一种模拟隧道涌水时断层破碎带动水压力变化的试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种模拟隧道涌水时断层破碎带动水压力变化的试验装置，试验装置包括模型箱、补水组件和测压组件，模型箱包括框架、挂钩、箱体、柔性网和排水板，补水组件包括软管、花洒、补水龙头、补水箱、补水管和接头，花洒设有上层带孔板、中层带孔板和下层带孔板，测压组件包括压力传感器、测压管和数据采集仪；该试验装置通过补水组件为箱体内动态补给水分，通过测压组件对模型箱内部压力进行测量，通过柔性网模拟不同产状的断层，能够在不同排水量、不同构造以及不同补给方式组合条件下，模拟隧道开挖时不同构造情况下的断层破碎带涌水的效果，有助于了解隧道开挖时断层破碎带内地下水位以及孔隙水压力变化情况。内地下水位以及孔隙水压力变化情况。内地下水位以及孔隙水压力变化情况。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟隧道涌水时断层破碎带动水压力变化的试验装置


[0001]本技术涉及试验装置
，特别是一种模拟隧道涌水时断层破碎带动水压力变化的试验装置。

技术介绍

[0002]隧道工程经常会经过断层这一不良地质结构，由于断层内节理裂隙发育，岩层风化严重，地下水丰富，隧道开挖后地下水流动路径易发生改变，在围岩应力调整和地下水的共同作用下，断层破碎带区域内整体或局部容易发生失稳破坏，引发突水涌泥等灾害。由于断层的形成方式以及岩性的差别，不同断层破碎带的地质特征是不同的，因此断层破碎带填充介质以及水文地质具有独特性，隧道穿越时发生涌突水事故的情况也是不同的。
[0003]国内外很多学者针对隧道开挖断层破碎带涌水的研究，大多是研究围岩或地下构造物在涌水条件下受力变形机理，并测量相关数据。但是，对于断层破碎带中动水压力变化的研究较少，隧道断层破碎带发生涌水时，地下水位以及孔隙水压力变化是一个复杂的过程。因此，室内试验需要研发出新型综合模型装置，以尽最大可能模拟隧道开挖时断层破碎带涌水过程，来了解不同断层形式以及不同补给方式组合条件下，地下水位以及孔隙水压力变化。

技术实现思路

[0004]本技术的专利技术目的在于针对上述存在的不具有模拟破碎带中动水压力的模型装置问题，提供一种模拟隧道涌水时断层破碎带动水压力变化的试验装置，模拟隧道开挖时不同构造情况下的断层破碎带涌水的效果，能够在不同排水量、不同构造以及不同补给方式组合条件下，了解地下水位以及孔隙水压力变化情况。
[0005]为了实现上述目的，本技术采用的技术方案为：
[0006]一种模拟隧道涌水时断层破碎带动水压力变化的试验装置，其包括模型箱、补水组件和测压组件，模型箱包括柔性网和顶部设开口的箱体，箱体的内部空间设有测压组件，箱体的内部空间在水平方向通过柔性网分隔为两部分，箱体的侧面和底部设有用于水流通的通孔，补水组件布置在箱体的内部空间周边和上方，补水组件用于向箱体内补充不同量的水分。
[0007]通过补水组件为箱体内动态补给水分，通过测压组件对模型箱内部压力进行测量，通过柔性网模拟不同产状的断层，能够模拟隧道开挖时不同构造情况下的断层破碎带涌水的效果，了解断层破碎带影响范围内的地下水位以及孔隙水压力变化情况，加深对隧道开挖断层破碎带涌水的研究。
[0008]在技术较佳的实施方案中，上述柔性网的边缘与箱体的内壁之间为可拆卸结构；通过拆卸式连接，柔性网能够在箱体内调整不同的角度和位置，便于模拟出不同产状的断层，适应多种断层的地质情况研究。
[0009]在技术较佳的实施方案中，上述柔性网的边缘设有多个挂钩，箱体的内壁设
有安装挂钩的安装孔；通过挂钩的设置，柔性网能够方便地在箱体内部进行布置，也方便对模拟的断层产状进行调整，即对柔性网的布置进行调整。
[0010]在技术较佳的实施方案中，上述补水组件包括供水装置、接头、软管和补水管，补水管布置在箱体的内壁，补水管设有若干排水孔，软管的两端分别连接接头和补水管，接头连接在供水装置底部；通过供水装置提供水源，通过接头和软管为补水管提供水流通道，通过补水管在箱体内提供入渗的涌水，模拟水源丰富的动态侧向补给的断层破碎带环境，同时防止箱体内填埋的砂体或土体被冲坏。
[0011]在技术较佳的实施方案中，上述补水组件还包括花洒，花洒设在箱体的开口上方，花洒的顶端连接至接头；通过花洒将水源洒向箱体的上方，能够模拟出降雨入渗的方式，模拟静水压力下的断层破碎带环境。
[0012]在技术较佳的实施方案中，上述花洒设有多层带孔板，相邻层带孔板中上层带孔板的通孔尺寸大于下层带孔板的通孔尺寸；通过多层带孔板的设置，使得最终从花洒落下的水，能够均匀地落于箱体的砂体或土体。
[0013]在技术较佳的实施方案中，上述供水装置包括补水箱和补水龙头，补水龙头设在补水箱的上方；通过补水箱和补水龙头，能够为补水管和花洒提供源源不断的水流。
[0014]在技术较佳的实施方案中，上述测压组件包括压力传感器和测压管，压力传感器和测压管具有多个且都设在箱体的内部空间；通过压力传感器和测压管，能够监测涌水过程中的各项测试指标的变化趋势，更好地反映地下水压力的变化情况。
[0015]在技术较佳的实施方案中，上述模型箱还包括排水板，排水板设有通孔，排水板设在箱体的内壁的开孔处；通过排水板，能够模拟出不同的排水量，便于对涌水进行调节。
[0016]在技术较佳的实施方案中，上述模型箱还包括框架，框架呈框架状，箱体卡在框架内；通过框架将箱体进行固定，为箱体提供足够的结构强度。
[0017]综上所述，由于采用了上述技术方案，本技术的有益效果是：
[0018]通过补水组件为箱体内动态补给水分，通过测压组件对模型箱内部压力进行测量，通过柔性网模拟不同产状的断层，能够在不同排水量、不同构造以及不同补给方式组合条件下，模拟出隧道开挖时不同构造情况下的断层破碎带涌水的效果，便于了解断层破碎带影响范围内地下水位以及孔隙水压力变化情况，加深对隧道开挖断层破碎带涌水的研究。
附图说明
[0019]图1是本技术的试验装置结构示意图。
[0020]图中标记：1
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框架，2
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软管，3
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压力传感器，4
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测压管，5
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花洒，6
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补水龙头，7
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补水箱，8
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水位刻度线，9
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上层带孔板，10
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中层带孔板，11
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下层带孔板，12
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补水管，13
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排水孔，14
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挂钩，15
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箱体，16
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柔性网，17
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排水板，18
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接头，19
‑
金属架。
具体实施方式
[0021]下面结合附图，对本技术作详细的说明。
[0022]为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施
例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0023]实施例
[0024]请参照图1，本实施例提供一种模拟隧道涌水时断层破碎带动水压力变化的试验装置，试验装置包括模型箱、补水组件和测压组件，模型箱包括框架1、挂钩14、箱体15、柔性网16和排水板17，补水组件包括软管2、花洒5、补水龙头6、补水箱7、补水管12和接头18，花洒5设有上层带孔板9、中层带孔板10和下层带孔板11，测压组件包括压力传感器3、测压管4和数据采集仪；该试验装置通过补水组件为箱体15内动态补给水分，通过测压组件对模型箱内部压力进行测量，通过柔性网16模拟不同产状的断层，通过模型箱模拟隧道开挖时不同构造情况本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模拟隧道涌水时断层破碎带动水压力变化的试验装置，其特征在于，包括模型箱、补水组件和测压组件，所述模型箱包括柔性网(16)和顶部设开口的箱体(15)，所述箱体(15)的内部空间设有测压组件，所述箱体(15)的内部空间在水平方向通过所述柔性网(16)分隔为两部分，所述箱体(15)的侧面和底部设有用于水流通的通孔，所述补水组件布置在所述箱体(15)的内部空间周边和上方，所述补水组件用于向箱体(15)内补充不同量的水分。2.根据权利要求1所述的模拟隧道涌水时断层破碎带动水压力变化的试验装置，其特征在于，所述柔性网(16)的边缘与所述箱体(15)的内壁之间为可拆卸结构。3.根据权利要求2所述的模拟隧道涌水时断层破碎带动水压力变化的试验装置，其特征在于，所述柔性网(16)的边缘设有多个挂钩(14)，所述箱体(15)的内壁设有安装挂钩(14)的安装孔。4.根据权利要求1所述的模拟隧道涌水时断层破碎带动水压力变化的试验装置，其特征在于，所述补水组件包括供水装置、接头(18)、软管(2)和补水管(12)，所述补水管(12)布置在所述箱体(15)的内壁，所述补水管(12)设有若干排水孔(13)，所述软管(2)的两端分别连接接头(18)和补水管(12)，所述接头(18)连接在供水装置底部。5.根据权利要求4所述的模拟...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖昕，范茂基，巫锡勇，席继红，宋宗波，孙伟业，蒲大攀，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：新型
国别省市：