一種隧道挖掘模擬裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及3D相似模擬實驗裝置，特別是一種隧道挖掘模擬裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，我國各大院校普遍使用3D模擬實驗為各種隧道以及井巷的挖掘做指導(dǎo)，而這些3D模擬實驗在模擬隧道以及巷道的挖掘現(xiàn)在有兩種常見的辦法，水壓法和電溶法。水壓法是在沿要挖掘的隧道鋪設(shè)水袋，上面鋪設(shè)選定好的各種模擬地質(zhì)條件的物質(zhì)，通過降低水壓模擬隧道的挖掘過程；電溶法是在沿要挖掘的隧道鋪設(shè)中間含電阻絲的蠟，上面鋪設(shè)選定好的各種模擬地質(zhì)條件的物質(zhì)，通過通電溶解蠟質(zhì)模擬隧道的挖掘過程。這兩種方法都有明顯的缺陷，首先是材質(zhì)硬度不夠，隧道未挖掘就已經(jīng)變形嚴(yán)重，二是模擬隧道挖掘后都會留下殘留物質(zhì)，對隧道產(chǎn)生一定的影響，最終影響實驗數(shù)據(jù)，三是不管水壓發(fā)還是電溶法，它們模擬隧道挖掘的過程是成段的，而現(xiàn)實中這樣的事情斷然不可能發(fā)生，這樣就給相似模擬實驗的結(jié)果帶來了一定的扭曲，在應(yīng)用到指導(dǎo)現(xiàn)場項目時偏差再被放大，可能會使項目結(jié)果不太理想。因此，其改進和創(chuàng)新勢在必行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，本實用新型之目的就是提供一種隧道挖掘模擬裝置，可有效解決模擬隧道挖掘?qū)嶒炑b置易變形、過程不連續(xù)、偏差較大的問題。
[0004]本實用新型解決的技術(shù)方案是，一種隧道挖掘模擬裝置，包括實驗臺體、相似模擬材料和聲波檢測儀，實驗臺體上沿預(yù)設(shè)的隧道位置鋪設(shè)有食用硬質(zhì)材料制成的模擬隧道挖掘主體，模擬隧道挖掘主體的外部鋪設(shè)有模擬地質(zhì)條件設(shè)置的相似模擬材料，相似模擬材料上設(shè)置有聲波檢測儀，模擬隧道挖掘主體的進口端設(shè)置有流速通道，流速通道與設(shè)置在實驗臺體上的培養(yǎng)室相連，流速通道內(nèi)設(shè)置有將模擬隧道挖掘主體和培養(yǎng)室分隔開的截流體，截流體上設(shè)置有可調(diào)節(jié)大小或數(shù)量的通道開關(guān)。
[0005]本實用新型結(jié)構(gòu)新穎獨特，簡單合理，易生產(chǎn)，成本低，解決了傳統(tǒng)3D相似模擬中隧道部位材質(zhì)硬度低，模擬隧道挖掘過程不連續(xù)而引起的數(shù)據(jù)偏差問題，能夠為現(xiàn)場項目起到更好的指導(dǎo)效果，是道挖掘模擬實驗裝置上的創(chuàng)新。
【附圖說明】
[0006]圖1為本實用新型的俯視圖。
[0007]圖2為本實用新型截流體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0008]以下結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細說明。
[0009]由圖1-2給出，本實用新型包括實驗臺體、相似模擬材料和聲波檢測儀，實驗臺體I上沿預(yù)設(shè)的隧道位置鋪設(shè)有食用硬質(zhì)材料制成的模擬隧道挖掘主體5，模擬隧道挖掘主體5的外部鋪設(shè)有模擬地質(zhì)條件設(shè)置的相似模擬材料6，相似模擬材料6上設(shè)置有聲波檢測儀4，模擬隧道挖掘主體5的進口端設(shè)置有流速通道2，流速通道2與設(shè)置在實驗臺體I上的培養(yǎng)室3相連，流速通道2內(nèi)設(shè)置有將模擬隧道挖掘主體和培養(yǎng)室分隔開的截流體7，截流體7上設(shè)置有可調(diào)節(jié)大小或數(shù)量的通道開關(guān)。
[0010]為保證使用效果，所述的截流體7為與流速通道2內(nèi)腔截面相等的平板結(jié)構(gòu)，平板的下部設(shè)置有多個流道孔7a，流道孔7a處經(jīng)合頁設(shè)置有開、合的密封結(jié)構(gòu)，構(gòu)成通道開關(guān)；所述的模擬隧道挖掘主體5的進口端面與相似模擬材料6的端面齊平。
[0011]本實用新型使用時，首先在實驗臺體I上布置培養(yǎng)室3并安裝與其相連通的流速通道2，然后在實驗臺體上沿著預(yù)設(shè)的隧道位置鋪設(shè)食用硬質(zhì)材料制成的模擬隧道挖掘主體5，模擬隧道挖掘主體5外部繼續(xù)按普通相似模擬實驗的要求，按需要鋪設(shè)選定好的各種模擬地質(zhì)條件的相似模擬材料6，鋪設(shè)完畢后，在培養(yǎng)室中放入能夠啃食食用硬質(zhì)材料的生物(如螞蟻)，然后實驗開始，將截流體7上的通道開關(guān)打開，培養(yǎng)室中的生物沿著流速通道到了可食用硬性材質(zhì)前啃食并搬運，這時可以按相似模擬聲波檢測儀4反饋的信息控制流速通道的開口大小或數(shù)量，實現(xiàn)隧道挖掘的速度控制，最后通過相似模擬聲波檢測儀的數(shù)據(jù)得出結(jié)果，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型模擬隧道材質(zhì)硬度足夠高，更貼近于現(xiàn)實，不會變形；隧道挖掘模擬過程速度均勻，可控，與現(xiàn)實中的隧道挖掘相似度極高，使實驗數(shù)據(jù)結(jié)果更加真實可靠，并且結(jié)構(gòu)新穎獨特，簡單合理，易生產(chǎn)，成本低，解決了傳統(tǒng)3D相似模擬中隧道部位材質(zhì)硬度低，模擬隧道挖掘過程不連續(xù)而引起的數(shù)據(jù)偏差問題，能夠為現(xiàn)場項目起到更好的指導(dǎo)效果，是道挖掘模擬實驗裝置上的創(chuàng)新，有良好的社會和經(jīng)濟效益。
[0012]申請人要指出的是，本申請上述指出的僅僅是一種實施例，并不是用于限制本申請的保護范圍，凡是用等同或等同替代手段所做出與本申請技術(shù)方案本質(zhì)上相同的技術(shù)方案均屬于本申請的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種隧道挖掘模擬裝置，包括實驗臺體、相似模擬材料和聲波檢測儀，其特征在于，實驗臺體(I)上沿預(yù)設(shè)的隧道位置鋪設(shè)有食用硬質(zhì)材料制成的模擬隧道挖掘主體(5)，模擬隧道挖掘主體(5)的外部鋪設(shè)有模擬地質(zhì)條件設(shè)置的相似模擬材料(6)，相似模擬材料(6 )上設(shè)置有聲波檢測儀(4 )，模擬隧道挖掘主體(5 )的進口端設(shè)置有流速通道(2 )，流速通道(2)與設(shè)置在實驗臺體(I)上的培養(yǎng)室(3)相連，流速通道(2)內(nèi)設(shè)置有將模擬隧道挖掘主體和培養(yǎng)室分隔開的截流體(7)，截流體(7)上設(shè)置有可調(diào)節(jié)大小或數(shù)量的通道開關(guān)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道挖掘模擬裝置，其特征在于，所述的截流體(7)為與流速通道(2)內(nèi)腔截面相等的平板結(jié)構(gòu)，平板的下部設(shè)置有多個流道孔(7a)，流道孔(7a)處經(jīng)合頁設(shè)置有開、合的密封結(jié)構(gòu)，構(gòu)成通道開關(guān)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道挖掘模擬裝置，其特征在于，所述的模擬隧道挖掘主體(5)的進口端面與相似模擬材料(6)的端面齊平。
【專利摘要】本實用新型涉及一種隧道挖掘模擬裝置，可有效解決模擬隧道挖掘?qū)嶒炑b置易變形、過程不連續(xù)、偏差較大的問題，技術(shù)方案是，實驗臺體上沿預(yù)設(shè)的隧道位置鋪設(shè)有食用硬質(zhì)材料制成的模擬隧道挖掘主體，模擬隧道挖掘主體的外部鋪設(shè)有模擬地質(zhì)條件設(shè)置的相似模擬材料，相似模擬材料上設(shè)置有聲波檢測儀，模擬隧道挖掘主體的進口端設(shè)置有流速通道，流速通道與設(shè)置在實驗臺體上的培養(yǎng)室相連，流速通道內(nèi)設(shè)置有將模擬隧道挖掘主體和培養(yǎng)室分隔開的截流體，截流體上有設(shè)置有可調(diào)節(jié)大小或數(shù)量的通道開關(guān)，本實用新型結(jié)構(gòu)新穎獨特，簡單合理，易生產(chǎn)，成本低，解決了傳統(tǒng)3D相似模擬中隧道部位材質(zhì)硬度低，模擬隧道挖掘過程不連續(xù)而引起的數(shù)據(jù)偏差問題。
【IPC分類】G09B25/02
【公開號】CN204650895
【申請?zhí)枴緾N201520312136
【發(fā)明人】杜宇, 陳立立
【申請人】河南理工大學(xué)
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年5月15日