一種隧道模型試驗臺架的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及隧道模擬技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種隧道模型試驗臺架。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的隧道模型試驗臺架通過相似材料模擬隧道襯砌結(jié)構(gòu)與圍巖，通過千斤頂加載觀察圍巖以及隧道結(jié)構(gòu)的破壞過程與破壞形態(tài)。但是，目前的模型試驗隧道常常處于無腐蝕的環(huán)境中，因此無法考慮腐蝕介質(zhì)與圍壓對隧道襯砌結(jié)構(gòu)破壞的耦合作用，所得的試驗結(jié)果并不能考慮腐蝕環(huán)境對隧道襯砌材料的影響；此外，使用砂石填料堆載及千斤頂加壓的方式，加載方式較為單一，而且加載過程需要較為長時間的堆載填料，加載過程耗時較長，而且試驗結(jié)束后的清料過程也十分繁瑣，很大程度上影響試驗設(shè)備的使用效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明提供一種隧道模型試驗臺架，旨在通過采用液/氣體加載的方式，研宄在溶液腐蝕與隧道圍壓耦合作用下不同斷面隧道襯砌結(jié)構(gòu)的力學特性。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案具體為:
[0005]一種隧道模型試驗臺架，包括臺架主體、加壓部和隧道模型，所述加壓部置于所述臺架主體內(nèi)，所述隧道模型通過模型支撐單元固定于所述加壓部的內(nèi)腔，所述加壓部的側(cè)壁設(shè)有介質(zhì)管道。
[0006]在上述隧道模型試驗臺架中，所述臺架主體包括基座、支撐架和反力架，所述支撐架置于所述基座，所述反力架置于所述支撐架的頂部，所述加壓部的第一端置于所述支撐架，所述加壓部的第二端置于所述反力架。
[0007]在上述隧道模型試驗臺架中，所述加壓部包括基架、加壓調(diào)節(jié)單元和加壓監(jiān)測單元，所述基架包括加壓缸和密封蓋，所述密封蓋設(shè)于所述加壓缸的頂部，所述加壓調(diào)節(jié)單元貫穿于所述密封蓋；所述加壓調(diào)節(jié)單元的第一端固定于所述反力架，所述加壓調(diào)節(jié)單元的第二端與所述加壓缸的內(nèi)壁接觸。
[0008]在上述隧道模型試驗臺架中，所述加壓調(diào)節(jié)單元包括活塞組件和千斤頂，所述活塞桿和所述千斤頂相連接；所述活塞組件包括活塞桿和活塞，所述塞桿和所述活塞相連接；其中:所述活塞桿通過活塞桿套貫穿于所述密封蓋，所述活塞的外周與所述加壓缸的內(nèi)壁接觸，所述活塞桿套與所述密封蓋的中心孔匹配相連；所述活塞桿套上設(shè)有注油管。
[0009]在上述隧道模型試驗臺架中，所述加壓監(jiān)測單元包括量測探頭、探頭引線和加壓量測引線，所述探頭引線穿過所述活塞組件，所述探頭引線的第一端伸出活塞桿，所述量測探頭設(shè)于所述探頭引線的第二端，加壓量測引線與千斤頂相連接。
[0010]在上述隧道模型試驗臺架中，還包括加壓缸壁支撐，所述加壓缸壁支撐包括環(huán)套和支端，若干個所述支端沿圓周方向分布所述環(huán)套，所述環(huán)套扣于所述加壓缸的外壁，所述支端與所述臺架主體的支撐架相連接。
[0011]在上述隧道模型試驗臺架中，所述介質(zhì)管道包括液流管和氣流管，所述液流管和氣流管設(shè)于所述加壓部的側(cè)壁底端。
[0012]在上述隧道模型試驗臺架中，所述模型支撐單元包括支撐主體和定位機構(gòu)，所述隧道模型通過所述支撐主體固定于所述加壓缸，所述隧道模型通過所述定位機構(gòu)固定于所述支撐主體。
[0013]在上述隧道模型試驗臺架中，所述支撐主體包括模型支架和模型支架支桿，所述模型支架固定于所述加壓缸的內(nèi)壁，若干根所述模型支架支桿分布于所述模型支架，所述模型支架支桿固定于所述加壓缸的底部。
[0014]在上述隧道模型試驗臺架中，所述定位機構(gòu)包括橡膠堵頭、支架定位銷和緊固螺栓，所述隧道模型的兩端通過所述橡膠堵頭密封，所述橡膠堵頭通過緊固螺栓與所述模型支架相連接，所述模型支架通過若干個所述支架定位銷定位于所述加壓缸的內(nèi)壁。
[0015]本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是:
[0016]與傳統(tǒng)的填料堆載加壓方式研宄隧道襯砌結(jié)構(gòu)破壞過程不同，本發(fā)明的試驗臺架是通過將液體/氣體加壓引入隧道圍壓的施加方式，對隧道模型進行溶液腐蝕與圍壓耦合作用下隧道模型襯砌破壞研宄，具體來講:
[0017]較之于目前隧道模型試驗存在的“加載方式較為繁瑣，需要大量的人力進行填料的添加，費時費力”的缺陷，本發(fā)明的試驗臺采用液體或氣體加壓的方式，不需要大量的人力進行填料的添加，省時省力；
[0018]較之于目前隧道模型試驗存在的“研宄隧道破壞形態(tài)的模型試驗臺架僅考慮單一的荷載對隧道破壞形態(tài)的影響，而未考慮腐蝕環(huán)境對隧道破壞的加劇作用”的缺陷，本發(fā)明的試驗臺架同時考慮了圍壓與腐蝕對隧道的破壞，可以得出隧道圍壓與腐蝕環(huán)境對隧道襯砌結(jié)構(gòu)破壞的親合作用影響。
[0019]較之于目前隧道模型試驗存在的“干濕交替加速腐蝕試驗”的缺陷，本發(fā)明的試驗臺架可以實現(xiàn)腐蝕溶液濃度的即時監(jiān)測，并能即時更換溶液，保證溶液濃度的穩(wěn)定。同時，在進行干循環(huán)試驗時，直接將溶液排出，將加壓缸內(nèi)換做熱空氣，省掉了傳統(tǒng)臺架中須將試塊從溶液箱中搬運至烘干箱的過程，效率明顯提高。
【附圖說明】
[0020]當結(jié)合附圖考慮時，能夠更完整更好地理解本發(fā)明。此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。
[0021]圖1為本發(fā)明一種隧道模型試驗臺架的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為圖1的1-1剖面圖；
[0023]圖3為圖1的2-2剖面圖；
[0024]圖4為本發(fā)明一種隧道模型試驗臺架的模型支架的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖5為圖4的3-3剖面圖；
[0026]圖6為圖4的4-4剖面圖；
[0027]圖7為圖4的5-5剖面圖。
[0028]圖中:1、基座 2、支撐架 3、加壓缸 4、加壓缸壁支撐 5、密封蓋 6、注油管
7、千斤頂 8、反力架 9、活塞桿套 10、活塞桿 11、活塞 12、液流管13、橡膠堵頭14、隧道模型15、模型支架16、量測探頭17、探頭引線18、加壓缸上腔19、加壓缸下腔20、模型支架支桿21、加壓量測引線22、緊固螺栓23、橡膠吸盤24、支架定位銷25、氣流管。
【具體實施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步詳細的說明。
[0030]如圖1所示的一種隧道模型試驗臺架，包括臺架主體、加壓部和隧道模型14，加壓部置于臺架主體內(nèi)，隧道模型14通過模型支撐單元固定于加壓部的內(nèi)腔，加壓部的側(cè)壁設(shè)有介質(zhì)管道。
[0031]臺架主體包括基座1、支撐架2和反力架8，支撐架2置于基座1，反力架8置于支撐架2的頂部，加壓部的第一端置于支撐架2，加壓部的第二端置于反力架8。
[0032]加壓部包括基架、加壓調(diào)節(jié)單元和加壓監(jiān)測單元，基架包括加壓缸3和密封蓋5，密封蓋5設(shè)于加壓缸3的頂部，形成密閉的加壓腔。加壓調(diào)節(jié)單元貫穿于密封蓋5 ;加壓調(diào)節(jié)單元的第一端固定于反力架8，加壓調(diào)節(jié)單元的第二端與加壓缸3的內(nèi)壁接觸。
[0033]加壓調(diào)節(jié)單元包括活塞組件和液壓千斤頂7，活塞桿10和液壓千斤頂7相連接；活塞組件包括活塞桿10和活塞11，活塞桿10和活塞11相連接；其中:活塞桿10通過活塞桿套9貫穿于密封蓋5，活塞11的外周與加壓缸3的內(nèi)壁接觸，活塞桿套9與密封蓋5的中心孔匹配相連；活塞桿套9上還設(shè)有注油管6，通過注油管6向活塞桿10的外壁注入潤滑油，保證活塞桿10的順暢運行。
[0034]加壓監(jiān)測單元包括量測探頭16、探頭引線17和加壓量測引線21，探頭引線17穿過活塞組件，探頭引線17的第一端伸出活塞桿17，量測探頭16設(shè)于探頭引線17的第二端，在對隧道模型14材料的(濕循環(huán))腐蝕試驗時，利用量測探頭16監(jiān)控溶液濃度；在對隧道模型14進行干循環(huán)試驗時，通過量測探頭16監(jiān)測加壓缸