[实用新型]一种隧道软弱围岩挤压型变形预测装置

说明书

本实用新型公开了一种隧道软弱围岩挤压型变形预测装置，包括变形预测仪、膨胀器、印模器和操作杆，膨胀器和印模器固定于操作杆的同一端，同时通过不同的高压油管连接液压转换开关和高压油泵，所述高压油泵还连接有点载荷仪；所述印模器的表面还包裹有用于刻印岩层裂纹的印膜层，所述高压油泵还连接有点载荷仪，同时通过压力显示模块与变形预测仪相连；本实用新型使用时通过膨胀器和印模器测试孔洞进行油压致裂并复刻相应的岩体裂纹，通过对岩体裂纹的分析得到相应的地压力值，同时通过点载荷仪检测岩体的点载荷值；所述变形预测仪结合Hoek方法对地压力值和点载荷值进行分析后实现对岩体变形的预测；其具有使用方便，测量效率及测量精度高的优点。

技术领域

本实用新型涉及围岩测试技术领域，具体涉及一种隧道软弱围岩挤压型变形预测装置。

背景技术

穿越复杂地质条件的隧道工程，遇到的隧道围岩大变形问题越来越多，如青藏线关角隧道、宝中线大寨岭隧道、堡子梁隧道、南昆线家竹箐隧道、川藏线二郎山公路隧道、渝长线华蓥山公路隧道、宜万线堡镇隧道、兰渝线木寨岭隧道、兰新线乌鞘岭隧道等。其中穿越高地应力区软岩深埋隧道施工过程的挤压性围岩大变形，常导致初支开裂、钢架扭曲以及侵入净空等问题，其预测和控制是亟待解决的难题。因此，开展高地应力软岩挤压性围岩变形预测研究，提出针对性的控制措施，是实现高地应力区软岩深埋隧道施工围岩变形控制得关键。

通过近年来对隧道挤压性变形研究，借助Hoek方法，提出采用挤压因子判定围岩挤压变形程度和地应力状态，研究高地应力软岩条件下挤压大变形的预测；该方法的关键在于现场的点荷载强度的获取、地应力值获取和岩体强度的估算，但是现有技术中软弱岩体的地应力和点载荷值获取难度较大，不利于对软弱岩体变形的预测。

实用新型内容

针对现有技术中存在的点载荷及地应力获取困难、测试效率低下的缺陷,本实用新型公开了一种隧道软弱围岩变形预测装置，采用本实用新型能够实现对软弱岩体地应力及点载荷值的快速获取，进而实现对隧道软弱围岩挤压变形的预测。

一种隧道软弱围岩挤压型变形预测装置,包括变形预测仪、膨胀器和印模器，所述预测装置还包括操作杆，膨胀器和印模器固定设置于操作杆的同一端；所述操作杆内设置有多根分别与膨胀器和印模器连通的高压油管，高压油管的另一端通过液压转换开关连接有高压油泵；所述印模器表面包裹有用于刻印岩层裂纹的印膜层；所述高压油泵同时还连接有点载荷仪，高压油泵通过压力显示模块与变形预测仪相连。

优选的，膨胀器和印模器均为采用膨胀橡胶制作的环形套管，环形套管设置有用于容纳高压油的收缩腔，所述收缩腔与高压油管连通。

优选的，操作杆采用不锈钢管制作；所述印膜层采用半硫化橡胶制作，其厚度为3-5mm。

优选的，操作杆的另一端丝扣连接有延展套筒。

优选的，点载荷仪包括机架，机架上滑动设置有滑板，所述滑板与机架之间设置有相互配合的动压头和静压头；所述机架上还固定设置有用于驱动滑板运动的液压千斤顶，所述液压千斤顶通过高压油管与高压油泵相连。

优选的，滑板与机架之间还设置有相互配合的指示针和标尺。

优选的，机架上对称设置有两根导柱，所述滑板滑动设置于导柱上。

优选的，印膜层采用半硫化橡胶制作，其厚度为3-5mm。

优选的，变形预测仪上还设置有用于连接控制终端的USB接口。

优选的，操作杆的前端固定设置有锥形的导引头。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：