[发明专利]一种可改变隧道埋深的隧道模型试验装置及方法

说明书

本发明提供一种可改变隧道埋深的隧道模型试验装置及方法，该装置包括一对相对设置的端板组件和一对相对设置的侧板围合于底板周边形成的模型试验箱体，端板组件与底板滑动连接；端板组件包括第一端板、第二端板及设于两端板之间的隧道洞口板，隧道洞口板与两端板滑动连接；隧道埋深调节机构，包括设于模型试验箱体内的移动隔板组件、以及设于移动隔板组件与底板之间的升降驱动组件，升降驱动组件用于驱动移动隔板组件升降，隧道洞口板端部与移动隔板组件可拆卸式连接。本发明通过升降驱动组件驱动移动隔板组件升降，进而改变安放在移动隔板组件上的隧道衬砌模型到箱体顶部距离，从而改变隧道埋深，简化操作。

技术领域

本发明涉及隧道模型试验技术领域，具体涉及一种可改变隧道埋深的隧道模型试验装置及方法。

背景技术

近年来，我国隧道建造迅猛发展，隧道建造量逐年增加，隧道建造技术不断进步，刷新了一个又一个的记录。但在建造过程中，隧道建造仍存在许多问题。隧道无论在施工阶段或运营阶段，易受地质环境、交通荷载、施工质量等因素的影响，并会产生一系列的病害，威胁隧道安全。要想解决这些问题，就需要对隧道问题进行深入研究。其中，隧道模型试验是研究隧道问题的一种重要手段。

当前，研究隧道埋深试验主要根据实际工程案例，将隧道的尺寸、材料等其他参数按照一定的相似比进行缩尺，通过改变隧道衬砌模型不同的埋深，对隧道衬砌模型进行监测，研究隧道衬砌模型的受力和影响规律。但案例中隧道尺寸较大，即使按照一定相似比进行缩尺，缩小后的隧道衬砌模型尺寸依然较大，整体试验模型装置较大，模拟隧道围岩的土体，重量较高，埋深改变不易。在改变隧道埋深时，需要先将模拟围岩的土体取出，待调整隧道埋深以后再将土体重新填入到模型试验箱并进行整平压实，其工作量巨大，重复操作多，并且现有的隧道模型试验装置因无法灵活更换隧道洞口板，试验的隧道类型单一，不能适用于不同类型大小的隧道衬砌模型的隧道埋深试验。

发明内容

本发明的目的在于提出一种可改变隧道埋深的隧道模型试验装置及试验方法，解决现有的隧道模型试验装置改变隧道埋深工作量巨大及试验隧道类型单一的问题。

本发明提供一种可改变隧道埋深的隧道模型试验装置，包括：

模型试验箱体，所述模型试验箱体包括底板、一对相对设置的端板组件和一对相对设置的侧板，所述端板组件和所述侧板围合于所述底板周边形成腔体，所述端板组件与所述底板滑动连接；

所述端板组件包括第一端板、第二端板及设于所述第一端板和所述第二端板之间的隧道洞口板，所述隧道洞口板与所述第一端板和所述第二端板滑动连接；

隧道埋深调节机构，包括设于所述模型试验箱体内的移动隔板组件、以及设于所述移动隔板组件与所述底板之间的升降驱动组件，所述升降驱动组件用于驱动所述移动隔板组件升降，所述隧道洞口板的一端部与所述移动隔板组件可拆卸式连接。

根据本发明提出的可改变隧道埋深的隧道模型试验装置，具有以下有益效果：

1、本发明通过升降驱动组件驱动移动隔板组件升降，进而改变安放在移动隔板组件上的隧道衬砌模型到模型试验箱体的顶部距离，在模型试验箱体内添加土体直至加满，或将超出模型试验箱体的土体刮平去除，从而实现改变隧道埋深，本发明的可改变隧道埋深的隧道模型试验装置可简化现有技术的试验操作，快速完成不同隧道埋深的隧道模型试验，且在改变隧道埋深时，因隧道洞口板与移动隔板组件连接，隧道洞口板可随着移动隔板组件的升降实现与隧道衬砌模型的位置实时对应，进一步简化试验操作。

2、本发明的端板组件与底板可滑动处理，且端板组件中的隧道洞口板分别与第一端板和第二端板滑动连接，针对不同类型大小的隧道衬砌模型，能滑动调节第一端板和第二端板之间的距离，将原隧道洞口板与移动隔板组件拆卸，更换与隧道衬砌模型相匹配的隧道洞口板，解决现有的试验隧道类型单一的问题，且更换操作简便，灵活性高。

另外，根据本发明提供的可改变隧道埋深的隧道模型试验装置，还可以具有如下附加的技术特征：