一种模拟隧道穿越富水断层突涌水的试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种模拟隧道穿越富水断层突涌水的试验装置，利用两两铰接的短钢板模拟由围岩容重差异或埋深高程差异导致的不均匀围岩压力，铰接短钢板能传递剪力但不传递弯矩，使得模拟不均匀围岩压力的同时不会因为压力骤变而造成剪切破坏；通过调整加载的荷载大小(即压力大小)来模拟隧道埋深，通过纱网能灵活控制破碎带的厚度和倾角，从而模拟断层宽度及倾角；通过调整围岩相似材料的组成调整围岩属性，通过水力加载装置能对断层不同富水情况进行定量控制。因此本实用新型专利技术能够灵活控制隧道埋深、围岩属性、断层宽度及倾角(隧道交角)以及水力条件等变量，适用于模拟不同埋深情况、不同断层构造、不同水力条件下隧道穿越富水断层突涌水情况。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟隧道穿越富水断层突涌水的试验装置
本技术属于隧道工程地质灾害模型试验领域，具体涉及一种模拟隧道穿越富水断层突涌水的试验装置。
技术介绍
隧道在穿越富水断层时，极易出现塌方、突涌水突泥等工程问题，这将极大增加工程难度与费用，增加工期甚至造成人员伤亡事故。开展模型试验对隧道穿越富水断层进行研究，有助于深化认识富水断层致灾机理和规律，为隧道安全施工提供指导作用。但是，现有的断层模型穿越断层隧道开挖模拟试验在隧道埋深、断层厚度、断层倾角等方面过于单一，无法精确控制变量，进而无法研究隧道稳定性与各因素之间的定量关系，所测得的结果在实际应用中常有难以调适的偏差，不具有代表性，因此难以灵活适应多变的工程实际地质情况。因此要实现富水断层突涌水的试验模拟，急需研究能综合实现断层参数，不同水力条件和工程地质条件模拟的试验装置。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术提供了一种模拟隧道穿越富水断层突涌水的试验装置，能够灵活控制隧道埋深、围岩属性、断层宽度及倾角以及水力条件等变量，准确研究隧道稳定性与各因素之间的定量关系，能灵活适应多本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模拟隧道穿越富水断层突涌水的试验装置，其特征在于，包括模型试验箱(1)、顶部荷载控制系统、水力加载装置、断层构造、数据采集监测设备、视频录制设备以及突涌水混合物收集装置；/n所述模型试验箱(1)的一侧面上设置有隧道断面(4)；/n所述断层构造包括设置在模型试验箱(1)内的破碎带和围岩相似材料(29)，围岩相似材料(29)顶部设置有传力板(11)；破碎带包括破碎带相似材料(23)和用于将破碎带相似材料(23)和围岩相似材料(29)隔开的纱网(24)；破碎带呈倾斜设置，沿隧道断面(4)开挖的隧道能穿过破碎带的倾斜面；传力板(11)由多块短钢板通过铰接装置(31)铰接而成；/n所述顶部荷载控...

【技术特征摘要】
1.一种模拟隧道穿越富水断层突涌水的试验装置，其特征在于，包括模型试验箱(1)、顶部荷载控制系统、水力加载装置、断层构造、数据采集监测设备、视频录制设备以及突涌水混合物收集装置；
所述模型试验箱(1)的一侧面上设置有隧道断面(4)；
所述断层构造包括设置在模型试验箱(1)内的破碎带和围岩相似材料(29)，围岩相似材料(29)顶部设置有传力板(11)；破碎带包括破碎带相似材料(23)和用于将破碎带相似材料(23)和围岩相似材料(29)隔开的纱网(24)；破碎带呈倾斜设置，沿隧道断面(4)开挖的隧道能穿过破碎带的倾斜面；传力板(11)由多块短钢板通过铰接装置(31)铰接而成；
所述顶部荷载控制系统用于给传力板(11)施加向下的压力载荷；所述水力加载装置用于向破碎带内定量注水；所述数据采集监测设备埋设在破碎带相似材料(23)和围岩相似材料(29)内；所述突涌水混合物收集装置用于收集从隧道断面(4)流出的突涌水混合物；所述视频录制设备用于录制隧道突涌水发生过程。


2.根据权利要求1所述的模拟隧道穿越富水断层突涌水的试验装置，其特征在于，模型试验箱(1)包括钢骨架和固定设置在钢骨架内的箱体(3)，箱体(3)由第一侧板、第二侧板、第三侧板、第四侧板和底板围成，第一侧板和第三侧板相对设置，第二侧板和第四侧板相对设置，在第一侧板上设置隧道断面(4)，第一侧板为透明钢化玻璃。


3.根据权利要求1所述的模拟隧道穿越富水断层突涌水的试验装置，其特征在于，传力板(11)与围岩相似材料(29)之间布置有橡胶止水薄板(12)。


4.根据权利要求1所述的模拟隧道穿越富水断层突涌水的试验装置，其特征在于，破碎带的顶部与传力板(11)相接，底部与模型试验箱(1)的底部内侧接触，两端分别与模型试验箱(1)上相对的两侧内壁接触，破碎带与隧道断面(4)垂直的纵截面呈平行四边形设置。


5.根据权利要求1所述的模拟隧道穿越富...

【专利技术属性】
技术研发人员：王青松，陈建勋，罗彦斌，郭佳奇，王宏宇，李尧，王利宝，陈辉，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61