[发明专利]一种富水断层隧道掌子面突水演化模拟试验装置及方法

权利要求书

1.一种富水断层隧道掌子面突水演化模拟试验装置，其特征在于，包括：水压加载系统、模拟箱体、分层铺设在所述模拟箱体内的模拟土层、信息监测系统和模拟隧道开挖系统；所述土层中布置模拟断层，且所述土层中形成扰动破坏带、有效隔水带、诱导断层带和断层破坏带；

所述水压加载系统利用向加压罐先加入水后注入空气起到保压作用，保障所述信息监测系统恒压稳定；所述信息监测系统包括多个应力监测点，所述应力监测点均布在所述模拟断层与模拟隧道周围用于监测变形动态过程；所述模拟隧道开挖系统包括开挖盾构机。

2.根据权利要求1所述的富水断层隧道掌子面突水演化模拟试验装置，其特征在于，所述开挖盾构机的前端安装开挖盾构机刀盘，开挖杆体外面PVC套管起支护作用，随着钻头的钻进后，PVC套管起支护作用。

3.根据权利要求1所述的富水断层隧道掌子面突水演化模拟试验装置，其特征在于，所述模拟断层为填充的弱性材料。

4.根据权利要求1所述的富水断层隧道掌子面突水演化模拟试验装置，其特征在于，还包括围岩变形模拟系统，能够模拟预收敛变形、收敛变形和挤出变形。

5.根据权利要求1所述的富水断层隧道掌子面突水演化模拟试验装置，其特征在于，所述加压罐上设有高压注水管高压注水管伸入所述模拟箱体，在进水管均匀布置出花洒状水孔。

6.使用权利要求1～5任一所述的模拟试验装置判别富水断层隧道掌子面突水的方法，其特征在于，包括以下步骤：

分别观测所述扰动破坏带、有效隔水带、诱导断层带和断层破坏带的厚度；扰动破坏带、有效隔水带、诱导断层带的厚度之和大于等于隔水层总厚度时，判断发生富水断层隧道掌子面突水。