[发明专利]一种用于非降水暗挖施工的模型试验系统及其试验方法

权利要求书

1.一种用于非降水暗挖施工的模型试验系统，其特征在于：包括高强度刚性试验结构架，高强度钢化玻璃密封箱密贴于刚性试验结构架内；所述的钢化玻璃密封箱两侧山墙分别设有进水口与出水口，进水口设有与压力水箱相连的输水管；钢化玻璃密封箱内部设有横向与纵向的短挡板，且钢化玻璃密封箱前后边墙上设有多扇可打开/关闭的玻璃门；钢化玻璃箱中铺设有流固耦合相似材料，流固耦合相似材料中铺设有通过线路与计算机控制平台相连的传感器。

2.根据权利要求1所述的一种用于非降水暗挖施工的模型试验系统，其特征在于：所述的高强度刚性试验结构架由底座，角柱以及连接梁构成。

3.根据权利要求1所述的一种用于非降水暗挖施工的模型试验系统，其特征在于：所述的高强度钢化玻璃密封箱密贴于刚性试验结构架内，并由前后边墙、两侧山墙、底板和顶盖连接组成；在钢化玻璃密封箱一侧山墙设置有进水口，另一侧山墙设置有出水口，且在前后边墙上设有多扇可打开/关闭的玻璃门；钢化玻璃密封箱内部设置有横向和纵向的短挡板。

4.根据权利要求1所述的一种用于非降水暗挖施工的模型试验系统，其特征在于：所述的压力水箱内设置有水压加载装置，水压加载装置与橡胶输水管相连，同时压力箱上设置有压力读数表。

5.一种用于非降水暗挖施工的模型试验系统及其试验方法，其特征在于：包括以下步骤，

(i)试验台架的组装，将高强度钢化玻璃密封箱密贴安装在高强度刚性试验结构内部；

(ii)将流固耦合相似材料与止水相似材料根据实际施工情况铺设于高强度钢化玻璃箱中，夯实，并埋设相应的传感器，连接到计算机控制平台；止水相似材料铺设时应设置在横向短挡板两侧，止水相似材料将两侧的流固耦合相似材料隔绝开；满足预先设计厚度之后，利用进水口向模型箱内注水，待水位到达设计高度后，利用顶盖将钢化玻璃箱密封，并采用橡胶输水管通过压力水箱向铺设流固耦合相似材料的高强度钢化玻璃箱中加压，达到预定的水压力后，打开出水口，并进行流固耦合试验；

(iii)浸泡使流固耦合相似材料饱和，并使强度和渗流量达到稳定，进行隧道的开挖；

(iv)在开挖过程中，实时监测、采集传感器数据，并通过计算机控制平台分析处理数据。