地下洞室相似模擬試驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及巖土領(lǐng)域，特別涉及一種地下洞室相似模擬試驗(yàn)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隧道工程開挖由于地質(zhì)條件的多樣性而具有較高的復(fù)雜性，在進(jìn)行洞室開挖前，為預(yù)見洞室洞壁圍巖的破壞情況，需要進(jìn)行洞室模擬實(shí)驗(yàn)。模擬實(shí)驗(yàn)?zāi)転閿?shù)值計(jì)算模型的建立提供合理的參數(shù)以及為數(shù)值模擬的結(jié)構(gòu)提供可靠對(duì)比及參考依據(jù)?，F(xiàn)有的洞室模擬實(shí)驗(yàn)主要采集數(shù)據(jù)為內(nèi)壁變形數(shù)據(jù)，以預(yù)測隧道或洞室的應(yīng)力變形，并且這種模擬實(shí)驗(yàn)主要進(jìn)行的是常溫下的洞室模擬實(shí)驗(yàn)，高溫實(shí)驗(yàn)僅僅是針對(duì)巖石的單一實(shí)驗(yàn)，沒有對(duì)巖石地下洞室相似模型在溫度效應(yīng)的影響下進(jìn)行的實(shí)驗(yàn);而且現(xiàn)在隧道類火災(zāi)防控是一大難點(diǎn)，在發(fā)生火災(zāi)后隧道內(nèi)溫度會(huì)急劇升高，所以研究溫度效應(yīng)的影響很有必要。
[0003]因此，有必要提供一種地下洞室相似模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，可對(duì)地下洞室在溫度效應(yīng)下的圍巖受力及變形特征進(jìn)行真實(shí)而有效的模擬，從而可反映不同溫度下的地下洞室圍巖受力及變形特征的實(shí)際情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明提供一種地下洞室相似模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，可對(duì)地下洞室在溫度效應(yīng)下的圍巖受力及變形特征進(jìn)行真實(shí)而有效的模擬，從而可反映不同溫度下的地下洞室圍巖受力及變形特征的實(shí)際情況。
[0005]本發(fā)明的地下洞室相似模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，包括殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)的試樣承載平臺(tái)，還包括可改變試樣溫度值的溫度調(diào)控系統(tǒng)和用于在不同溫度值下對(duì)試樣施加荷載的荷載加載系統(tǒng);溫度調(diào)控系統(tǒng)包括設(shè)置在殼體內(nèi)并用于對(duì)試樣加熱的的加熱件和設(shè)置在殼體內(nèi)并用于檢測試樣溫度的溫度傳感器。
[0006]進(jìn)一步，荷載加載系統(tǒng)包括固定架、水平加載裝置和豎向加載裝置，水平加載裝置和所述豎向加載裝置均固定設(shè)置在固定架上;水平加載裝置的荷載加載端沿橫向水平方向伸入殼體內(nèi)并可相對(duì)于殼體沿豎向上下移動(dòng);豎向加載裝置的荷載加載端沿豎向伸入殼體內(nèi)并可相對(duì)于殼體沿橫向水平方向移動(dòng)。
[0007]進(jìn)一步，試樣承載平臺(tái)以可相對(duì)殼體底部前后移動(dòng)的方式設(shè)置在殼體內(nèi)。
[0008]進(jìn)一步，固定架為龍門架結(jié)構(gòu)，水平加載裝置為相對(duì)設(shè)置在固定架的兩側(cè)立柱上的兩個(gè)。
[0009]進(jìn)一步，荷載施加系統(tǒng)還包括對(duì)應(yīng)每一驅(qū)動(dòng)水平加載裝置設(shè)置并用于驅(qū)動(dòng)其豎向移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)I，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)I包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)1、由驅(qū)動(dòng)電機(jī)I驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的絲杠I和可沿絲杠I軸向移動(dòng)的滑塊座I，水平加載裝置固定設(shè)置在滑塊座I上，固定架的立柱上設(shè)置有對(duì)滑塊座I導(dǎo)向并限位的滑軌I。
[0010]進(jìn)一步，豎向加載裝置固定設(shè)置在固定架的橫柱上，荷載施加系統(tǒng)還包括用于驅(qū)動(dòng)豎向加載裝置橫向移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)Π，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)Π包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)Π、由驅(qū)動(dòng)電機(jī)Π驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的絲杠Π和可沿絲杠Π軸向移動(dòng)的滑塊座Π，豎向加載裝置固定設(shè)置在滑塊座Π上，固定架的橫柱上設(shè)置有對(duì)滑塊座Π導(dǎo)向并限位的滑軌Π。
[0011]進(jìn)一步，殼體的側(cè)壁上設(shè)置有用于水平加載裝置的荷載加載端豎向移動(dòng)的豎向條形孔，殼體的頂壁上設(shè)置有用于豎向加載裝置的荷載加載端橫向移動(dòng)的橫向條形孔，豎向條形孔和橫向條形孔處均設(shè)置有可隨所述荷載施加端運(yùn)動(dòng)自適應(yīng)啟閉的瓣膜。
[0012]進(jìn)一步，殼體由絕緣隔熱材料制成。
[0013]進(jìn)一步，加熱件為電阻加熱絲。
[0014]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明的地下洞室相似模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，通過溫度調(diào)控系統(tǒng)可使得殼體內(nèi)的地下洞室模擬試樣達(dá)到不同的溫度值，并分別在不同的溫度值下對(duì)試樣進(jìn)行荷載加載，從而采集試樣在不同溫度值下的圍巖受力變形情況，可對(duì)隧道開挖工程或其他地下洞室的圍巖受力及變形特征在不同溫度作用下的影響進(jìn)行真實(shí)的模擬，能準(zhǔn)確反映實(shí)際情況，在測試洞室的變形與應(yīng)力等方面具有相當(dāng)好的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0016]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)不意圖；
[0017]圖2為本發(fā)明中的殼體側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本發(fā)明中的殼體側(cè)視圖，如圖所示:本實(shí)施例的地下洞室相似模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，包括殼體I和設(shè)置在殼體I內(nèi)的試樣承載平臺(tái)2，還包括可改變試樣溫度值的溫度調(diào)控系統(tǒng)和用于在不同溫度值下對(duì)試樣5施加荷載的荷載加載系統(tǒng)3;溫度調(diào)控系統(tǒng)包括設(shè)置在殼體I內(nèi)并用于對(duì)試樣5加熱的加熱件4和設(shè)置在殼體I內(nèi)并用于檢測試樣溫度的溫度傳感器;其中，試樣是指地下洞室?guī)r石試樣或地下洞室相似模型試樣，荷載加載系統(tǒng)3用于對(duì)試樣進(jìn)行荷載施加，溫度調(diào)控系統(tǒng)用于對(duì)試樣的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以增加模擬真實(shí)性，加熱件4用于需調(diào)高溫度時(shí)進(jìn)行加熱或需調(diào)低溫度時(shí)停止加熱，并通過溫度傳感器進(jìn)行檢測，此外，還設(shè)置有控制器，用于接收溫度傳感器采集數(shù)據(jù)，并通過控制器控制加熱件4工作狀態(tài)。
[0019]本實(shí)施例中，荷載加載系統(tǒng)3包括固定架3-1、水平加載裝置3-2和豎向加載裝置3-3，水平加載裝置3-2和所述豎向加載裝置3-3均固定設(shè)置在固定架3-1上;水平加載裝置3-2的荷載加載端沿橫向水平方向伸入殼體I內(nèi)并可相對(duì)于殼體I沿豎向上下移動(dòng);豎向加載裝置3-3的荷載加載端沿豎向伸入殼體I內(nèi)并可相對(duì)于殼體I沿橫向水平方向移動(dòng);其中，水平加載裝置3-2和豎向加載裝置3-3均包括加載動(dòng)作器8、壓力傳感器6和傳力桿7，傳力桿由加載動(dòng)作器驅(qū)動(dòng)對(duì)試樣進(jìn)行壓力加載，并通過壓力傳感器進(jìn)行檢測，加載動(dòng)作器可為液壓油缸，使得傳力桿可沿軸向前后移動(dòng)，傳力桿形成荷載加載端；
[0020]水平加載裝置3-2的荷載加載端的豎向上下移動(dòng)可對(duì)試樣的豎向不同位置進(jìn)行加載，豎向加載裝置3-3的荷載加載端的橫向移動(dòng)可對(duì)試樣頂端的橫向不同位置進(jìn)行加載，從而擴(kuò)大加載范圍。
[0021 ]本實(shí)施例中，試樣承載平臺(tái)以可相對(duì)殼體I底部前后移動(dòng)的方式設(shè)置在殼體I內(nèi)；前后方向是指與橫向水平方向在水平面上垂直的方式，試樣承載平臺(tái)的前后移動(dòng)可對(duì)水平加載裝置3-2和豎向加載裝置3-3對(duì)試樣的加載點(diǎn)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而使得加載裝置可在三維方向上對(duì)試樣的加載位置進(jìn)行調(diào)整;如圖所示，試樣承載平臺(tái)底部設(shè)置有滑塊2-1，滑塊為燕尾結(jié)構(gòu)，可沿殼體I底板上設(shè)置的燕尾滑槽前后移動(dòng)，不但具有較好的移動(dòng)性，而且可具有定位效果，放置試樣承載平臺(tái)橫向水平方向移動(dòng)，當(dāng)然，