【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及隧道实验装置，特别涉及一种隧道力学特性试验装置。
技术介绍
1、隧道为地层中的结构物，隧道的建设安全一直以来都是重中之重，因此揭示隧道变形时空特性，对科学评价隧道稳定性，采取相应变形控制措施具有重要意义。
2、由于现场试验成本高且费时费力，且无法直观的对隧道进行特定应力状态、复杂应力状态下力学响应进行测试，因此多采用隧道的实验装置或平台进行模拟实验，现有的隧道实验装置通常能够仿真还原现实中的圆弧形混凝土隧道的衬砌结构形态，并且以施加反力于衬砌结构上，以模拟隧洞岩石对衬砌结构的压力，并且于衬砌结构内设置力学传感器，随反力结构的施压以检测建设后的衬砌结构应力状态。
3、然而现实中隧洞岩石与隧道衬砌结构之间接触并不密实，会存在诸多孔洞，因而导致岩石与衬砌结构接触的应力与不接触时的应力存在差异，现有的隧道实验平台往往忽略该应力的差异，难以模拟实际中存在孔洞处的衬砌结构应力状态，也无法模拟多孔洞的位置多样化状态下衬砌结构的应力状态，因此难以切实的反应真实的特性复杂力学响应。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种隧道力学特性试验装置，能够切实的模拟衬砌结构复杂的应力状态。
2、本专利技术提供了一种隧道力学特性试验装置，包括衬砌结构，多个力学传感器、反力支撑板、多个反力加压组件，衬砌结构连接于底座上，多个力学传感器均匀的分布于衬砌结构内，反力支撑板与衬砌结构形状相同且半径大于衬砌结构，反力支撑板套设于衬砌结构外且两者同轴，反力支撑板的底部与底座固
3、较佳地，位于衬砌结构的其中一端面设置有掌子面，掌子面设置于衬砌结构的内轮廓断面内。
4、较佳地，衬砌结构与底座之间还设置有反力支撑座，反力支撑座用以支撑衬砌结构，以模拟现实中隧道衬砌结构受挤压后发生沉降的状态。
5、较佳地，多个力学传感器分布于衬砌结构厚度的内侧弧面、中部以及靠近反力支撑板的外侧弧面上，以实现对衬砌结构的应力实现均匀且精确的检测。
6、较佳地，所述反力加压组件包括第一液压缸，所述第一液压缸包括固定部和伸缩部，所述固定部的端部均连接有弧面的抵板，所述抵板与衬砌结构的外弧壁相紧贴，所述抵板与第一液压缸为可拆卸连接，通过更换大小不同的抵板通过改变空载面积的大小以模拟不同的衬砌结构背后空洞情况下隧道的力学状态。
7、较佳地，反力支撑座包括支撑座本体，支撑座本体的中部沿竖向开设有容纳槽，容纳槽的底部设置有用以升降衬砌结构的多个第二液压缸，衬砌结构的底部置于容纳槽内并与第二液压缸的伸缩部相连接。
8、较佳地，底座位于衬砌结构的中部位置沿衬砌结构的轴向延伸方向固定连接有滑轨，滑轨上设置有滑块，滑块的上方设置有用于观察衬砌结构于加压状态下是否存在开裂或形变的监测器。
9、较佳地，掌子面包括岩土体或石块混凝土。
10、较佳地，还包括设置于衬砌结构内的钢架，钢架与衬砌结构之间设置有多个位移千分表，用以监测衬砌结构内弧面典型的断面位移。
11、较佳地，反力支撑板为钢板。
12、较佳地，还包括动态数据采集系统，用以对各力学传感器的数据进行收集和分析。
13、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：通过设置的力学传感器以实时监测衬砌结构在复杂受荷状态下、不同部位的拉压状态，为评价隧道稳定性、安全措施的提出提供基础数据，其数量为多个，使得衬砌结构的复杂应力检测更为全面、获取的数据更为精确，同时，通过设置的多个反力加压组件部分与衬砌结构接触并加压，以模拟实际中岩石与隧道的衬砌结构相接触，而未接触到的部分以模拟现实中所存在的孔洞，从而来实现该实验装置的拟真性，具体的，反力加压组件用以借助反力支撑板的支撑以模拟隧道均布受力或应力集中等复杂的受荷状态，通过调整压力大小以模拟隧道处于不同埋置深度下所受到的围岩压力，其中通过限定各反力加压组件的位置可调节，可用于模拟实际中不同位置、大小的孔洞，切实的模拟衬砌结构复杂的应力状态。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种隧道力学特性试验装置，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种隧道力学特性试验装置，其特征在于，位于衬砌结构(1)的其中一端面设置有掌子面(6)，所述掌子面(6)设置于衬砌结构(1)的内轮廓断面内。
3.如权利要求2所述的一种隧道力学特性试验装置，其特征在于，所述衬砌结构(1)与底座(2)之间还设置有反力支撑座(7)，所述反力支撑座(7)用以支撑所述衬砌结构(1)，以模拟现实中隧道衬砌结构(1)受挤压后发生沉降的状态。
4.如权利要求1所述的一种隧道力学特性试验装置，其特征在于，多个所述力学传感器(3)分布于衬砌结构(1)厚度的内侧弧面、中部以及靠近所述反力支撑板(4)的外侧弧面上，以实现对衬砌结构(1)的应力实现均匀且精确的检测。
5.如权利要求4所述的一种隧道力学特性试验装置，其特征在于，所述反力加压组件(5)包括第一液压缸(51)，所述第一液压缸(51)包括固定部和伸缩部，所述固定部的端部均连接有弧面的抵板(52)，所述抵板(52)与衬砌结构(1)的外弧壁相紧贴，所述抵板(52)与第一液压缸(51)为可拆卸连接，
6.如权利要求3所述的一种隧道力学特性试验装置，其特征在于，所述反力支撑座(7)包括支撑座本体(71)，所述支撑座本体(71)的中部沿竖向开设有容纳槽(711)，所述容纳槽(711)的底部设置有用以升降衬砌结构(1)的多个第二液压缸(72)，所述衬砌结构(1)的底部置于所述容纳槽(711)内并与所述第二液压缸(72)的伸缩部相连接。
7.如权利要求1所述的一种隧道力学特性试验装置，其特征在于，所述底座(2)位于所述衬砌结构(1)的中部位置沿衬砌结构(1)的轴向延伸方向固定连接有滑轨(8)，所述滑轨(8)上设置有滑块(81)，滑块(81)的上方设置有用于观察衬砌结构(1)于加压状态下是否存在开裂或形变的监测器(9)。
8.如权利要求2所述的一种隧道力学特性试验装置，其特征在于，所述掌子面(6)包括岩土体或石块混凝土。
9.如权利要求5所述的一种隧道力学特性试验装置，其特征在于，还包括设置于所述衬砌结构(1)内的钢架(11)，所述钢架(11)与衬砌结构(1)之间设置有多个位移千分表(12)，用以监测衬砌结构(1)内弧面典型的断面位移。
10.如权利要求1所述的一种隧道力学特性试验装置，其特征在于，还包括动态数据采集系统(10)，用以对各力学传感器(3)的数据进行收集和分析。
...【技术特征摘要】
1.一种隧道力学特性试验装置，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种隧道力学特性试验装置，其特征在于，位于衬砌结构(1)的其中一端面设置有掌子面(6)，所述掌子面(6)设置于衬砌结构(1)的内轮廓断面内。
3.如权利要求2所述的一种隧道力学特性试验装置，其特征在于，所述衬砌结构(1)与底座(2)之间还设置有反力支撑座(7)，所述反力支撑座(7)用以支撑所述衬砌结构(1)，以模拟现实中隧道衬砌结构(1)受挤压后发生沉降的状态。
4.如权利要求1所述的一种隧道力学特性试验装置，其特征在于，多个所述力学传感器(3)分布于衬砌结构(1)厚度的内侧弧面、中部以及靠近所述反力支撑板(4)的外侧弧面上，以实现对衬砌结构(1)的应力实现均匀且精确的检测。
5.如权利要求4所述的一种隧道力学特性试验装置，其特征在于，所述反力加压组件(5)包括第一液压缸(51)，所述第一液压缸(51)包括固定部和伸缩部，所述固定部的端部均连接有弧面的抵板(52)，所述抵板(52)与衬砌结构(1)的外弧壁相紧贴，所述抵板(52)与第一液压缸(51)为可拆卸连接，通过更换大小不同的抵板(52)通过改变空载面积的大小以模拟不同的衬砌结构(1)背后空洞情况下隧道的力学状态。
6.如权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚志雄，何嘉玮，王刚，陈希茂，郑国文，陈军浩，吴波，詹金武，徐云山，刘梦飞，
申请(专利权)人：福建理工大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。