【技术实现步骤摘要】
本公开涉及地下工程，特别是涉及一种近接承压溶洞隧道施工突水突泥灾害模拟装置及方法。
技术介绍
1、隧道作为地下交通的主体结构，其建设安全十分重要。隧道建设有时会遇到比较复杂的地质条件，隧道施工期突水突泥、岩爆、塌方等地质灾害时有发生，常常会造成财产损失甚至人员伤亡。
2、溶洞一般认为是可溶性岩石中因喀斯特作用所形成的天然地下空间，是岩溶隧道中最常见的不良地质条件。溶洞与地表之间常有水源补给通道，当溶洞埋深较大时，上覆水柱较高，使得溶洞内水压较大，为承压溶洞。隧道的施工会造成地层扰动，当承压溶洞近接隧道时，在施工扰动作用下溶洞的水压容易击穿隔水岩体，可能会引发突水突泥灾害，大量泥水涌入隧道内部，危害施工现场安全。
3、通过建立施工现场模型，收集和分析数据，可以对突水突泥灾害的具体情况进行数字建模模拟，从而对灾害的发生有比较可靠的预期，但是目前还没有适合用于模拟上述突水突泥情况的模型设计。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本公开提供一种近接承压溶洞隧道施工突水突泥灾害模拟装置及方法。
2、具体地，本公开的技术方案是：
3、一种近接承压溶洞隧道施工突水突泥灾害模拟装置，包括试验箱、气囊、抽拉机构、加压管、加压装置、气囊泄压机构和至少两个柔性外壳，试验箱和柔性外壳内均装有填装土，气囊内装有液体；一柔性外壳与其内的填装土构成一填充包，气囊和填充包埋于试验箱内的填装土中，填充包在试验箱内依次排列，抽拉机构用于将各填充包依次从开设于试验箱侧面的一
4、在一实施例中，所述加压管为刚性管。
5、在一实施例中，所述抽拉机构包括数量与填充包数量对应的开挖牵引绳，填充包的中部有一沿填充包排列方向的穿绳通道，开挖牵引绳穿设于穿绳通道中，穿绳通道中设有第一栓绳件，第一栓绳件与柔性外壳固定连接，各开挖牵引绳分别与相应第一栓绳件连接，从而能够通过依次拉拽各开挖牵引绳依次抽出各填充包。
6、在一实施例中，所述气囊泄压机构包括一气囊扎绳，气囊具有一泄压口，气囊扎绳形成一活结，该活结绑扎在气囊上靠近该泄压口的部位，从而封闭该泄压口，气囊扎绳与对应于模拟隧道开挖最深处的填充包连接，从而在抽拉该对应于模拟隧道开挖最深处的填充包时能够使该活结松脱而导致泄压口开放，进而导致气囊泄压。
7、在一实施例中，所述对应于模拟隧道开挖最深处的填充包的穿绳通道中还设有第二栓绳件，第二栓绳件与柔性外壳固定连接，气囊扎绳与第二栓绳件连接。
8、一种近接承压溶洞隧道施工突水突泥灾害模拟方法，用于搭建如前所述的近接承压溶洞隧道施工突水突泥灾害模拟装置，包括以下步骤：
9、s1：将各开挖牵引绳与各填充包分别连接；
10、s2：将一气囊扎绳与对应于模拟隧道开挖最深处的填充包连接；
11、s3：向试验箱内加填装土至模拟隧道底部位置；
12、s4：将填充包依次放入试验箱中，将各开挖牵引绳的自由端从穿绳通道引出至试验箱外；
13、s5：向试验箱内加填装土至模拟承压溶洞底部位置，同时在填充包周围布设传感器；
14、s6：用气囊扎绳以活结方式绑扎气囊上靠近泄压口的部位，封闭气囊的泄压口；
15、s7：将气囊放入试验箱中，将液体通过与气囊连接的加压管注满气囊，再通过加压装置经加压管向气囊内加压，使气囊具有一定膨胀力；
16、s8：向试验箱内加填装土至模拟地表位置，同时布设传感器；
17、s9：通过加压装置经加压管向气囊内加压，使气囊内部压力达到模拟承压溶洞的内部压力。
18、本公开的有益技术效果：
19、本公开提供的近接承压溶洞隧道施工突水突泥灾害模拟装置可以比较可靠地模拟具体施工点地层在隧道施工过程中因承压溶洞破裂导致突水突泥灾害的情况，通过本公开提供的接承压溶洞隧道施工突水突泥灾害模拟方法可完成上述近接承压溶洞隧道施工突水突泥灾害模拟装置的搭建。
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1.一种近接承压溶洞隧道施工突水突泥灾害模拟装置，其特征在于：包括试验箱、气囊、抽拉机构、加压管、加压装置、气囊泄压机构和至少两个柔性外壳，试验箱和柔性外壳内均装有填装土，气囊内装有液体；一柔性外壳与其内的填装土构成一填充包，气囊和填充包埋于试验箱内的填装土中，填充包在试验箱内依次排列，抽拉机构用于将各填充包依次从开设于试验箱侧面的一孔洞抽出试验箱，模拟隧道开挖；气囊通过加压管与加压装置连接，加压装置用于给气囊加压，使气囊达到能够用于模拟承压溶洞的膨胀状态；对应于模拟隧道开挖最深处的填充包通过气囊泄压机构与气囊连接，从而在通过抽拉机构抽拉该对应于模拟隧道开挖最深处的填充包时能够通过气囊泄压机构使气囊泄压，模拟突水突泥灾害。
2.如权利要求1所述的近接承压溶洞隧道施工突水突泥灾害模拟装置，其特征在于：所述加压管为刚性管。
3.如权利要求1所述的近接承压溶洞隧道施工突水突泥灾害模拟装置，其特征在于：所述抽拉机构包括数量与填充包数量对应的开挖牵引绳，填充包的中部有一沿填充包排列方向的穿绳通道，开挖牵引绳穿设于穿绳通道中，穿绳通道中设有第一栓绳件，第一栓绳件与柔性
4.如权利要求3所述的近接承压溶洞隧道施工突水突泥灾害模拟装置，其特征在于：所述气囊泄压机构包括一气囊扎绳，气囊具有一泄压口，气囊扎绳形成一活结，该活结绑扎在气囊上靠近该泄压口的部位，从而封闭该泄压口，气囊扎绳与对应于模拟隧道开挖最深处的填充包连接，从而在抽拉该对应于模拟隧道开挖最深处的填充包时能够使该活结松脱而导致泄压口开放，进而导致气囊泄压。
5.如权利要求4所述的近接承压溶洞隧道施工突水突泥灾害模拟装置，其特征在于：所述对应于模拟隧道开挖最深处的填充包的穿绳通道中还设有第二栓绳件，第二栓绳件与柔性外壳固定连接，气囊扎绳与第二栓绳件连接。
6.一种近接承压溶洞隧道施工突水突泥灾害模拟方法，用于搭建如权利要求4或5所述的近接承压溶洞隧道施工突水突泥灾害模拟装置，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种近接承压溶洞隧道施工突水突泥灾害模拟装置，其特征在于：包括试验箱、气囊、抽拉机构、加压管、加压装置、气囊泄压机构和至少两个柔性外壳，试验箱和柔性外壳内均装有填装土，气囊内装有液体；一柔性外壳与其内的填装土构成一填充包，气囊和填充包埋于试验箱内的填装土中，填充包在试验箱内依次排列，抽拉机构用于将各填充包依次从开设于试验箱侧面的一孔洞抽出试验箱，模拟隧道开挖；气囊通过加压管与加压装置连接，加压装置用于给气囊加压，使气囊达到能够用于模拟承压溶洞的膨胀状态；对应于模拟隧道开挖最深处的填充包通过气囊泄压机构与气囊连接，从而在通过抽拉机构抽拉该对应于模拟隧道开挖最深处的填充包时能够通过气囊泄压机构使气囊泄压，模拟突水突泥灾害。
2.如权利要求1所述的近接承压溶洞隧道施工突水突泥灾害模拟装置，其特征在于：所述加压管为刚性管。
3.如权利要求1所述的近接承压溶洞隧道施工突水突泥灾害模拟装置，其特征在于：所述抽拉机构包括数量与填充包数量对应的开挖牵引绳，填充包的中部有一沿填充包排列方向的穿...
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