[发明专利]模拟隧道穿越活动断层的位移同步控制装置及试验方法

权利要求书

1.一种模拟隧道穿越活动断层的位移同步控制装置，其特征在于：

无盖的模型试样箱由活动的左半箱(100)和固定的右半箱(200)构成；

所述的左半箱由左前板(101)、左后板(102)、左侧板(103)、左底板(104)构成，左底板(104)的底面与竖向加载装置(301)的上端通过铰支座(105)铰接，竖向加载装置(301)的下端连接于底座(400)左侧可前后移动的水平移动平台(401)上；左前板(101)的前面紧贴前加载条(106)，前加载条(106)的前面抵紧前水平加载装置(302)的后端，前水平加载装置(302)的前端与底座(400)上的前反力架(402)连接，前加载条(106)向下伸出与底座(400)接触，且底座(400)的水平移动平台(401)的前部与前加载条(106)的后面接触；左后板(102)后面紧贴后加载条(107)，后加载条(107)的后面抵紧后水平加载装置(303)的前端，后水平加载装置(303)的后端与底座(400)上的后反力架(403)连接，后加载条(107)向下伸出与底座(400)接触，且底座(400)的水平移动平台(401)的后部与后加载条(107)的前面接触；

所述的右半箱(200)由右前板(201)、右后板(202)、右侧板(203)、右底板(204)构成，右底板(204)直接通过高强螺栓固定于底座(400)上；

所述的左半箱(100)的左前板(101)的右边、左后板(102)的右边、右半箱(200)的右前板(201)的左边、右后板(202)的左边均为倾斜的斜边；右前板(201)的左边与左前板(101)的右边通过既能沿左前板的右边移动又能前后移动的前移动副(108)连接，右后板(202)的左边与左后板(102)的右边通过既能沿左后板的右边移动又能前后移动的后移动副(109)连接；

所述的左后板(102)和右前板(201)的内壁上设置模型支架，模型支架的具体构成是：连杆(501)的一端通过带锁紧螺母(502)的连杆球铰(503)铰接于左后板(102)或右前板(201)的内壁上，连杆(501)另一端的上侧、下侧均夹持球铰与圆弧形的上夹持架(504)的内端和圆弧形的下夹持架(505)的内端铰接；上夹持架(504)的外端和下夹持架(505)的外端通过螺杆(506)连接。

2.根据权利要求1所述的模拟隧道穿越活动断层的位移同步控制装置，其特征在于：所述的竖向加载装置(301)配有荷重传感器(304)和位移传感器(305)；所述的前水平加载装置(302)和后水平加载装置(303)也均配有荷重传感器(304)和位移传感器(305)。

3.一种使用权利要求1所述的模拟隧道穿越活动断层的位移同步控制装置对活动断层的位移进行同步控制的方法，其步骤是：

A.将隧道模型的两端分别置于左后板(102)的上夹持架(504)和下夹持架(505)之间，右前板(201)的上夹持架(504)和下夹持架(505)之间；再调节左后板(102)的连杆(501)的上下倾角及左右交角，并拧紧球铰(503)上的锁紧螺母(502)；同时，调节右前板(201)的连杆(501)的上下倾角及左右交角，并拧紧球铰(503)上的锁紧螺母(502)，再将上夹持架(504)的外端和下夹持架(505)的外端通过螺杆固定，即将隧道模型按设定的上下倾角、前后交角固定在模型试样箱内；然后在模型试样箱内填埋试制土体；

B.启动前水平加载装置(302)通过前加载条(106)或启动后水平加载装置(303)通过后加载条(107)向左半箱(100)施加载荷，使左半箱(100)及其下方的竖向加载装置(301)随水平移动平台(401)向前或向后水平移动；

同时，由竖向加载装置(301)对左半箱(100)向上施加载荷，使左半箱(100)通过前移动副(108)、后移动副(109)沿右前板(201)的左边、右后板(202)的左边倾斜向上移动；

C.加载的同时，通过位移传感器(304)实时监测左半箱(100)的水平、竖向位移，使其按设定的位移速度达到设定的水平、竖向位移；通过荷重传感器(303)实时监测活动的左半箱(100)受到的水平、竖向荷载。