【技术实现步骤摘要】
自平衡双加载方式地质力学模型试验装置及方法
本专利技术涉及一种地质力学模型试验系统，具体的说是一种自平衡双加载方式地质力学模型试验装置及方法。
技术介绍
随着经济的发展和交通运输量的增加，我国已经成为世界上隧道工程规模最大、数量最多、修建速度最快的国家。由于地质条件的复杂性、环境温度的周期性以及结构材料自身特性，极易引发隧道施工阶段的塌方、运营阶段的衬砌开裂掉块等灾害。因此，掌握隧道在不同荷载和因素下的变形规律、破坏机理以及如何采取行之有效的处理措施已经成为制约隧道发展的核心问题之一。针对这些问题现阶段主要有理论分析、数值模拟和地质力学模型试验，其中进行以相似理论为基础的地质力学模型试验一直是研究此类问题最普遍、有效的方法之一。要进行地质力学模型试验，就必须要有地质力学模型试验装置。目前，地质力学模型试验试验多数采用液压伺服控制的千斤顶，此类加载方式具有精度高、响应速度快、负载刚度大等优点，但也存在不易长期稳压的缺点。而隧道作为一种典型的地下结构有时需要考虑大埋深、高地应力、岩土体的固结蠕变、衬砌冻融循环等复杂条件，...
【技术保护点】
1.一种自平衡双加载方式地质力学模型试验装置，其特征在于：包括承力台架(21)，设置在承力台架(21)内部的垫板(26)和垫板(26)下方设置的地质力学模型(33)；所述的承力台架(21)为框形结构，内部安装有底板和隔离板(22)；垫板(26)下方填充有充填材料(32)，垫板(26)上方设置有若干只配重块(29)；承力台架(21)上方的设置有若干只反力板(24)，每只反力板(24)下方设置有液压千斤顶(25)，液压千斤顶(25)施压在垫板(26)上，将力学载荷传递至地质力学模型(33)。/n
【技术特征摘要】
1.一种自平衡双加载方式地质力学模型试验装置，其特征在于：包括承力台架(21)，设置在承力台架(21)内部的垫板(26)和垫板(26)下方设置的地质力学模型(33)；所述的承力台架(21)为框形结构，内部安装有底板和隔离板(22)；垫板(26)下方填充有充填材料(32)，垫板(26)上方设置有若干只配重块(29)；承力台架(21)上方的设置有若干只反力板(24)，每只反力板(24)下方设置有液压千斤顶(25)，液压千斤顶(25)施压在垫板(26)上，将力学载荷传递至地质力学模型(33)。
2.根据权利要求1所述的一种自平衡双加载方式地质力学模型试验装置，其特征在于：隔离板(22)上预留操作洞(23)。
3.根据权利要求1所述的一种自平衡双加载方式地质力学模型试验装置，其特征在于：垫板(26)包括底部钢板(35)、中间的型钢(36)和顶部的施力圆棒(34)，所述的施压钢棒(34)垂直于型钢长度方向设置。
4.根据权利要求3所述的一种自平衡双加载方式地质力学模型试验装置，其特征在于：液压千斤顶(25)的活动端作用在施力圆棒(34)中部。
5.根据权利要求1所述的一种自平衡双加载方式地质力学模型试验装置，其特征在于：若干只液压千斤顶(25)分别通过油路连接至液压工作站(30)，液压工作站(30)与伺服控制器(31)电连接。
6.根据权利要求1所述的一种自平衡双加载方式地质力学模型试验装置，其特征在于：承力台架(21)和反力板(24)通过螺栓固定为一体化结构。
7.利用权利要求1至6任意之一所述的自平衡双加载方式地质力学模型试验装置进行二次衬砌模型的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：
【1】二次衬砌模型的预制：
根据地质力学模型试验的要求和相似原理，制作隧道二次衬砌模型的预制装置，并预制隧道二次衬砌模型；
【2】力学加载试验：
【2.1】根据试验要求在模型试验装置上布设应变片和应力计；
【2.2】将围岩相似材料分层倒入模型试验装置内部，当达到设定高度时将步骤【1】中预制的二次衬砌模型放入，继续分层将围岩相似材料埋设到模型试验装置顶部，之后放置平板(35)、垫板(26)、反力板(24)和液压千斤顶(25)；
【2.3】通过操作洞(23)将位移传感器、裂缝检测仪、摄像仪放置于二次衬砌模型内部；
【2.4】根据试验要求，先在垫板(26)上放置配重块...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗彦斌，陈建勋，徐子龙，王传武，邵汉祥，袁江鹏，李九超，万利，施昌龄，唐兵生，崔泽强，臧春雷，刘成龙，
申请(专利权)人：长安大学，中交第三公路工程局有限公司，中交第三公路工程局有限公司第四工程分公司，山东省交通规划设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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