一种多功能隧道开挖模型试验的模型箱装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108447380A(43)申请公布日2018.08.24(21)申请号201810197386.8(22)申请日2018.03.11(71)申请人北京工业大学地址100124北京市朝阳区平乐园100号(72)发明人杜修力宋伟涛李鹏飞龚秋明林庆涛路德春许成顺李政(74)专利代理机构北京思海天达知识产权代理有限公司11203代理人沈波(51)Int.Cl.G09B25/04(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称一种多功能隧道开挖模型试验的模型箱装置(57)摘要本发明公开了一种多功能隧道开挖模型试验的模型箱装置，属于隧道施工试验技术领域。模型箱的前后箱壁的面板上设有一块可更换小面板；可更换小面板上开有洞口。观察窗位于模型箱左右箱壁的面板上。饱和系统布设在模型箱的底部，由箱角处的竖向供水管、底部横向引水管和竖向引水管组成。本试验装置一侧的观察窗上安装有清洁窗，试验结束后，能够快速地将模型箱内的填土清出；本试验装置的万向轮和定位桩，试验前可以方便快速地移动模型箱至指定试验区，然后扳下定位桩固定模型箱的位置，试验后扳起定位桩，移动模型箱至适当位置；本试验装置在箱壁的两侧安装了测压管，可以精确地测量出模型箱内土体中的水位。CN108447380ACN108447380A权利要求书1/1页1.一种多功能隧道开挖模型试验的模型箱装置，其特征在于：该装置包括模型箱(1)、可更换小面板(2)、洞口(3)、洞口盖(4)、手把(5)、观察窗(6)、清洁窗(7)、底部支撑(8)、饱和系统(11)和箱壁测压管(16)：模型箱(1)是一个无顶盖的长方形钢质箱体，模型箱(1)的前后箱壁的面板上设有一块可更换小面板(2)；可更换小面板(2)上开有洞口(3)；试验前洞口(3)由洞口盖(4)盖着，洞口盖(4)的外部设有手把(5)，试验开始前通过手把(5)将洞口盖(4)拿下；观察窗(6)位于模型箱(1)左右箱壁的面板上，观察窗(6)嵌在模型箱面板(1)的内表面凹槽中，便于观察填土过程和隧道开挖试验过程中地层的竖向位移变化；清洁窗(7)位于模型箱(1)一侧箱壁的观察窗(6)上，清洁窗(7)为一圆形的可开门式窗户，四周用螺栓连接，清洁窗(7)内侧设有有密封条防水；试验进行完毕，能够卸下清洁窗(7)四周的螺栓，拉动手把(5)快速地将模型箱(1)内土体卸出；底部支撑(8)由万向轮(9)和定位桩(10)组成；万向轮(9)能够进行360度旋转快速地将模型箱(1)推至试验区；当到达试验区后，扳下万向轮(9)一侧的定位桩(10)，将模型箱(1)固定在此位置不再移动；饱和系统(11)布设在模型箱(1)的底部，由箱角处的竖向供水管(12)、底部横向引水管(13)和纵向引水管(14)组成；从外部经竖向供水管(12)引水，流入底部横向引水管(13)，然后流入纵向引水管(14)；每条纵向引水管(14)的底部两侧每隔一定距离都有两个出水孔(15)；箱壁测压管(16)固定于模型箱壁的边缘处，箱壁测压管(16)上设有刻度线，能够测量出模型箱(1)内的土体的水位；模型箱(1)的整个箱体面板之间，洞口与箱体面板之间均贴有密封条，可以保证整个模型箱(1)内部的防水性。2.根据权利要求1所述的一种多功能隧道开挖模型试验的模型箱装置，其特征在于：所述模型箱(1)的内部钢板区域贴有光滑的塑料卷材，减小模型箱(1)的箱壁与填土之间的摩擦。3.根据权利要求1所述的一种多功能隧道开挖模型试验的模型箱装置，其特征在于：洞口(3)的直径大小根据模型试验中需要开挖的直径大小进行选取，可更换小面板(2)为可更换结构，通过更换不同尺寸的面板满足不同模型试验中开挖洞口的直径需求。4.根据权利要求1所述的一种多功能隧道开挖模型试验的模型箱装置，其特征在于：洞口盖(4)和模型箱(1)的箱壁之间设有密封条，当洞口盖(4)盖上后，模型箱(1)的内部无水渗漏。5.根据权利要求1所述的一种多功能隧道开挖模型试验的模型箱装置，其特征在于：观察窗(6)为透明的有机玻璃。6.根据权利要求1所述的一种多功能隧道开挖模型试验的模型箱装置，其特征在于：箱壁测压管(16)为透明坚固的有机玻璃管。2CN108447380A说明书1/3页一种多功能隧道开挖模型试验的模型箱装置技术领域[0001]本发明涉及一种试验模型箱装置，具体地指是一种多功能隧道开挖模型试验的模型箱，属于隧道施工试验技术领域。背景技术[0002]隧道施工过程中，由于岩土体的应力释放，导致隧道围岩应力发生变化，进而导致地层变形和地表沉降。研究隧道开挖过程中岩土体的位移和应力变化是隧道研究的关键问题。基于隧道工作面稳定性的特点，目前对其采用的方法主要有：数值模拟法和模型试验法。由于岩土体