[发明专利]隧道衬砌在列车气动荷载作用下力学性状的模型试验系统

权利要求书

1.隧道衬砌在列车气动荷载作用下力学性状的模型试验系统，其特征在于，包括：

地应力场模拟单元，用于在有损衬砌的顶部及侧部模拟施加地应力；

气动载荷模拟单元，顶部设有通气开口，所述气动载荷模拟单元用于承托有损衬砌，并使有损衬砌覆盖于所述通气开口处，所述气动载荷模拟单元通过改变自身内腔的气压来模拟气动载荷变化；以及

温度场模拟单元，用于调节所述气动载荷模拟单元内部气体的温度，以模拟温度场变化。

2.如权利要求1所述的隧道衬砌在列车气动荷载作用下力学性状的模型试验系统，其特征在于，所述地应力场模拟单元包括：

第一支架；以及

顶撑构件，设有多个，多个所述顶撑构件分别连接于所述第一支架，多个所述顶撑构件用于分别从有损衬砌的顶部和侧部对有损衬砌施压。

3.如权利要求2所述的隧道衬砌在列车气动荷载作用下力学性状的模型试验系统，其特征在于，所述顶撑构件为液压千斤顶。

4.如权利要求1所述的隧道衬砌在列车气动荷载作用下力学性状的模型试验系统，其特征在于，所述气动载荷模拟单元包括：

第二支架；

密封箱，设于所述第二支架上部，所述通气开口设于所述密封箱顶部，所述密封箱用于承托有损衬砌，并使有损衬砌覆盖于所述通气开口处；以及

气压调节组件，与所述密封箱的内腔连通，并用于调节所述密封箱内腔的气压。

5.如权利要求4所述的隧道衬砌在列车气动荷载作用下力学性状的模型试验系统，其特征在于，所述气压调节组件包括：

通气管道，所述通气管道连通于所述密封箱的内腔；

活塞，滑动设于所述通气管道内；以及

活塞驱动机构，连接于所述活塞，并通过驱动所述活塞滑动改变所述密封箱内腔的气压。

6.如权利要求5所述的隧道衬砌在列车气动荷载作用下力学性状的模型试验系统，其特征在于，所述活塞驱动机构包括：

第一外壳，连接于所述通气管道；

驱动电机，固设于所述第一外壳内；以及

曲柄连杆结构，分别与所述活塞及所述驱动电机的输出轴连接。

7.如权利要求1所述的隧道衬砌在列车气动荷载作用下力学性状的模型试验系统，其特征在于，所述温度场模拟单元包括：

调温管件，设于所述气动载荷模拟单元的内腔中；

调温装置，设于所述气动载荷模拟单元之外，且连通于所述调温管件，所述调温装置用于对所述调温管件内的热交换介质进行温度调节。

8.如权利要求7所述的隧道衬砌在列车气动荷载作用下力学性状的模型试验系统，其特征在于，所述调温装置包括相互并联的加热器和制冷器，所述调温管件所流出的热交换介质的一路经过所述加热器的加热或经过所述制冷器的冷却后流入所述调温管件的进口。

9.如权利要求8所述的隧道衬砌在列车气动荷载作用下力学性状的模型试验系统，其特征在于，所述调温管件所流出的热交换介质还具有回流至所述调温管件进口的另一路，所述调温管件的出口处设有比例三通阀，所述调温管件的进口处设有混合器。

10.如权利要求9所述的隧道衬砌在列车气动荷载作用下力学性状的模型试验系统，其特征在于，所述混合器包括：

第二外壳；

隔板，将所述第二外壳的内腔分隔成垂直于上下方向分布的第一腔室和第二腔室，所述隔板的顶部与所述第二外壳的顶壁间隔设置，以形成连通所述第一腔室和所述第二腔室的溢流口，所述第二腔室的底部设有连通于所述调温管件进口的排液口；

液温传感器，设于所述隔板顶部，且位于所述第一腔室内；

第一管道，连通于所述加热器或所述制冷器，并从所述第二外壳的底部伸入所述第一腔室中；以及

第二管道，连通于所述调温管件的出口，从所述第二外壳的顶部伸入所述第一腔室中，所述第二管道的底端低于所述第一管道的顶端。