[发明专利]地裂缝土质隧道物理模型试验装置及模型试验方法

权利要求书

1.一种地裂缝土质隧道物理模型试验装置，其特征在于，包括模型装置、沉降装置和控制装置三部分，模型装置通过支架（28）支撑，模型装置的下方设置有沉降装置（23），模型装置和沉降装置（23）均与控制装置（26）连接，

所述模型装置，包括模型箱（4），模型箱（4）根据实际工程按照设定的比例缩小制成，模型箱（4）为一个内空的、竖立的、圆柱形的容器，包括上盖（14）、圆柱侧壁（17）和底板部分，底板部分沿直径分为固定底板（27）和活动开口，模型箱（4）内以立轴对称设置有下盘土体（19）和上盘土体（5），上盘土体（5）和下盘土体（19）之间设置有模拟地裂缝（18），模拟地裂缝（18）的下沿即为模型箱（4）固定底板（27）和活动开口的交界处，下盘土体（19）的下方对应安装有固定底板（27），上盘土体（5）的下方活动开口对应安装有沉降装置（23）中的上盘土体托板（21）；在上盖（14）与上盘土体（5）和下盘土体（19）之间设置有气压囊（15）。

2.根据权利要求1所述的隧道物理模型试验装置，其特征在于，所述模型箱（4）的圆柱侧壁水平开有一隧道洞口，该隧道洞口的洞轴线与模型箱（4）的立轴垂直，该隧道洞口内有一模型隧道衬砌结构（12），该隧道洞口的直径与模型隧道衬砌结构（12）直径一致，在洞口两端的圆柱侧壁之间固定有一个水平基准梁（11）。

3.根据权利要求2所述的隧道物理模型试验装置，其特征在于，所述的隧道洞口设置有四个，洞口轴线分别为a-a洞轴（7）、b-b洞轴（8）、c-c洞轴（9）和d-d洞轴（10），每个隧道洞口的洞轴线与模拟地裂缝（18）立面的夹角分别为90°、60°、30°和45°。

4.根据权利要求2或3所述的隧道物理模型试验装置，其特征在于，所述水平基准梁（11）上安装有位移计（6），位移计（6）的下端与模型隧道衬砌结构（12）的下端连接，该位移计（6）可在水平基准梁（11）上自由滑动；在每个模型隧道衬砌结构（12）顶部、底部和侧壁外侧还安装有多个压力计（13）。

5.根据权利要求2或3所述的隧道物理模型试验装置，其特征在于，所述气压囊（15）通过通气管（16）与调压阀、压力表、安全阀和气压源依次连接，调压阀与控制装置（26）连接，实现自动控制。

6.根据权利要求2或3所述的隧道物理模型试验装置，其特征在于，所述沉降装置（23）的结构是，包括液压缸（25），液压缸（25）的活塞杆（22）外端与上盘土体托板（21）连接，上盘土体托板（21）安装有位移传感器（3），液压缸（25）通过伺服阀（24）与进油管（1）、出油管（2）联通，伺服阀（24）与控制装置（26）连接。