一种模拟岩质隧道变形的液压装置的制作方法

1.本实用新型属于隧道工程技术领域，特别涉及一种模拟岩质隧道变形的液压装置。


背景技术：

2.岩土体在天然条件下处于一定的初始应力状态，随着地下硐室的开挖，原有的应力场发生了改变，围岩中各质点发生卸荷回弹，使得围岩应力重新分布，这个过程会对硐室的稳定性造成一定影响。目前大多数硐室均在黄土层或沉积岩层中开挖，这些地层最大的特点就是层理发育，在地质作用较弱的地区，地层一般呈水平层状分布，在这种地层中开挖，硐室的稳定性较好，而在地质作用强烈的地区，地层一般都会发生偏转，其层理方向会与硐室轴线呈一定的夹角，由于岩土体的各向异性，硐室的稳定性难以评价，工程也会面临一定的难度。
3.目前，室内模型试验模拟硐室开挖，往往局限于均一地层结构，没有考虑复杂的地层，并且加载方式都是在模型顶部加载，虽然可以有效的模拟硐室上覆地层在自重应力下的变形，但是忽略了硐室底部和两侧围岩卸荷回弹产生的应力。基于此，本专利提出了一种。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本实用新型提供一种模拟岩质隧道变形的液压装置，可考虑不同地层构造对硐室施加持续围压。
5.一种模拟岩质隧道变形的液压装置，包括：圆筒模型装置，通过旋转内管模拟改变地层构造，通过圆筒消除应力集中模拟隧道围岩的蠕变对隧道收敛变形的影响，所述圆筒模型装置包括提供稳定力支座1，支座1上的内管2被外管3套住后固定在支座1上，内管2中设置逐层铺设的地层模拟材料和按照地层倾角45
°
放置的隧道模具，外管3上部设置有液压阀门4，通过导管5与液压泵7连接，导管5上安装有液压表6，液压泵7提供液压变化，在外管3上部分别设置了液体入口9和排气口10，并安装有保护塞11。
6.本实用新型可实现人为控制地层构造，模拟深部岩土体隧道的赋存环境和实现不同工况下的隧道收敛变形模拟。
附图说明
7.图1为模拟岩质隧道变形的液压装置的整体结构图；
8.图2为模拟岩质隧道变形的液压装置的内管示意图；
9.图3为模拟岩质隧道变形的液压装置的外管示意图。
10.附图中的附图标记所对应的名称为：
11.1-支座，2-内管，3-外管，4-阀门，5-导管，6-液压表，7-液压泵，8-计算机，9-进液口，10-排气口，11-保护塞。
具体实施方式
12.为使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合实施例对本实用新型提供的一种模拟岩质隧道变形的液压装置进行详细描述。以下实施例仅用于说明本实用新型而非用于限制本实用新型的范围。
13.实施例1
14.本实施例以模拟地层倾角为45
°
隧道的变形特征为例，进行说明。
15.1)第一步，构建模型：
16.首先在内管2中逐层铺设地层材料，在铺设过程中，按照地层倾角45
°
放入隧道模具，构建出如图1所示的模型。随后将内管2套入外管3中，使两端接触紧密，密封性良好，放置于支座1上。
17.2)第二步，加压
18.将导管5与进液口9连接，同时打开排气口10，打开阀门4通过计算机8控制液压泵7，将液体按照一定速率缓慢压入外管3和内管2之间的空间中，待排气口10中不再有气泡逸出时，关闭阀门4，通过液压表6可得知此时管内的压力。随后将保护塞11塞入进液口9和排气口10中。
19.3)第三步，采集数据、观测变形
20.通过在隧道周围布设传感器，实时监测围岩蠕变对隧道的影响。
21.除此之外，还可以进行不同隧道开挖方式、不同支护形式、采空区的变形模拟。
22.上面结合实施例对本实用新型的实例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出的各种变化，也应视为本实用新型的保护范围。


技术特征：
1.一种模拟岩质隧道变形的液压装置，其特征在于，包括：圆筒模型装置，通过旋转内管模拟改变地层构造，通过圆筒消除应力集中模拟隧道围岩的蠕变对隧道收敛变形的影响，所述圆筒模型装置包括提供稳定力支座(1)，支座(1)上的内管(2)被外管(3)套住后固定在支座(1)上，内管(2)中设置逐层铺设的地层模拟材料和按照地层倾角45
°
放置的隧道模具，外管(3)上部设置有液压阀门(4)，通过导管(5)与液压泵(7)连接，导管(5)上安装有液压表(6)，液压泵(7)提供液压变化，在外管(3)上部分别设置了液体入口(9)和排气口(10)，并安装有保护塞(11)。

技术总结
本实用新型公开了一种模拟岩质隧道变形的液压装置，包括：圆筒模型装置，通过旋转内管模拟改变地层构造，通过圆筒消除应力集中模拟隧道围岩的蠕变对隧道收敛变形的影响，所述圆筒模型装置包括提供稳定力支座，支座上的内管被外管套住后固定在支座上，内管中设置逐层铺设的地层模拟材料和按照地层倾角45


技术研发人员：杨烜宇 王翠巧 马俊 郭晓丽 李丹梅 张必昌 郝耀虎 赵雪峰
受保护的技术使用者：山西省交通科技研发有限公司
技术研发日：2021.12.31
技术公布日：2022/6/9