模拟层状地层隧道开挖后围岩变形特征的试验装置及方法制造方法及图纸

模拟层状地层隧道开挖后围岩变形特征的试验装置及方法，首先对层状围岩隧道开挖后的受力特征进行分析，将隧道周边一部分取出作为试验原型，而后应用岩石或相似材料，进行不同层状围岩变形特征的测试。通过改变不同的岩层倾角、层厚、黏结强度，可以较为直观的得到不同产状下的极限受力状态及其相应围岩变形、层状围岩应力情况。通过地应力情况反算出的隧道二次应力状态，施加在试验模型中可以推测隧道的实际变形情况，以及最不利变形位置，通过一定的改善措施，如锚杆、注浆等可以在其受力不利位置的补强，测试出支护效果，以应用至现场。以应用至现场。以应用至现场。

【技术实现步骤摘要】
模拟层状地层隧道开挖后围岩变形特征的试验装置及方法


[0001]本专利技术涉及隧道及地下工程，特别涉及一种模拟层状地层隧道开挖后围岩变形特征的试验装置及方法。

技术介绍

[0002]当隧道经过大埋深炭质页岩时，受炭质页岩产状的影响，围岩呈层状，其厚度、倾角在施工开挖过程中会导致隧道出现明显的不均匀变形，且变形主要是结构变形与材料变形二者引起的。基于以上因素，设计通常考虑最不利情况，采用全环高强度支护来抵抗隧道开挖后的应力释放，如提高钢拱架的刚度，增加喷砼的厚度、增加锚杆的埋设长度，增加二次衬砌的厚度和强度等措施。该方式不仅对支护结构是一种浪费，而一味的提高刚度，对变形特征没有针对性的支护可能效果不佳，给隧道施工带来极大风险。
[0003]在公布号CN108195689A的专利技术专利申请说明书中公开了一种厚壁圆筒巷道围岩破坏与支护模拟实验方法及装置，该方法包括如下步骤：1、建立圆柱模型材料：将模拟材料放置于厚壁圆筒体内，当加载到预定载荷后，模拟材料重新固结咬合；2、模拟巷道成型：通过取芯装置，使模拟材料形成巷道模拟空间；3、布置支护体；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.模拟层状围岩隧道开挖后变形特征的试验装置，其特征是：包括反力装置(1)，加载装置(3)，传力钢架(4)、测试仪器和围岩试件(5)，所述反力装置(1)为刚性框架，所述加载装置(3)、传力钢架(4)和围岩试件(5)设置于该刚性框架内，加载装置(3)固定安装在刚性框架一侧，通过传力钢架(4)对围岩试件(5)进行加载；所述围岩试件(5)采用原状围岩黏合试件或者相似材料黏合试件，通过改变围岩试件(5)不同的层厚、倾角、层间黏结强度，以及加载装置(3)对其围岩试件(5)加载的计算荷载和极限荷载，得到隧道不同区域的变形特征及变形水平。2.如权利要求1所述的模拟层状围岩隧道开挖后变形特征的试验装置，其特征是：所述原状围岩黏合试件是采用原状围岩切割成薄片、并用环氧树脂粘连的方式得到，所述相似材料黏合试件是采用代替材料用环氧树脂粘连的方式得到，通过改变环氧树脂量来模拟层间黏结强度，黏结力通过由剪切试验标定。3.如权利要求1所述的模拟层状围岩隧道开挖后变形特征的试验装置，其特征是：所述测试仪器包括用于测试围岩试件(5)顶面、底面应变及位移的百分表(6)和应变片(7)，应变片(7)间隔粘垫于层状围岩试件(5)表面上。4.如权利要求1所述的模拟层状围岩隧道开挖后变形特征的试验装置，其特征是：所述测试仪器采用基于激光散斑干涉的三维全场应变测量系统。5.采用如权利要求1至4任意一项所述模拟层状围岩隧道开挖后变形特征的试验装置的试验方法，包括如下...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦康杰，方钱宝，马蒙凯，陈思宇，傅军，张俊儒，杨刚，夏会平，张体忠，康力，张晓强，王桐，孔超，
申请(专利权)人：中铁二院贵阳勘察设计研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：