[发明专利]富水区裂隙岩体隧道衬砌水压力分布试验模拟方法

权利要求书

1.富水区裂隙岩体隧道衬砌水压力分布试验模拟方法，其特征在于包括以下步骤：

(一)，制作试验模型，模拟裂隙岩体隧道衬砌和围岩的具体结构；

(二)，向模型内注水，使模型水压力基本保持恒定；

(三)，对模型中的待测点的水压力值和衬砌的排水量进行测定；

(四)，对水压力数据处理；

制作试验模型的步骤包括：

1)，制作内夹土工布的水泥砂浆的试样，对试样进行渗透系数测试，根据试样渗透系数的测试结果选择合适的水泥砂浆配合比和土工布厚度；

2)，制作长方体的模型箱，实物与模型按照1：50比例进行缩小模拟，安装穿透模型箱两个相对侧壁的聚丙烯管，在聚丙烯管圆周外安装沿着聚丙烯管长度方向的纵向盲管和围绕聚丙烯管圆周的环向盲管，环向盲管与纵向盲管连通，纵向盲管与聚丙烯管内连通；

3)，在模型箱内布置模拟裂隙的土工布，在待测点上布置孔隙水压力计并进行编号；

4)，将水泥砂浆浇筑到模型箱内，将模型箱上端用顶盖封闭；

所述步骤1)的具体过程为：

a，制作试样，选取32.5矿渣硅酸盐水泥、粒径为0～3mm的中砂、胶凝材料质量1％的缓凝型羧酸高效减水剂、粉煤灰，150g和300g规格的土工布，按照水泥：砂：粉煤灰：水＝1：2：0.3：0.54比例搅拌成水泥砂浆，同时降低拌合水的温度，将水泥砂浆分别与150g、300g规格的土工布制作成带裂隙的砂浆试件；

b，使用水钻法用岩石取芯机在制作好的砂浆试件上取样，取样为圆柱状，且使制作的裂隙面过试样圆柱圆心；

c，用双端面磨平机对试样进行打磨，然后用磨刀石对试样进行手工磨平，确保岩样两端面光滑平整；

d，采用岩石渗透分析仪对试样的渗透系数进行测定，选取渗透系数更稳定的150g规格的土工布和水泥砂浆制作围岩和模拟裂隙。

2.根据权利要求1所述的富水区裂隙岩体隧道衬砌水压力分布试验模拟方法，其特征在于：土工布按照模拟试验的内容进行布置，模拟一条贯通裂隙时按照垂直于聚丙烯管的长度方向平行布置一面土工布，截取三个平行于土工布的断面，分别为两端的断面1-1、断面1-3和中间的断面1-2，所述断面1-2与土工布重合，断面1-1经过环向盲管，断面1-1、断面1-3和中间的断面1-2上设置有孔隙水压力计；

模拟两条平行贯通裂隙时按照垂直于聚丙烯管的长度方向平行布置两面土工布，截取三个平行于土工布的断面，分别为两端的断面2-1、断面2-3和中间的断面2-2，所述断面2-1和断面2-3与土工布重合，断面2-1和断面2-3经过环向盲管，断面2-1、断面2-3和中间的断面2-2上设置有孔隙水压力计。

3.根据权利要求2所述的富水区裂隙岩体隧道衬砌水压力分布试验模拟方法，其特征在于：所述断面1-2、断面2-1和断面2-3上围绕聚丙烯管圆周设置有多个孔隙水压力计，断面1-2、断面2-1和断面2-3上平行于聚丙烯管径向设置有三竖排孔隙水压力计；断面1-1、断面1-3、断面2-2上沿着聚丙烯管径向设置一竖排孔隙水压力计。

4.根据权利要求1所述的富水区裂隙岩体隧道衬砌水压力分布试验模拟方法，其特征在于：所述步骤(三)的测定要求为在不同的水压下使用计算机每隔2min记录一次各测点应变值，连续监测并记录，10次为一组，并收集每组内衬砌的排水量，每个测点测多组，求其平均值。

5.根据权利要求1所述的富水区裂隙岩体隧道衬砌水压力分布试验模拟方法，其特征在于：所述步骤(四)根据步骤(三)的测定结果画出各个测点的水压力分布图，得到衬砌背后及衬砌围岩的水压力分布情况。