[发明专利]一种隧道三维应力场模拟装置

摘要

一种隧道三维应力场模拟装置，包括试验箱、千斤顶和液压加载及控制装置，所述的试验箱置于框状的载荷梁中，试验箱的前方设有前载荷板，试验箱的后壁为后载荷板，前载荷板和后载荷板的四周通过拉杆连接，载荷梁的内侧和前载荷板的内表面均固定有千斤顶；载荷梁的底部设有两根纵向的支撑钢轨，前载荷板和后载荷板底部的滑轮与支撑钢轨配合。该装置更好地模拟盾构及矿山法隧道所处地层的三维围岩地应力场，并实现在三维应力场条件下隧道工程的开挖、支护等施工模拟，研究施工对围岩的扰动影响，分析隧道结构在复杂应力场条件下的受力性态，为隧道的设计和施工提供更加可靠的试验依据，从而更好地保证隧道的安全和经济。

主权项

一种隧道三维应力场模拟装置，包括试验箱(1)、千斤顶(2)和液压加载及控制装置，其特征在于：所述的试验箱(1)置于框状的载荷梁(4)中，试验箱(1)的前方设有前载荷板(5)，试验箱(1)的后壁为后载荷板(6)，前载荷板(5)和后载荷板(6)的四周通过拉杆(7)连接，载荷梁(4)的内侧和前载荷板(5)的内表面均固定有千斤顶(2)；载荷梁(4)的底部设有两根纵向的支撑钢轨(8)，前载荷板(5)和后载荷板(6)底部的滑轮(9)与支撑钢轨(8)配合；所述的试验箱(1)的具体构成是：试验箱(1)前壁为整体式的钢板(10)，钢板(10)中部设有门洞(11)，门洞(11)上铰接对开的两扇盖板(12)，盖板(12)在门洞(11)中心部位开设有缺口，两扇盖板(12)的缺口共同形成供隧道进出的洞口(13)；试验箱(1)上、下、左、右的侧壁均由一块钢板单元(14)构成或由二至三块宽度相同的沿纵向方向分布的钢板单元(14)构成；不同侧壁间的相邻钢板单元(14)的连接方式是，一钢板单元(14)内壁通过滑轨(17)与短角钢(16)的一边相连，另一钢板单元(14)内壁通过滑轨(17)与短角钢(16)的另一边相连，且短角钢(16)的长度等于钢板单元(14)的宽度；前壁的钢板(10)与侧壁的钢板单元(14)的连接方式是，钢板(10)侧壁通过滑轨(17)与长角钢(18)的一边相连，钢板单元(14)侧壁通过滑轨(17)与长角钢(18)的另一边相连，且长角钢(18)的长度等于钢板(10)对应边的长度；所述的滑轨(17)的行程大于千斤顶(2)的行程。