[实用新型]黄土地铁隧道围岩浸水及动荷载模拟系统

说明书

本实用新型公开了黄土地铁隧道围岩浸水及动荷载模拟系统，模型箱为长方体，模型箱的前壁和后壁的中部配合固定有隧道模型，模型箱的底部设置有若干组浸水管，浸水管上设置有若干浸水头，所有浸水管均连接模型箱外的供水端，模型箱顶部设置有横梁，横梁上设置有若干激光位移计，模型箱上设置有标尺，隧道模型内设置有轨道，轨道上设置有能够滑动的若干电动式激振器。本实用新型结构明确，功能良好，自动化程度高，并且可重复利用，具有良好的推广应用价值。

技术领域

本实用新型属于室内模型试验领域，具体涉及一种黄土地铁隧道围岩浸水及动荷载模拟系统。

背景技术

随着我国城市交通网的不断完善，越来越多的地铁隧道投入建设与运营。西安、兰州等西部城市大厚度黄土地层分布广泛，随着地铁线路的进一步完善，不可避免的会存在许多地铁区间处于大厚度湿陷性黄土地层。黄土具有明显的水敏性，黄土地层含水率改变会引起其力学参数明显变化，会对其中的工程结构造成威胁，目前大量地下工程建设会引起地下水位改变，另外输水管线爆裂漏水、附近河道渗水等，均可能导致隧道周边围岩浸水，在列车动荷载作用下，可能引起围岩承载能力降低，造成衬砌开裂漏水等病害，对地铁隧道结构安全造成威胁。为了系统研究黄土地层浸水及列车动荷载对隧道结构的影响，常常采用数值模拟、室内模型试验、理论分析等方法开展研究，目前数值模拟和理论分析方法采用的较多，但室内模型试验相对较少，这是由于目前室内模型装置存在局限性，难以达到良好的模拟效果。如专利“一种多浸水工况模拟试验模型箱及试验方法”(申请号：201710057182.X)提供一种多工况浸水试验模型箱，可以模拟一些地层浸水工况，但并未涉及列车动荷载的影响，并且浸水只能模拟地下水上升和地表水下渗等工况，无法模拟地下管线爆裂等局部渗水的情况，一些实际浸水工况及列车动荷载就难以较好的模拟。并且由于试验系统的局限性，目前黄土地层浸水及动荷载影响下的室内试验模型方法也不成熟。因此，提供一种适用于黄土地层地铁隧道浸水及动荷载模拟的室内试验系统及试验方法是一个亟待解决的问题。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供黄土地铁隧道围岩浸水及动荷载模拟系统，能够满足室内模型试验不同工况的模拟要求。

为了达到上述目的，本实用新型包括模型箱，模型箱为长方体，模型箱的前壁和后壁的中部配合固定有隧道模型，模型箱的底部设置有若干组浸水管，浸水管上设置有若干浸水头，所有浸水管均连接模型箱外的供水端，模型箱顶部设置有横梁，横梁上设置有若干激光位移计，模型箱上设置有标尺，隧道模型内设置有轨道，轨道上设置有能够滑动的若干电动式激振器。

供水端包括储水箱，储水箱与所有浸水管的进水端和出水端连接形成回路，储水箱与浸水管的进水端间设置有增压泵和电磁阀。

所有浸水头均垂直指向模型箱的顶部。

激光位移计垂直指向模型箱的底部。

横梁上设置有千斤顶，千斤顶垂直指向模型箱的底部。

模型箱的底部为底部钢板，模型箱的侧面为钢化玻璃。

每个浸水头均通过独立的电磁阀单独控制，每个浸水头上均设置有土工膜。

与现有技术相比，本实用新型的模拟系统通过在模型箱内设置隧道模型，并在模型箱底部设置浸水头，用来模拟隧道浸水工况，采用在隧道模型内设置电动式激振器，用来模拟隧道震动，并且电动式激振器能够在轨道上滑动，能够模拟不同位置上的震动，自由灵活，本系统实现了地铁隧道浸水及动荷载等不同工况下的模拟，完全达到了本试验浸水和动荷载的模拟要求。本实用新型结构明确，功能良好，自动化程度高，并且可重复利用，具有良好的推广应用价值。

进一步的，本实用新型的每个浸水探头均有独立的电磁阀控制，自动化程度高，并且浸水模拟更加精确。

进一步的，本实用新型设置有千斤顶，能够对模型土进行加压，模拟具有压力的工况。

附图说明