一种地质顺层隧道模型试验装置及其测试方法制造方法及图纸

本申请提供了一种地质顺层隧道模型试验装置及其测试方法，涉及岩土力学实验技术领域。试验装置包括模型箱、第一配件、第二配件、隧道模拟件和插板。模型箱的第一侧壁上设有第一镶嵌槽，模型箱的第二侧壁上设有第二镶嵌槽，第一镶嵌槽和第二镶嵌槽内均从下至上安装有第二配件、隧道模拟件和第一配件。插板设于模型箱内，以限定出顺层所处的位置和走向。隧道模拟件设有隧道轮廓线。利用隧道模拟件能够满足实际工程中隧道不同的开挖轮廓，第一配件和第二配件用于限定隧道模拟件的埋设深度。插板能够模拟不同位置和走向的地质顺层。在隧道模拟件上的隧道轮廓线，以便于后期在隧道模拟件上开挖隧道模型。

【技术实现步骤摘要】
一种地质顺层隧道模型试验装置及其测试方法
本申请涉及岩土力学实验
，具体而言，涉及一种地质顺层隧道模型试验装置及其测试方法。
技术介绍
目前，关于顺层偏压隧道的模型试验中，并无专门的模型试验装置进行模型的构建，通常采用钢架等约束或普通的模型装置建立模型，地层中顺层的构建较为困难，并且围岩变形往往通过预埋位移计监测装置进行监测，位移监测不直观。
技术实现思路
本申请实施例提供一种地质顺层隧道模型试验装置及其测试方法，以改善目前构建顺层隧道模型实验难度大的问题。第一方面，本申请实施例提供地质顺层隧道模型试验装置，包括模型箱、第一配件、第二配件、隧道模拟件和插板。模型箱包括模型框和连接于模型框的底壁、顶壁、第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁，顶壁和底壁在上下方向上相对布置，第一侧壁和第二侧壁在前后方向相对布置，第三侧壁和第四侧壁在左右方向相对布置，第一侧壁和第二侧壁为透明结构并可拆卸地连接于模型框，第一侧壁上设有贯穿第一侧壁前后两侧的第一镶嵌槽，第二侧壁上设有贯穿第二侧壁前后两侧的第二镶嵌槽，第一镶嵌槽和第二镶嵌槽对齐，第一镶嵌槽和第二镶嵌槽内均从下至上安装有第二配件、隧道模拟件和第一配件。插板用于设在模型箱内，以限定出顺层所处的位置和走向。隧道模拟件上设有隧道轮廓线。上述技术方案中，通过隧道模拟件能够模拟实际工程中隧道的开挖位置，第一配件和第二配件用于限定隧道模拟件的埋设深度。通过插板能够限定出顺层的位置和走向，便于模拟不同位置和走向的地质顺层，第一侧壁为透明结构，便于观测地质顺层变形情况。在隧道模拟件上设有隧道轮廓线，以便进行隧道模型的开挖。另外，本申请第一方面实施例的地质顺层隧道模型试验装置还具有如下附加的技术特征：在本申请第一方面的一些实施例中，第三侧壁上设有可上下移动的第一定位件，底壁上设有可左右移动的第二定位件，顶壁上设有可左右移动的第三定位件，第四侧壁上设有可上下移动的第四定位件；插板的两端分别定位于第一定位件和第二定位件，或插板的两端分别定位于第三定位件和第四定位件。上述技术方案中，在模型箱内设有第一定位件、第二定位件、第三定位件和第四定位件，通过移动第一定位件、第二定位件、第三定位件和第四定位件能够改变插板与模型箱的连接位置，以使插板可位于模型箱内的不同位置且相对底壁具有不同的倾斜角，以使该地质顺层隧道模型实验装置能够模拟不同地质顺层工况，以满足多种地质顺层的模型实验需求。在本申请第一方面的一些实施例中，地质顺层隧道模型试验装置包括多个插板，各个插板用于与模型箱连接两端的尺寸不同。上述技术方案中，在模型箱中，要形成不同位置、不同走向和不同倾斜角度的顺层，其对应插板需要具有不同的尺寸才能满足并和模型箱连接，因此地质顺层隧道模型试验装置包括尺寸不同的多个插板，以满足模型试验需求。在本申请第一方面的一些实施例中，第一定位件与第三侧壁滑动配合；和/或第二定位件与底壁滑动配合；和/或第三定位件与顶壁滑动配合；和/或第四定位件与第四侧壁滑动配合。上述技术方案中，通过滑动配合的方式实现第一定位件、第二定位件、第三定位件和第四定位件的位置调整，其调整方式简单，有利于模型试验的开展。在本申请第一方面的一些实施例中，第三侧壁上设有第一滑轨，第一定位件可移动地设于第一滑轨上；和/或底壁上设有第二滑轨，第二定位件可移动地设于第二滑轨；和/或顶壁上设有第三滑轨，第三定位件可移动地设于所述第三滑轨；和/或第四侧壁上设有第四滑轨，第四定位件可移动地设于第四滑轨。上述技术方案中，第一滑轨、第一滑轨、第三滑轨和第四滑轨的设置不仅便于第一定位件、第二定位件、第三定位件和第四定位件的位置调整，还能保证第一定位件、第二定位件、第三定位件和第四定位件的移动路径一定，以使第一定位件、第二定位件、第三定位件和第四定位件能够更好地对插板进行定位。在本申请第一方面的一些实施例中，第一侧壁和第二侧壁上设有与顺层的位置和走向一致的标识线。上述技术方案中，标识线的设置便于确定地质顺层在开挖隧道前的位置，便于将开挖隧道完成后的地质顺层与开挖隧道前的地质顺层的位置和走向进行对比，并测量围岩的位移值。在本申请第一方面的一些实施例中，第一配件为多个，各个第一配件的高度尺寸不同。上述技术方案中，第一配件为多个，并且各个第一配件的高度尺寸不同，以使该地质顺层隧道模拟实验装置能够模拟多种埋深的地质顺层隧道。在本申请第一方面的一些实施例中，第二配件为多个，各个第二配件的高度尺寸不同。上述技术方案中，第二配件为多个，并且各个第二配件的高度尺寸不同，以使该地质顺层隧道模拟实验装置能够模拟多种埋深的地质顺层隧道。在本申请第一方面的一些实施例中，隧道模拟件为多个，各个隧道模拟件的隧道轮廓线形状和/或截面尺寸不同。上述技术方案中，各个隧道模拟件的隧道轮廓线形状和/或截面尺寸不同，以使该地质顺层隧道模拟实验装置能够进行不同形式隧道的开挖对地质顺层隧道影响的模拟试验。第二方面，本申请实施例提供一种地质顺层隧道模型测试方法，基于第一方面实施例的地质顺层隧道模型试验装置实施，地质顺层隧道模型测试方法包括：在第一侧壁和第二侧壁标识出和顺层位置和走向一致的标识线；将安装有第二配件、隧道模拟件和第一配件的第一侧壁从模型框上拆下，以使模型箱具有填土口；转动模型箱以使所述填土口朝上；将插板的两端定位于第三侧壁和底壁，并向插板、第三侧壁和底壁之间的空间填土以形成顺层；将第一侧壁安装于模型箱；根据隧道模拟件上的隧道轮廓开挖出对应的隧道模型；测量隧道开挖后的各个顺层与对应的标识线之间的距离。上述技术方案中，地质顺层的位置和走向清晰可见，可于透明玻璃板上绘制顺层走向刻度线，可根据隧道开挖后顺层的位置变化测定围岩深部位移，保证试验结果的可靠性。在本申请第二方面的一些实施例中，插板为多个，各个插板用于与模型箱连接的两端之间的尺寸不同；将插板的两端定位于第三侧壁和底壁，并向插板、第三侧壁和底壁之间的空间填土以形成顺层，包括：将不同的插板的两端定位于第三侧壁和底壁的不同位置，并向插板、第三侧壁和底壁之间的空间填土以形成不同位置和走向的顺层。上述技术方案中，不同尺寸的插板能够形成不同位置、不同走向和不同倾斜角度的地质顺层，能够对不同的地质顺层隧道进行模拟测试，以增强该地质顺层隧道模型测试方法适应性。在本申请第二方面的一些实施例中，地质顺层隧道模型测试方法还包括：将不同的插板的两端定位于顶壁和第四侧壁的不同位置，并向插板、第三侧壁、顶壁、底壁和第四侧壁之间的空间填土以形成不同位置和走向的顺层。上述技术方案中，将不同的插板的两端定位于底壁、第三侧壁或顶壁、第四侧壁的不同位置地质顺层模型的分布与现场分布相对应，模拟的地质环境更为真实，有利于获得更加可靠的试验数据。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地质顺层隧道模型试验装置，其特征在于，包括模型箱、第一配件、第二配件、隧道模拟件和插板；/n所述模型箱包括模型框和连接于所述模型框的底壁、顶壁、第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁，所述顶壁和所述底壁在上下方向上相对布置，所述第一侧壁和所述第二侧壁在前后方向相对布置，所述第三侧壁和所述第四侧壁在左右方向相对布置，所述第一侧壁和所述第二侧壁均为透明结构并可拆卸地连接于所述模型框；/n所述第一侧壁上设有贯穿所述第一侧壁前后两侧的第一镶嵌槽，所述第二侧壁上设有贯穿所述第二侧壁前后两侧的第二镶嵌槽，所述第一镶嵌槽和所述第二镶嵌槽对齐，所述第一镶嵌槽和所述第二镶嵌槽内均从下至上安装有所述第二配件、所述隧道模拟件和所述第一配件；/n所述插板用于设于所述模型箱内，以限定出顺层所处的位置和走向；/n所述隧道模拟件上设有隧道轮廓线。/n

【技术特征摘要】
1.一种地质顺层隧道模型试验装置，其特征在于，包括模型箱、第一配件、第二配件、隧道模拟件和插板；
所述模型箱包括模型框和连接于所述模型框的底壁、顶壁、第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁，所述顶壁和所述底壁在上下方向上相对布置，所述第一侧壁和所述第二侧壁在前后方向相对布置，所述第三侧壁和所述第四侧壁在左右方向相对布置，所述第一侧壁和所述第二侧壁均为透明结构并可拆卸地连接于所述模型框；
所述第一侧壁上设有贯穿所述第一侧壁前后两侧的第一镶嵌槽，所述第二侧壁上设有贯穿所述第二侧壁前后两侧的第二镶嵌槽，所述第一镶嵌槽和所述第二镶嵌槽对齐，所述第一镶嵌槽和所述第二镶嵌槽内均从下至上安装有所述第二配件、所述隧道模拟件和所述第一配件；
所述插板用于设于所述模型箱内，以限定出顺层所处的位置和走向；
所述隧道模拟件上设有隧道轮廓线。


2.根据权利要求1所述的地质顺层隧道模型试验装置，其特征在于，所述第三侧壁上设有可上下移动的第一定位件，所述底壁上设有可左右移动的第二定位件，所述顶壁上设有可左右移动的第三定位件，所述第四侧壁上设有可上下移动的第四定位件；
所述插板的两端分别定位于所述第一定位件和所述第二定位件，或所述插板的两端分别定位于所述第三定位件和所述第四定位件。


3.根据权利要求2所述的地质顺层隧道模型试验装置，其特征在于，所述地质顺层隧道模型试验装置包括多个插板，各个插板的用于与所述模型箱连接的两端的尺寸不同。


4.根据权利要求2所述的地质顺层隧道模型试验装置，其特征在于，所述第一定位件与所述第三侧壁滑动配合；和/或所述第二定位件与所述底壁滑动配合；和/或所述第三定位件与所述顶壁滑动配合；和/或所述第四定位件与所述第四侧壁滑动配合。


5.根据权利要求1所述的地质顺层隧道模型试验装置，其特征在于，所述第一侧壁和所述第二侧壁上设有与顺层的位置和走向一致...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵东平，季启航，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川;51