[发明专利]一种隧道水压力分布规律模型试验装置

权利要求书

1.一种隧道水压力分布规律模型试验装置，其特征在于：包括试验箱、供水系统和排水系统；试验箱包括箱体(1)、隧道衬砌(2)和进出水口(3)；通过调整不同的进出水口的进出水状态来改变箱体(1)内的水流方向，从而模拟不同的地下水流动状态；

供水系统包括集水箱(5)、变频水泵(6)和分水器(7)；

排水系统包括排水盲管(8)和排水边沟(9)；排水盲管(8)与泄水孔(4)连接，排水盲管(8)将地下水排至排水边沟(9)中；排水边沟(9)用以将地下水导入集水箱(5)。

2.根据权利要求1所述的一种隧道水压力分布规律模型试验装置，其特征在于：试验箱箱体(1)由八块钢板焊接而成，前后两侧钢板裁出隧道上半圆弧，并与隧道衬砌(2)进行焊接；试验箱底部设置钢架支撑，使试验箱高度高于集水箱(5)。

3.根据权利要求1所述的一种隧道水压力分布规律模型试验装置，其特征在于：进出水口(3)设置在隧道两侧，进水口之间等间距布置，进水口外侧与水阀焊接，通过水阀控制进水口流量。

4.根据权利要求1所述的一种隧道水压力分布规律模型试验装置，其特征在于：隧道衬砌(2)用以模拟实际的隧道衬砌，分别在隧道衬砌(2)的五个截面上设置泄水孔(4)；每个截面在30°、60°、90°、120°和150°位置设置泄水孔(4)；泄水孔(4)外连接球阀，控制排水节点。

5.根据权利要求1所述的一种隧道水压力分布规律模型试验装置，其特征在于：集水箱(5)负责回收隧道排水系统排出的地下水，同时为试验箱提供水源；变频水泵(6)放置在集水箱(5)内，将地下水泵送至分水器(7)处，再由分水器(7)分别将地下水泵送至试验箱进出水口(3)。

6.根据权利要求1所述的一种隧道水压力分布规律模型试验装置，其特征在于：排水系统由排水盲管(8)和排水边沟(9)组成；排水盲管负责将地下水从试验箱的箱体(1)中排出，排水边沟(9)负责将地下水导入集水箱(5)中，最终形成地下水的循环利用。

7.根据权利要求1所述的一种隧道水压力分布规律模型试验装置，其特征在于：试验装置操作步骤如下：

步骤1、管道连接，将进水口与分水器连接，出水口管道与集水箱(5)连接；同时固定隧道排水系统；

步骤2、围岩材料填充，将土体分层填充到试验箱中，每层高度10cm，并根据所在高度埋设传感器；土体填实后通过夯锤人工夯实，每层夯击三遍；

步骤3、饱和土体，保持进水口阀门畅通，关闭排水口阀门，开启水泵并调节水泵扬程，待地下水从排水系统流出后关闭排水系统水阀直至土体饱和；

步骤4、打开排水口水阀，等待渗流稳定后打开排水系统阀门，测量传感器等相关数据；

步骤5、分别调节进水口与出水口，改变地下水的流动方向，并重复步骤3操作；

步骤6、调节变频水泵扬程，并重复步骤3-步骤5。