[发明专利]隧道模型围岩内部位移监测试验平台

权利要求书

1.一种隧道模型围岩内部位移监测试验平台，其特征在于：包括箱体、土体(19)、隧道动态挖掘模型(18)、拱顶位移监测装置、边墙径向位移监测装置，其中：

所述土体、隧道动态挖掘模型、拱顶位移监测装置、边墙径向位移监测装置都置于箱体内，箱体中土体内设有隧道动态挖掘模型；拱顶位移监测装置、边墙径向位移监测装置都为杆件装置竖直嵌入于土体内，其上部露出土体表面，拱顶位移监测装置的底部近距离于隧道动态挖掘模型顶部，而边墙径向位移监测装置的边侧测点近距离于隧道动态挖掘模型边墙；

所述拱顶位移监测装置，用来模拟隧道开挖过程中的拱顶实际收敛位移，结构实现为：

包括杆件机构，自下而上由铅块(3)、连接杆(2)、垫片(1)依次焊接构成，所述连接杆(2)置于套管一(4)内获得保护，铅块(3)用于接触隧道动态挖掘模型顶部近层的土体，所述垫片(1)作为传感部件的安装平台；

包括校零机构，位于地面以上，用于为杆件机构校零用以确保其垂直状态，其由外伸条一(8)、尼龙线一(7)、重力球一(9)构成，所述外伸条一(8)设于杆件机构中套管一(4)顶面的某一侧，尼龙线一(7)经由外伸条一(8)向外延伸后下垂的自由端连接有重力球一(9)；所述的重力球一(9)由蜡块制成，尼龙线一(7)下端嵌入重力球一(9)中；

包括位移计一(5)，作为传感器用于监测竖直方向的位移；位移计一(5)的感应端头与垫片(1)顶面中心相接触，在接触点处设有小凹槽一(6)，使得位移计一(5)感应端头与垫片(1)之间稳定在该接触点处；安装位移计一(5)与连接杆在同一直线上；

所述边墙径向位移监测装置，用来模拟隧道开挖过程中的边墙实际径向收敛位移，结构实现为：

包括连接条机构，由连接条(10)、固定杆(11)、套管二(12)构成，连接条(10)呈中心对称，非外力下两端为竖直段而中间为斜段，斜段上有中心点O，斜段侧部经过所述中心点O开设通孔；在套管二(12)的二分之一处内壁上焊接有固定杆(11)，固定杆(11)经过中心点O处的通孔；

包括校零机构，位于地面以上，用于确保套管二(12)处于垂直状态，其由外伸条二(16)、尼龙线二(15)、重力球二(17)构成，所述外伸条二(16)设于连接条机构中套管二(12)顶面的某一侧，尼龙线二(15)经由外伸条二(16)向外延伸后下垂的自由端连接有重力球二(17)；所述的重力球二(17)由蜡块制成，尼龙线二(15)下端嵌入重力球二(17)中；

包括位移计二(13)，作为传感器用于监测水平方向的位移；位移计二(13)的感应端头与连接条(10)顶端竖直段上设有的小凹槽二(14)接触，所述的小凹槽二(14)呈长条状，开挖前，位移计二(13)感应端头置于小凹槽二(14)底部，开挖过程中，由于连接条(10)底部竖直段受隧道边墙影响而出现水平位移，连接条(10)以中心点O旋转而使得顶端竖直段的小凹槽二(14)中的位移计二(13)感应端头在起始位置相对上移。

2.如权利要求1所述的隧道模型围岩内部位移监测试验平台，其特征在于：所述连接杆(2)轴向应与带尼龙线一(7)的重力球一(9)重力方向平行，且位移计一(5)与连接杆(2)在同一直线上。

3.如权利要求1所述的隧道模型围岩内部位移监测试验平台，其特征在于：进一步的，所述连接条(10)顶端和底端轴向应与带尼龙线二(15)的重力球二(17)重力方向平行，且位移计二(13)与连接条(10)顶端垂直接触。

4.如权利要求1所述的隧道模型围岩内部位移监测试验平台，其特征在于：进一步的，在起始静止阶段，所述的连接条(10)上下两端部分呈竖直布置状态，中间倾斜部分与竖直方向夹角为θ，θ取值为5°～15°，连接条整体关于中间部分中点O中心对称。

5.如权利要求1所述的隧道模型围岩内部位移监测试验平台，其特征在于：进一步的，所述的小凹槽二底部应与连接条(10)底端B测点关于连接条中点O中心对称，B测点为与边墙待测点对应。