[实用新型]一种隧道挖掘模拟装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及3D相似模拟实验装置，特别是一种隧道挖掘模拟装置。

背景技术

目前，我国各大院校普遍使用3D模拟实验为各种隧道以及井巷的挖掘做指导，而这些3D模拟实验在模拟隧道以及巷道的挖掘现在有两种常见的办法，水压法和电溶法。水压法是在沿要挖掘的隧道铺设水袋，上面铺设选定好的各种模拟地质条件的物质，通过降低水压模拟隧道的挖掘过程；电溶法是在沿要挖掘的隧道铺设中间含电阻丝的蜡，上面铺设选定好的各种模拟地质条件的物质，通过通电溶解蜡质模拟隧道的挖掘过程。这两种方法都有明显的缺陷，首先是材质硬度不够，隧道未挖掘就已经变形严重，二是模拟隧道挖掘后都会留下残留物质，对隧道产生一定的影响，最终影响实验数据，三是不管水压发还是电溶法，它们模拟隧道挖掘的过程是成段的，而现实中这样的事情断然不可能发生，这样就给相似模拟实验的结果带来了一定的扭曲，在应用到指导现场项目时偏差再被放大，可能会使项目结果不太理想。因此，其改进和创新势在必行。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型之目的就是提供一种隧道挖掘模拟装置，可有效解决模拟隧道挖掘实验装置易变形、过程不连续、偏差较大的问题。

本实用新型解决的技术方案是，一种隧道挖掘模拟装置，包括实验台体、相似模拟材料和声波检测仪，实验台体上沿预设的隧道位置铺设有食用硬质材料制成的模拟隧道挖掘主体，模拟隧道挖掘主体的外部铺设有模拟地质条件设置的相似模拟材料，相似模拟材料上设置有声波检测仪，模拟隧道挖掘主体的进口端设置有流速通道，流速通道与设置在实验台体上的培养室相连，流速通道内设置有将模拟隧道挖掘主体和培养室分隔开的截流体，截流体上设置有可调节大小或数量的通道开关。

本实用新型结构新颖独特，简单合理，易生产，成本低，解决了传统3D相似模拟中隧道部位材质硬度低，模拟隧道挖掘过程不连续而引起的数据偏差问题，能够为现场项目起到更好的指导效果，是道挖掘模拟实验装置上的创新。

附图说明

图1为本实用新型的俯视图。

图2为本实用新型截流体结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。

由图1-2给出，本实用新型包括实验台体、相似模拟材料和声波检测仪，实验台体1上沿预设的隧道位置铺设有食用硬质材料制成的模拟隧道挖掘主体5，模拟隧道挖掘主体5的外部铺设有模拟地质条件设置的相似模拟材料6，相似模拟材料6上设置有声波检测仪4，模拟隧道挖掘主体5的进口端设置有流速通道2，流速通道2与设置在实验台体1上的培养室3相连，流速通道2内设置有将模拟隧道挖掘主体和培养室分隔开的截流体7，截流体7上设置有可调节大小或数量的通道开关。

为保证使用效果，所述的截流体7为与流速通道2内腔截面相等的平板结构，平板的下部设置有多个流道孔7a，流道孔7a处经合页设置有开、合的密封结构，构成通道开关；所述的模拟隧道挖掘主体5的进口端面与相似模拟材料6的端面齐平。

本实用新型使用时，首先在实验台体1上布置培养室3并安装与其相连通的流速通道2，然后在实验台体上沿着预设的隧道位置铺设食用硬质材料制成的模拟隧道挖掘主体5，模拟隧道挖掘主体5外部继续按普通相似模拟实验的要求，按需要铺设选定好的各种模拟地质条件的相似模拟材料6，铺设完毕后，在培养室中放入能够啃食食用硬质材料的生物（如蚂蚁），然后实验开始，将截流体7上的通道开关打开，培养室中的生物沿着流速通道到了可食用硬性材质前啃食并搬运，这时可以按相似模拟声波检测仪4反馈的信息控制流速通道的开口大小或数量，实现隧道挖掘的速度控制，最后通过相似模拟声波检测仪的数据得出结果，与现有技术相比，本实用新型模拟隧道材质硬度足够高，更贴近于现实，不会变形；隧道挖掘模拟过程速度均匀，可控，与现实中的隧道挖掘相似度极高，使实验数据结果更加真实可靠，并且结构新颖独特，简单合理，易生产，成本低，解决了传统3D相似模拟中隧道部位材质硬度低，模拟隧道挖掘过程不连续而引起的数据偏差问题，能够为现场项目起到更好的指导效果，是道挖掘模拟实验装置上的创新，有良好的社会和经济效益。

申请人要指出的是，本申请上述指出的仅仅是一种实施例，并不是用于限制本申请的保护范围，凡是用等同或等同替代手段所做出与本申请技术方案本质上相同的技术方案均属于本申请的保护范围。