入至储水箱(2)内并推动活动板(12)移动，所述第二输出轴(21)用于推动储水箱(2)挤压加压板(11)。2.根据权利要求1所述的一种适用于富水砂化白云岩突涌模拟的模型试验装置，其特征在于，所述围岩层(9)采用石英石、重晶石粉、水浴加热后的凡士林以及石膏粉搅拌混合而成。3.根据权利要求1所述的一种适用于富水砂化白云岩突涌模拟的模型试验装置，其特征在于，所述试验箱体(1)的顶部设有支撑杆(3)，所述支撑杆(3)上设有横板(6)，所述加压组件(5)位于横板(6)上。4.根据权利要求3所述的一种适用于富水砂化白云岩突涌模拟的模型试验装置，其特征在于，所述加压组件(5)包括缸体(16)、缸盖(22)、活塞(23)以及缸底(4)，所述缸体(16)贯穿横板(6)，所述缸底(4)固定在缸体(16)的顶部，所述活塞(23)位于缸体(16)内，所述第二输出轴(21)一端与活塞(23)的底部连接，另一端竖直贯穿所述缸盖(22)。5.根据权利要求4所述的一种适用于富水砂化白云岩突涌模拟的模型试验装置，其特征在于，所述缸盖(22)上还设有第一进油孔(14)，所述缸底(4)上设有第二进油孔(20)。6.根据权利要求4所述的一种适用于富水砂化白云岩突涌模拟的模型试验装置，其特征在于，所述第二输出轴(21)内设有内径与第一输出轴(13)直径相同的通孔，所述通孔沿第二输出轴(21)轴向贯穿其两端；所述第一输出轴(13)位于通孔内；所述活塞(23)上还设有与通孔连通的连接孔。7.根据权利要求6所述的一种适...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓友权，李小兵，鲜一丁，王官，贾涛，杜春强，齐永立，邓中伟，周胜贺，蓝明辉，沈怀秋，董文峰，
申请(专利权)人：中铁十六局集团有限公司成昆铁路有限责任公司，
类型：发明
国别省市：