[发明专利]一种冻土隧道洞口边坡稳定性模拟系统及使用方法

权利要求书

1.一种冻土隧道洞口边坡稳定性模拟系统，其特征在于，包括模型系统、边坡调温系统、测量系统和数据处理装置，其中：

所述模型系统包括用于盛装冻土试样的模型箱和设于箱内的隧道模型，所述模型箱能够成型隧道洞口边坡造型；

所述边坡调温系统设于隧道洞口边坡上，能够用于对模型箱内的冻土试样进行温度调节；

所述测量系统包括温度检测装置和位移检测装置，分别用于测量冻土试样的温度和隧道洞口边坡位移变化；

所述数据处理装置与所述测量系统相连，用于对测量系统反馈的数据进行储存和分析。

2.根据权利要求1所述的冻土隧道洞口边坡稳定性模拟系统，其特征在于，所述模型箱呈中空长方体结构，所述模型箱的两个相对的侧面分别连有倾斜布置的侧板，所述侧板上设有用于安装隧道模型的通孔，所述侧板为伸缩式结构。

3.根据权利要求2所述的冻土隧道洞口边坡稳定性模拟系统，其特征在于，所述侧板与模型箱底部铰接相连。

4.根据权利要求3所述的冻土隧道洞口边坡稳定性模拟系统，其特征在于，所述模型箱上设有用于标识侧板倾斜角度的刻度尺。

5.根据权利要求1所述的冻土隧道洞口边坡稳定性模拟系统，其特征在于，所述边坡调温系统包括设于隧道洞口边坡下部的碎石护坡和多根传热棒，所述传热棒穿过碎石护坡后插于冻土试样内。

6.根据权利要求5所述的冻土隧道洞口边坡稳定性模拟系统，其特征在于，所述边坡调温系统还包括设于隧道洞口边坡上部的隔热保温材料和通风管，所述通风管穿过隔热保温材料后插于冻土试样内。

7.根据权利要求6所述的冻土隧道洞口边坡稳定性模拟系统，其特征在于，所述模型箱顶部还设有遮阳板，所述遮阳板采用涤纶材料制成，其上侧涂有防水层。

8.根据权利要求5-7之一所述的冻土隧道洞口边坡稳定性模拟系统，其特征在于，所述碎石护坡的厚度为1.0～1.5米。

9.根据权利要求8所述的冻土隧道洞口边坡稳定性模拟系统，其特征在于，向阳面的碎石护坡厚度大于背阴面的碎石护坡厚度。

10.根据权利要求5-7之一所述的冻土隧道洞口边坡稳定性模拟系统，其特征在于，所述传热棒内设有导热介质。

11.根据权利要求6或7所述的冻土隧道洞口边坡稳定性模拟系统，其特征在于，所述通风管的管口设有自动风门，所述自动风门能根据外界温度情况自动开启或关闭。

12.根据权利要求1所述的冻土隧道洞口边坡稳定性模拟系统，其特征在于，所述温度检测装置为设于模型箱内侧的温度传感器，所述位移检测装置为设于隧道洞口边坡的位移计。

13.一种如权利要求1-12任一所述的冻土隧道洞口边坡稳定性模拟系统使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、制备冻土试样；

b、调整模型箱两边的侧板倾斜角度；

c、向模型箱内填入冻土试样并成型隧道洞口边坡；

d、在隧道洞口边坡下部堆填碎石护坡并插入传热棒；

e、在隧道洞口边坡上部埋设通风管并铺设隔热保温材料；

f、在模型箱顶部设置遮阳板。

14.根据权利13所述的冻土隧道洞口边坡稳定性模拟系统使用方法，其特征在于，在所述步骤a中，冻土试样采用分块制作，且冻土试样表层和内部的温度一致。

15.根据权利13所述的冻土隧道洞口边坡稳定性模拟系统使用方法，其特征在于，在所述步骤c中，在填入冻土试样前，需在模型箱内侧安装温度检测装置。

16.根据权利13所述的冻土隧道洞口边坡稳定性模拟系统使用方法，其特征在于，在所述步骤d中，堆填碎石护坡时需在隧道洞口边坡上安装位移检测装置。