本实用新型专利技术提供了一种模拟不同工况下隧道变形的液压装置，包括有支座、外套筒、柔性内套筒、环形可膨胀袋体、隧道模型筒、应变片和应变仪，外套筒设于支座上，外套筒前后端口分别安装底板和盖体，柔性内套筒位于外套筒内，隧道模型筒位于柔性内套筒内，隧道模型筒内壁上安装应变片，环形可膨胀袋体位于外套筒和柔性内套筒间腔体内，环形可膨胀袋体上设注油口和排气口，外套筒侧壁上设第一管口和第二管口，第一管口通过管路连接液压泵，管路上设液压表，应变片与应变仪连接。本装置能根据需求模拟出不同的地层构造和不同的隧道围岩压力，通过采集内置应力片传感器数据，分析围岩与隧道的应力和应变关系，进一步究研隧道围压对隧道收敛变形的影响。收敛变形的影响。收敛变形的影响。
【技术实现步骤摘要】
一种模拟不同工况下隧道变形的液压装置
[0001]本技术涉及模型试验
，尤其涉及一种模拟不同工况下隧道变形的液压装置。
技术介绍
[0002]岩土体在天然条件下处于一定的初始应力状态，随着地下硐室的开挖，原有的应力场发生了改变，围岩中各质点发生卸荷回弹，使得围岩应力重新分布，这个过程会对硐室的稳定性造成一定影响。
[0003]目前，根据地质条件的不同，隧道可分为两类：一类是修建在土层中的，称为土质隧道；一类是修建在岩层中的，成为岩质隧道。在地质作用较弱的地区，地层一般呈水平层状分布，在这种地层中开挖，隧道的稳定性较好；而在地质作用强烈的地区，地层一般都会发生偏转，岩层的原生构造会与隧道轴线呈一定的夹角；此外，隧道的建设也可能面临构造应力的影响。由于地层结构的复杂性，隧道的稳定性难以评价，工程也会面临一定的难度。
[0004]物理模型试验是当今隧道硐室稳定性研究的重要手段。目前，室内模型试验模拟隧道开挖，往往局限于均一地层结构，没有考虑复杂的地层；并且加载方式都是在模型顶部加载，虽然可以有效的模拟隧道上覆地层在自重应力下的变形，但是忽略了隧道底部和两侧围岩卸荷回弹产生的应力的影响以及构造应力的影响。
技术实现思路
[0005]为解决现有技术的缺点和不足，本技术提供的一种模拟不同工况下隧道变形的液压装置，能够根据需求模拟出不同的地层构造，并可模拟不同的隧道围岩压力，通过采集内置应力片传感器数据，分析围岩与隧道的应力和应变关系，进一步究研隧道围压对隧道收敛变形的影响，借此对隧道的稳定性进行分析。
[0006]为实现本技术目的而提供的一种模拟不同工况下隧道变形的液压装置，包括有支座、外套筒、柔性内套筒、环形可膨胀袋体、隧道模型筒、应变片和应变仪，所述外套筒设于支座上，所述外套筒的前后端口分别安装有底板和盖体，所述外套筒的前后端内壁上均固设有环形板，所述底板和盖体与对应侧环形板固定连接，所述柔性内套筒位于外套筒内，且所述柔性内套筒两端分别与底板和盖体紧密接触，所述隧道模型筒位于柔性内套筒内，且所述隧道模型筒的两端与底板和盖体紧密接触，所述隧道模型筒内壁上安装有若干个应变片，所述环形可膨胀袋体位于外套筒和柔性内套筒间的腔体内，所述环形可膨胀袋体上设有注油口和排气口，所述外套筒的侧壁上设有可与注油口连接的第一管口和可与排气口连接的第二管口，所述第二管口上安装有用于排气的阀门，所述第一管口通过管路连接有液压泵，所述液压泵外接有液压源装置，所述管路上设有液压表，所述应变片与应变仪通过数据线连接，所述盖体上设有供数据线穿出的开口。
[0007]作为上述方案的进一步改进，还包括有安装座，所述安装座上设有转动电机，所述转动电机的输出端固定连接有转轴的一端，所述转轴的另一端连接有第一齿轮，所述底板
的外侧面固设有安装杆，所述安装杆上设有可与第一齿轮啮合的第二齿轮。
[0008]作为上述方案的进一步改进，所述支座上设有弧形安装槽，所述弧形安装槽内设有若干个托辊，所述托辊用于支撑外套筒并与外套筒滚动连接。
[0009]作为上述方案的进一步改进，所述底板和盖体的内侧面上设有环形槽，所述柔性内套筒的两端位于环形槽内。
[0010]作为上述方案的进一步改进，所述外套筒下方设有限位座，所述限位座上设有弧形限位槽，所述外套筒上对应弧形限位槽设有限位环，所述限位环可嵌入弧形限位槽内，所述限位环的外弧面与弧形限位槽的底面不接触。
[0011]作为上述方案的进一步改进，所述环形板上开设有若干个螺孔，对应所述螺孔设有固定螺栓，所述底板和盖体上开设有若干个可供固定螺栓的螺杆部穿过的穿孔。
[0012]作为上述方案的进一步改进，所述柔性内套筒采用柔性变形材料制成。
[0013]作为上述方案的进一步改进，所述环形可膨胀袋体可以为橡胶气囊。
[0014]作为上述方案的进一步改进，所述液压表和应变仪连接有计算机控制系统。
[0015]本技术的有益效果是：
[0016]与现有技术相比，本技术提供的一种模拟不同工况下隧道变形的液压装置，在使用时，可在柔性内套筒和隧道模型筒之间的腔体内分层填筑岩土材料，岩土材料填筑满后通过固定螺栓将盖体和外套筒固定，通过液压泵向环形可膨胀袋体内注入液压油，隧道模型筒和应变片受压变形，应变片将应变数据传输至应变仪，液压表获得液压参数，应变仪接收应变片的应变数据，随后，通过液压泵逐级增加液压压力，获得不同液压下的应变数据。本装置通过应用液压装置，可模拟不同大小地应力的变化对隧道的影响以及不同地应力条件和不同地质构造下隧道可能产生的变形破坏规律，为不同地质条件下，隧道工程的设计施工提供建议，此外，结构简单、拆装简便可重复使用。
附图说明
[0017]图1为本技术的结构示意图；
[0018]图2为本技术中外套筒的内部结构示意图；
[0019]图3为本技术中盖体的结构示意图；
[0020]图4为本技术中底板的结构示意图；
[0021]图5为本技术中环形可膨胀袋体的结构示意图；
[0022]图6为本技术中支座的结构示意图；
[0023]图7为本技术中限位座的结构示意图；
[0024]图8为本技术实施例一中岩土材料的填筑示意图；
[0025]图9为本技术实施例二中岩土材料的填筑示意图
[0026]图中：1
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支座、2
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外套筒、201
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第一管口、202
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第二管口、3
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柔性内套筒、4
‑ꢀ
环形可膨胀袋体、401
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注油口、402
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排气口、5
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隧道模型筒、6
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应变片、7
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底板、 8
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盖体、801
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开口、9
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环形板、901
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螺孔、10
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液压表、11
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安装座、12
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转动电机、 13
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第一齿轮、14
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安装杆、15
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第二齿轮、16
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弧形安装槽、17
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托辊、18
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环形槽、 19
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限位座、20
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弧形限位槽、21
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限位环、22
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固定螺栓、23
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穿孔、24
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液压泵。
具体实施方式
[0027]如图1
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图9所示，本技术提供的一种模拟不同工况下隧道变形的液压装置，包括有支座1、外套筒2、柔性内套筒3、环形可膨胀袋体4、隧道模型筒5、应变片6和应变仪。
[0028]外套筒2设于支座1上，外套筒2的前后端口分别安装本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种模拟不同工况下隧道变形的液压装置，其特征在于：包括有支座(1)、外套筒(2)、柔性内套筒(3)、环形可膨胀袋体(4)、隧道模型筒(5)、应变片(6)和应变仪，所述外套筒(2)设于支座(1)上，所述外套筒(2)的前后端口分别安装有底板(7)和盖体(8)，所述外套筒(2)的前后端内壁上均固设有环形板(9)，所述底板(7)和盖体(8)与对应侧环形板(9)固定连接，所述柔性内套筒(3)位于外套筒(2)内，且所述柔性内套筒(3)两端分别与底板(7)和盖体(8)紧密接触，所述隧道模型筒(5)位于柔性内套筒(3)内，且所述隧道模型筒(5)的两端与底板(7)和盖体(8)紧密接触，所述隧道模型筒(5)内壁上安装有若干个应变片(6)，所述环形可膨胀袋体(4)位于外套筒(2)和柔性内套筒(3)间的腔体内，所述环形可膨胀袋体(4)上设有注油口(401)和排气口(402)，所述外套筒(2)的侧壁上设有可与注油口(401)连接的第一管口(201)和可与排气口(402)连接的第二管口(202)，所述第二管口(202)上安装有用于排气的阀门，所述第一管口(201)通过管路连接有液压泵(24)，所述液压泵(24)外接有液压源装置，所述管路上设有液压表(10)，所述应变片(6)与应变仪通过数据线连接，所述盖体(8)上设有供数据线穿出的开口(801)。2.根据权利要求1所述的一种模拟不同工况下隧道变形的液压装置，其特征在于：还包括有安装座(11)，所述安装座(11)上设有转动电机(12)，所述转动电机(12)的输出端固定连接有转轴的一端，所述转轴的另一端连接有第一齿轮(13)，所述底板(7)的外侧面固设有安装杆(14)，...
【专利技术属性】
技术研发人员：丛璐，戎虎仁，郭智峰，
申请(专利权)人：山西大学，
类型：新型
国别省市：
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