專利名稱：隧道施工過程模擬試驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種隧道模型試驗裝置，尤其是一種隧道施工過程模擬試驗裝置。
背景技術(shù)：
目前，公知的隧道模型試驗中，模擬實際開挖的方式都是用人工的方式用工具按設(shè)計好的一定的幾何邊界去掏挖土體，邊挖邊把土體排出，但是這種方式往往造成開挖周邊土體的坍塌，導(dǎo)致開挖邊界不能達到預(yù)先設(shè)定好的幾何邊界，最終往往導(dǎo)致支護施加后，支護與土體之間有一定的空隙，使支護的受力不均勻，測試結(jié)果變得不可靠。支護埋設(shè)時間上，有的模型試驗支護的施加時間是待土體全部挖完之后施加，有些模型試驗是在開挖之前直接將支護預(yù)先埋設(shè)好，這些方法與實際工程中的邊挖邊支護的理論不符合。另一方面，現(xiàn)有的模型試驗中因為操作上的原因，基本忽略了初期支護的作用，直接加上二次支護，這與實際工程中采用的新奧法原理與隧道設(shè)計思想相違背。這些弊病會導(dǎo)致實驗數(shù)據(jù)的不準確性與缺乏科學(xué)性。
發(fā)明內(nèi)容為了克服已有隧道模型試驗方式的操作麻煩、準確性較差的不足，本實用新型提供一種操作方便、準確性良好的隧道施工過程模擬試驗裝置。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種隧道施工過程模擬試驗裝置，所述試驗裝置包括實心木模和用以填筑土體的模型箱，所述實心木模的外圍設(shè)置有機玻璃，所述實心木模與所述有機玻璃之間的空隙內(nèi)設(shè)有石膏層，在端面上所述實心木模與所述有機玻璃通過鐵皮連接形成組合體，所述鐵皮上設(shè)置有用以將所述實心木模拉出的拉環(huán)，所述組合體位于所述模型箱內(nèi)腔的中部。進一步，所述模型箱的頂部安裝頂蓋，所述頂蓋上設(shè)有進出氣口，所述模型箱的內(nèi)腔上部設(shè)有氣壓囊，所述氣壓囊上設(shè)有進出氣管，所述進出氣管穿過所述進出氣口。本實用新型的有益效果主要表現(xiàn)在可以有效的模擬隧道施工的工程，是隧道模型試驗更加符合實際工程中的支護受力和圍巖變化。從而是模型試驗更加符合科學(xué)性和具有可操作性。

圖1是隧道施工過程模擬試驗的縱剖面構(gòu)造圖。圖2是隧道施工過程模擬試驗裝置的試驗過程縱剖面圖。圖3是隧道施工過程模擬試驗裝置的端面視圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步描述。[0012]參照圖1 圖3，一種隧道施工過程模擬試驗裝置，所述試驗裝置包括實心木模6和用以填筑土體的模型箱5，所述實心木模6的外圍設(shè)置有機玻璃7，所述實心木模6與所述有機玻璃7之間的空隙內(nèi)設(shè)有石膏層8，在端面上所述實心木模6與所述有機玻璃7通過鐵皮9連接形成組合體，所述鐵皮9上設(shè)置有用以將所述實心木模拉出的拉環(huán)10，所述組合體位于所述模型箱5內(nèi)腔的中部。進一步，所述模型箱5的頂部安裝頂蓋1，所述頂蓋I上設(shè)有進出氣口 3，所述模型箱的內(nèi)腔上部設(shè)有氣壓囊4，所述氣壓囊4上設(shè)有進出氣管2，所述進出氣管2穿過所述進出氣口 3。本實施例中，隧道施工過程模擬試驗方法，其過程為實驗開始前事先將實心木模6與有機玻璃7用鐵皮9連接中間留有設(shè)定空隙，所述空隙內(nèi)灌注石膏8，連接鐵皮9上設(shè)置有一拉環(huán)10。先在模型箱5四周側(cè)壁涂上潤滑油，以便消除填土體于模型箱之間的摩擦作用，減少邊界效應(yīng)。然后填筑隧道模型下方土體12并進行壓實，壓實以后在如圖中所示位置放置開始時制作好的實心木模6與有機玻璃7的組合體。在組合體與土體12連接部分涂上潤滑劑及塑料薄膜。然后再壓實隧道模型側(cè)邊及上部土體2。然后拉動拉環(huán)10，使的組合體脫出模型箱5，組合體空隙內(nèi)的石膏8則與組合體脫離與土體12接觸，用來模擬隧道開挖與初次支護施加的過程。然后推入二次支護模擬材料11，來模擬二次支護施加的過程。本實施例中，在上部土體上放置氣壓囊4加上頂蓋1、進出氣管2，所述頂蓋I上設(shè)置進出氣口 3，實驗開始時先進行壓縮空氣，通過氣壓囊進行加荷從而模擬原始的圍巖應(yīng)力場。本實施例中，木模子向后撥出與石膏層施加基本同步，可以使周圍土體按照設(shè)計的邊界開挖，石膏層即初期支護層可以和圍巖均勻接觸。很好的解決了現(xiàn)在模型試驗中支護施加的時間不符合實際，和因為人工掏挖導(dǎo)致邊界不均勻，而使支護施加困難，施加過程不符合實際，支護施加不均勻的困難，可以使模型試驗更加準確，更加反映實際情況。
權(quán)利要求1.一種隧道施工過程模擬試驗裝置，其特征在于所述試驗裝置包括實心木模和用以填筑土體的模型箱，所述實心木模的外圍設(shè)置有機玻璃，所述實心木模與所述有機玻璃之間的空隙內(nèi)設(shè)有石膏層，在端面上所述實心木模與所述有機玻璃通過鐵皮連接形成組合體，所述鐵皮上設(shè)置有用以將所述實心木模拉出的拉環(huán)，所述組合體位于所述模型箱內(nèi)腔的中部。
2.如權(quán)利要求1所述的隧道施工過程模擬試驗裝置，其特征在于所述模型箱的頂部安裝頂蓋，所述頂蓋上設(shè)有進出氣口，所述模型箱的內(nèi)腔上部設(shè)有氣壓囊，所述氣壓囊上設(shè)有進出氣管，所述進出氣管穿過所述進出氣口。
專利摘要一種隧道施工過程模擬試驗裝置，所述試驗裝置包括實心木模和用以填筑土體的模型箱，所述實心木模的外圍設(shè)置有機玻璃，所述實心木模與所述有機玻璃之間的空隙內(nèi)設(shè)有石膏層，在端面上所述實心木模與所述有機玻璃通過鐵皮連接形成組合體，所述鐵皮上設(shè)置有用以將所述實心木模拉出的拉環(huán)，所述組合體位于所述模型箱內(nèi)腔的中部。本實用新型操作方便、準確性良好。
文檔編號G01M99/00GK202837002SQ20122043107
公開日2013年3月27日 申請日期2012年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月28日
發(fā)明者王哲, 周陽敏, 陳曉慶, 雍思明, 施維, 王昊, 陳醒 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)