[发明专利]复杂条件下大埋深隧洞围岩稳定与支护模型试验系统

权利要求书

1.复杂条件下大埋深隧洞围岩稳定与支护模型试验系统，其特征在于，该系统主要由高压水密封模型试验舱、内嵌式高液压伺服加载系统、高地温调控系统、高渗透水压加载系统、微型TBM智能掘进系统、多臂衬砌系统以及自密封高精度测试系统组成；

所述的高压水密封模型试验舱，其内部用于容纳试验模型体和高压水体，试验模型体与高压水密封模型试验舱内壁之间形成高压水体空间；

所述的内嵌式高液压伺服加载系统，其内嵌于高压水密封模型试验舱上，为所述的试验模型体提供高地应力；

所述的高地温调控系统为试验模型体和高压水体施加试验温度；

所述的高渗透水压加载系统用于对试验模型体进行全方位的高渗透水压加载；

所述的微型TBM智能掘进系统，用于智能开挖不同形状和尺寸的模型洞室；

所述的多臂衬砌系统，用于模型洞室开挖后的衬砌支护和注浆加固；

所述的多臂衬砌系统包括衬注作业系统、伸缩驱动器、支护控制器和注浆控制器；

所述的自密封高精度测试系统，用于测试模型试验体内部任意部位的位移、应力和渗压。

2.如权利要求1所述的复杂条件下大埋深隧洞围岩稳定与支护模型试验系统，其特征在于，所述的高压水密封模型试验舱由六个钢制高强反力板组装而成，其中四块钢制高强反力板通过焊接形成环形立方筒结构体，另外两块钢制高强反力板通过高强螺栓与环形立方筒结构体密封连接。

3.如权利要求1所述的复杂条件下大埋深隧洞围岩稳定与支护模型试验系统，其特征在于，在高压水密封模型试验舱的前面的钢制高强反力板中心安装密封开挖窗口。

4.如权利要求1所述的复杂条件下大埋深隧洞围岩稳定与支护模型试验系统，其特征在于，所述的高地温调控系统由水体加热器、模型加热器、温度控制中心和密封隔热板组成；所述的水体加热器设置在高压水体中，为高压水体加热至试验温度；所述的模型加热器位于试验模型体中，将试验模型体加热至试验温度；所述的温度控制中心与水体加热器、模型加热器相连，用于控制水体加热器和模型加热器的温度；所述的密封隔热板位于高压水密封模型试验舱内，用于阻挡加热热量外散。

5.如权利要求1所述的复杂条件下大埋深隧洞围岩稳定与支护模型试验系统，其特征在于，所述的高渗透水压加载系统由多断面布设的高压水管、水压加载装置和水压调控系统组成；所述的高压水管穿过高压水密封模型试验舱插入到模型试验体内部相应位置，水压加载装置与高压水管相连，提供试验所需的高水压，水压调控系统与水压加载装置相连，用于实时动态输入、输出水压值。

6.如权利要求5所述的复杂条件下大埋深隧洞围岩稳定与支护模型试验系统 ，其特征在于，所述的水压加载装置主要由自动变频增压泵、水箱、水压传感器和高压水出口组成；自动变频增压泵用于提供试验所需水压值，水箱用于承载试验水体，水压传感器用于监测输出水压，高压水出口连接多断面布设的高压水管，将增压后的试验水体注入高压水密封模型试验舱内。

7.如权利要求1所述的复杂条件下大埋深隧洞围岩稳定与支护模型试验系统，其特征在于，所述衬注作业系统用于实施洞室衬砌支护和注浆加固，伸缩驱动器控制衬注作业系统前进和后退，支护控制器用于控制衬注作业系统衬砌支护时的作用力和速率，注浆控制器用于控制衬注作业系统注浆加固时的注浆压力和注浆量。

8.如权利要求7所述的复杂条件下大埋深隧洞围岩稳定与支护模型试验系统，其特征在于，所述的衬注作业系统主要由伸缩推力块、注浆管和固定器组成；所述的伸缩推力块和注浆管安装在固定器上，伸缩推力块粘结衬砌管片顶推至洞室洞壁，注浆管穿过衬砌管片，用于向衬砌管片和洞室洞壁的接触间隙注入加固浆液。