The invention provides an experimental device for simulating tunnels crossing multiple complex strata. The device includes the rotary table, the test box, the transport frame and the test bench, the rotary table includes the horizontal turntable and the vertical turntable, and the rotary table carries the test box. According to the geological rock crossing through the tunnel, the laying of the similar material rock is completed in the test box under the coordination of the horizontal turntable and the vertical turntable; the transport frame is connected. The turntable and test stand are used to transfer the test box between the rotating platform and the test bench, and the test bed is a multi-function test system controlled by the computer. The system can exert different external effects on the similar materials in the test box. Through the horizontal turntable and vertical turntable on the rotary table, the invention completes the laying of different rock formations with similar material similar material, and combines with the control system of the test bench to simulate and analyze the influence of the tunnel through complex geological bodies with multiple groups of different forms and associated multiphase fluids.
【技术实现步骤摘要】
模拟隧道穿越多组复杂地层的试验装置
本专利技术涉及隧道工程
,尤其涉及一种模拟隧道穿越多组复杂地层的试验装置。
技术介绍
近年来随着交通基础设施建设的不断深入,隧道工程也迎来了难得的发展机遇和全新的挑战。隧道建设过程中所遇到的不良地质条件不断增多,所面临的风险也日趋严重。因此,对于隧道在高地应力、高水压、高地温地热、软弱、松散、含瓦斯等复杂地质环境下施工中所遇到的问题,能够做出合理的评价与预测显得尤为重要。隧道模型试验以相似理论为基础,避开理论分析与数值计算、现场试验的所具有的局限性,能够全面、直观、准确的突出矛盾,反映现象内在联系的一种研究手段。通过隧道模型试验,提升人们对于隧道在特定环境下的围岩结构受力、变形、破坏等方面的理解,从而能够拓宽研究思路、丰富研究成果。加大对隧道穿越复杂地质条件的研究,具有重要的理论意义和现实意义。特别是在不断提升我国西南地区经济和基础设设施水平的大背景下,隧道工程建设对于该地区的发展至关重要。但是我国西南地区所特有的地形地貌和地质构造特征,使隧道工程面临的挑战前所未有。与此同时,现今关于在复杂环境隧道建设方面的研究仍不充分。 ...
【技术保护点】
一种模拟隧道穿越多组复杂地层的试验装置,其特征在于,包括:旋转台、试验箱体、转运架和试验台,所述旋转台包括水平转盘和竖直转盘,所述旋转台承载所述试验箱体,根据隧道所穿越的地质岩层在水平转盘和竖直转盘协同配合下在所述试验箱体中水平方向铺设相似材料,所述相似材料的倾斜角度根据模拟隧道穿越的地质条件而定,并且通过所述水平转盘和竖直转盘来调整;所示转运架连接所述旋转台与所述试验台,在所述旋转台与所述试验台之间转运所述试验箱体;所述试验台对所述试验箱体内的相似材料岩层施加作用,对所述相似材料进行模拟隧道穿越复杂地质体的试验。
【技术特征摘要】
1.一种模拟隧道穿越多组复杂地层的试验装置,其特征在于,包括:旋转台、试验箱体、转运架和试验台,所述旋转台包括水平转盘和竖直转盘,所述旋转台承载所述试验箱体,根据隧道所穿越的地质岩层在水平转盘和竖直转盘协同配合下在所述试验箱体中水平方向铺设相似材料,所述相似材料的倾斜角度根据模拟隧道穿越的地质条件而定,并且通过所述水平转盘和竖直转盘来调整;所示转运架连接所述旋转台与所述试验台,在所述旋转台与所述试验台之间转运所述试验箱体;所述试验台对所述试验箱体内的相似材料岩层施加作用,对所述相似材料进行模拟隧道穿越复杂地质体的试验。2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述旋转台包括底座、竖直转盘、水平转盘、滑轨、推拉杆和锁脚,所述竖直转盘、水平转盘设置在所述底座上,所述滑轨与所述水平转盘连接,所述推拉杆与所述竖直转盘、水平转盘连接,所述锁脚与所述试验箱体的固定脚连接,所述旋转台的动力通过底座内置齿轮泵与竖直转盘背面赤轨黏合、并配合伺服控制系统来实现。3.根据权利要求2所述的装置,其特征在于,所述竖直转盘采用弧形、中空结构,并且所述竖直转盘的外壁的厚度大于设定的数值。4.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,当模拟的隧道轴线方向与岩层方向平行时,按照岩层实际层位关系,将相似材料在所述试验箱体中分层、水平铺设。5.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,当模拟的隧道轴线方向与岩层方向相交时,根据隧道与相交岩层之间的相交空间角度和岩层厚度确定倾斜岩层与所述试验箱体的内壁的交线,通过调整所述竖直转盘、水平转盘将由多条所述交线所形成的交线平面旋转到水平位后,将相似材料在所述试验箱体中分层、水平铺设;当模拟的隧道轴线与一条以上的岩层方向相交时,依照上述过程确定各自的交线平面,通过调整竖直转盘、水平转盘将各个交线平面旋转至水平位后,再进行相似材料的铺设,其中一个交线平面对应一次相似材料的铺设。6.根据权利要求1至5任一项所述的装置,其特征在于,所述试验箱体的底部设置行走部、滑靴,所述试验箱体通过所述行走部、滑靴在所述旋转台与所述试验台之间行走;所述试验箱体的顶部设置顶部加压和气液端口,左侧端面设置左部加压和气液端口,右侧端面设置右部加压和气液端口。7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,在所...
【专利技术属性】
技术研发人员:谭忠盛,李松涛,杨旸,张志恩,王知远,何利彬,王国靖,李闯,
申请(专利权)人:北京交通大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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