[实用新型]一种深部巷道和隧道突水突泥三维物理模拟试验系统

权利要求书

1.一种深部巷道和隧道突水突泥三维物理模拟试验系统，其特征在于：包括试验台架、地应力加载系统、水压力加载系统、数据采集系统和泥水突出物回收系统；试验台架中设有用于填充围岩介质和断层等介质的试验箱体，地应力加载系统位于试验箱体顶部，水压力加载系统出水端设置于断层等突水构造的砾石滤层中，数据采集系统包括设置于围岩介质和断层介质内部的若干传感器，传感器与试验台架外部数据采集仪相连，泥水突出物回收系统通过导流管与巷道或隧道排水口连接。

2.根据权利要求1所述一种深部巷道和隧道突水突泥三维物理模拟试验系统，其特征在于：所述试验台架包括约束反力板（1）、侧面钢架（2）、均布盖板（3）、试验箱体（4）、透明有机玻璃面板（5）、钢板框架（6）、加劲肋板（7）、工字钢（8）；所述约束反力板（1）与侧面钢架（2）采用螺栓连接，所述侧面钢架（2）焊接在试验箱体（4）上，所述试验箱体（4）前后面为钢板框架（6），所述钢板框架（6）周围设置一圈法兰盘，所述透明有机玻璃面板（5）中部设有三个正方形预留口（9），所述透明有机玻璃面板（5）周围设置了一圈法兰盘，所述加劲肋板（7）两短边设置了一排法兰盘，所述加劲肋板（7）与透明有机玻璃面板（5）和钢板框架（6）采用螺栓连接，所述均布盖板（3）位于试验箱体（4）顶部，所述试验箱体（4）内部为围岩介质和断层等介质，所述试验箱体（4）焊接在三条工字钢（8）上。

3.根据权利要求1所述一种深部巷道和隧道突水突泥三维物理模拟试验系统，其特征在于：所述地应力加载系统包括液压油泵（10）、油泵压力表（11）、输油管道（12）、液压缸（13）、柱塞（14）；所述油泵压力表（11）安装于液压油泵（10）上，所述输油管道（12）连接液压油泵（10）和液压缸（13），所述液压缸（13）通过螺栓连接在约束反力板（1）上，柱塞（14）作用在均布盖板（3）上。

4.根据权利要求1所述一种深部巷道和隧道突水突泥三维物理模拟试验系统，其特征在于：所述水压力加载系统包括氮气瓶（15）、储气量和气体压力表（16）、阀门（17）、输气管道（18）、恒温恒压水箱（19）、输水管道（20）、突水管道（21）；所述储气量和气体压力表（16）安装在氮气瓶（15）上，所述阀门（17）分别安装在输气管道（18）和输水管道（20）上，所述输气管道（18）连接氮气瓶（15）和恒温恒压水箱（19），所述输水管道（20）连接恒温恒压水箱（19）和突水管道（21），所述突水管道（21）安装在试验箱体（4）内部的断层等突水构造砾石滤层中。

5.根据权利要求4所述一种深部巷道和隧道突水突泥三维物理模拟试验系统，其特征在于：所述恒温恒压水箱（19）包括恒温恒压水箱压力表（22）、进水口（23）、封水塞（24）、加热装置（25）、加热腔体（26）、微电脑控制器（27）、水位计（28），所述恒温恒压水箱压力表（22）安装在恒温恒压水箱（19）顶部，所述封水塞（24）试验时旋紧在进水口（23）上，所述加热装置（25）安装在加热腔体（26）内，所述微电脑控制器（27）安装在加热腔体（26）外表面上部，所述水位计（28）安装在恒温恒压水箱（19）中部，所述恒温恒压水箱（19）底部为自由旋转车轮。

6.根据权利要求1所述一种深部巷道和隧道突水突泥三维物理模拟试验系统，其特征在于：所述数据采集系统包括传感器（29）、传输光纤（30）、数据采集仪（31）、电脑（32），所述传感器（29）安装在断层介质和围岩介质交界处以及内部，所述传感器（29）通过传输光纤（30）连接在数据采集仪（31）上，所述数据采集仪（31）通过数据线（33）连接在电脑（32）上。

7.根据权利要求1所述一种深部巷道和隧道突水突泥三维物理模拟试验系统，其特征在于：所述泥水突出物回收系统包括粒径为0.2mm的圆筒状过滤筛（34）、封水圈（35）、粒径为0.03mm的圆筒状过滤筛（36）、透明塑料面板（37）、储水容器（38）、容量刻度板（39）、车轮支架（40）、定位标尺（41）、出水口（42），所述封水圈（35）设置于每层过滤筛连接处，所述透明塑料面板（37）安装在粒径为0.03mm的圆筒状过滤筛（36）侧壁，所述储水容器（38）底部为圆弧状，所述容量刻度板（39）安装在储水容器（38）侧壁，所述出水口（42）安装在储水容器（38）最低处，所述车轮支架（40）安装在储水容器（38）底部，所述车轮支架（40）采用可伸缩设计，所述定位标尺（41）位于车轮支架（40）上，所述定位标尺（41）用于调整泥水突出物回收系统的平整度和高度。