地裂缝土质隧道物理模型试验装置及模型试验方法

摘要

本发明公开了一种地裂缝土质隧道物理模型试验装置，包括模型装置中的模型箱，模型箱内以立轴对称设置有下盘土体和上盘土体，上盘土体和下盘土体之间为模拟地裂缝，下盘土体的下方安装有固定底板，上盘土体的下方安装有沉降装置中的上盘土体托板；在上盖与上盘土体和下盘土体之间设置有气压囊；在模型箱圆柱侧壁水平开有隧道洞口，该隧道洞口的洞轴线与模型箱的立轴垂直，该隧道洞口内有一模型隧道衬砌结构，设置有各种传感器。本发明还公开了一种地裂缝土质隧道物理模型试验方法，利用上述装置实现地裂缝走向变化，围岩土体地层结构及力学性质变化，衬砌结构形式、断面和刚度变化等各种方案的试验。本发明的装置及方法简单、准确性好。

主权项

一种地裂缝土质隧道物理模型试验装置，其特征在于，包括模型装置、沉降装置和控制装置三部分，模型装置通过支架(28)支撑，模型装置的下方设置有沉降装置(23)，模型装置和沉降装置(23)均与控制装置(26)连接，所述模型装置，包括模型箱(4)，所述模型箱(4)的圆柱侧壁水平开有一隧道洞口，该隧道洞口的洞轴线与模型箱(4)的立轴垂直，该隧道洞口内有一模型隧道衬砌结构(12)，该隧道洞口的直径与模型隧道衬砌结构(12)直径一致，在洞口两端的圆柱侧壁之间固定有一个水平基准梁(11)；所述水平基准梁(11)上安装有位移计(6)，位移计(6)的下端与模型隧道衬砌结构(12)的下端连接，该位移计(6)可在水平基准梁(11)上自由滑动；在每个模型隧道衬砌结构(12)顶部、底部和侧壁外侧还安装有多个压力计(13)；模型箱(4)根据实际工程按照设定的比例缩小制成，模型箱(4)为一个内空的、竖立的、圆柱形的容器，包括上盖(14)、圆柱侧壁(17)和底板部分，底板部分沿直径分为固定底板(27)和活动开口，模型箱(4)内以立轴对称设置有下盘土体(19)和上盘土体(5)，上盘土体(5)和下盘土体(19)之间设置有模拟地裂缝(18)，模拟地裂缝(18)的下沿即为模型箱(4)固定底板(27)和活动开口的交界处，下盘土体(19)的下方对应安装有固定底板(27)，上盘土体(5)的下方活动开口对应安装有沉降装置(23)中的上盘土体托板(21)；在上盖(14)与上盘土体(5)和下盘土体(19)之间设置有气压囊(15)。