[发明专利]模拟隧道穿越断层破碎带的试验装置

权利要求书

1.模拟隧道穿越断层破碎带的试验装置，其特征在于：该装置包括活动箱体（10）、破碎带模拟区（20）、固定箱体（30）、刚性底板（40）、上部纵向约束（50）、下部纵向约束（60）、配重块（70）和侧向加载装置（80）；活动箱体（10）、破碎带模拟区（20）放置在刚性底板（40）上；固定箱体（30）底部与刚性底板（40）焊接；破碎带模拟区（20）与固定箱体（30）、活动箱体（10）纵向通过承压轴承（24）接触连接，限制固定箱体（30）和活动箱体（10）的纵向位移，固定箱体（30）和活动箱体（10）的横向能够自由错动；配重块（70）设置在活动箱体（10）和固定箱体（30）的顶部，侧向加载装置（80）设置在活动箱体（10）的一侧，侧向加载装置（80）由千斤顶驱动；

活动箱体（10）由横向约束板（11）、第一横断面约束板（12）、第一连接横梁（13）及第一活动底座（14）组成；横向约束板（11）、第一横断面约束板（12）均由型钢焊接而成；横向约束板（11）、第一横断面约束板（12）、第一连接横梁（13）及第一活动底座（14）之间通过螺栓连接；横向约束板（11）和第一横断面约束板（12）连接后组成活动箱体（10）的主体框架结构，第一连接横梁（13）设置在活动箱体（10）的主体框架结构的外侧，第一活动底座（14）设置在活动箱体（10）的主体框架结构的底部；第一活动底座（14）的底部放置有圆钢（15），圆钢（15）置于刚性底板（40）上，通过圆钢（15）能够使活动箱体（10）发生横向错动；第一横断面约束板（12）中设有顺次连接的第一衬砌开孔板（16）和第一调节板（17），第一衬砌开孔板（16）和第一调节板（17）能够设置不同的大小和不同的布置方式，以模拟隧道与断层的不同交角；第一衬砌开孔板（16）、第一调节板（17）与第一横断面约束板（12）通过螺栓连接；侧向加载装置（80）与横向约束板（11）焊接；

固定箱体（30）部分由侧向约束板（31）、第二横断面约束板（32）、第二连接横梁（33）及第二固定底座（34）组成；侧向约束板（31）、第二横断面约束板（32）、第二连接横梁（33）及第二固定底座（34）均由型钢焊接而成；侧向约束板（31）、第二横断面约束板（32）、第二连接横梁（33）及第二固定底座（34）之间通过螺栓连接而成；侧向约束板（31）、第二横断面约束板（32）连接后组成固定箱体（30）的主体框架结构，第二连接横梁（33）设置在固定箱体（30）的主体框架结构的外侧，第二固定底座（34）设置在固定箱体（30）的主体框架结构的底部；第二固定底座（34）与刚性底板（40）焊接，以约束固定箱体（30）的运动；第二横断面约束板（32）中设有顺次连接的第二衬砌开孔板（35）和第二调节板（36），第二衬砌开孔板（35）和第二调节板（36）能够设置不同的大小和不同的布置方式，以模拟隧道与断层的不同交角；第二衬砌开孔板（35）、第二调节板（36）与第二横断面约束板（32）通过螺栓连接；

破碎带模拟区（20）由数个方钢约束框（21）组成，每个方钢约束框（21）上均设有底部滑轮（22）、滑轮固定支架（23）、承压轴承（24）和上部弹簧加载装置；各个承压轴承（24）设置在方钢约束框（21）上，上部弹簧加载装置安装在方钢约束框（21）的顶部；底部滑轮（22）安装在滑轮固定支架（23）上并置于刚性底板（40）上，使方钢约束框（21）能够沿横向自由错动；

上部纵向约束（50）的纵向承拉角钢（51）末端与固定箱体（30）的侧向约束板（31）顶螺栓相连；纵向承拉角钢（51）、第一轴承（52）及横向连接角钢（53）端部焊接；第一轴承（52）与活动箱体（10）的第一连接横梁（13）接触连接；

下部纵向约束（60）的连接钢板（62）与刚性底板（40）焊接；轴承支架（61）与第二轴承（63）焊接；轴承支架（61）与连接钢板（62）通过螺栓连接；

上部弹簧加载装置中的螺纹钢棍（25-1）螺栓固定在方钢约束框（21）上，围岩加载板（25-2）与传力压杆（25-3）、传力横板（25-4）、标尺杆（25-5）焊接一体；传力压杆（25-3）自由穿越方钢约束框（21），标尺杆（25-5）自由穿越弹簧（25-6）和顶部横梁（25-7）；顶部横梁（25-7）与螺纹钢棍（25-1）通过螺栓相连；配重块（70）为铁块。