[发明专利]一种隧道及地下工程爆破开挖模型试验系统与试验方法

权利要求书

1.一种隧道及地下工程爆破开挖模型试验系统，其特征在于，包括：模型试验箱、液压加载系统、爆破模拟系统和数据采集系统；所述模型试验箱与所述液压加载系统、爆破模拟系统和数据采集系统分别相连接；所述模型试验箱内浇筑有与岩土体相似的材料，同时在岩体、支护结构和周围地下建构筑物中布设测试元件；所述液压加载系统与所述模型试验箱相连以对模型进行加载，使得所述模型试验箱中模型处于不同的地应力状态；所述爆破模拟系统与所述模型试验箱相连以提供非炸药形式的爆破；所述数据采集系统与所述模型试验箱相连以接收测试元件发送的爆破时的相关数据。

2.根据权利要求1所述的隧道及地下工程爆破开挖模型试验系统，其特征在于，所述爆破模拟系统采用直流电对高能电容器充电，当充电电压达到额定值时，进行高压放电产生电火花，利用电火花强压力脉冲的爆炸冲击特性模拟隧道及地下工程钻爆法掘进的炸药爆炸。

3.根据权利要求1所述的隧道及地下工程爆破开挖模型试验系统，其特征在于，所述测试元件包括应变砖、加速度传感器和应变片。

4.根据权利要求1所述的隧道及地下工程爆破开挖模型试验系统，其特征在于，所述模型试验箱包括千斤顶；所述模型试验箱通过所述千斤顶与所述液压加载系统相连。

5.根据权利要求1所述的隧道及地下工程爆破开挖模型试验系统，其特征在于，所述模型试验箱设有隧道开挖窗口。

6.一种隧道及地下工程爆破开挖模型试验方法，其特征在于，包括：

在模型试验箱内浇筑岩土体的相似材料，同时在岩体、支护结构和周围地下建构筑物中布设测试元件以采集爆破时的相关数据；

将所述测试元件连接至数据采集系统；

对所述模型试验箱中的模型通过液压加载系统进行液压加载，同时进行隧道开挖，再通过爆破模拟系统进行掌子面爆破；

所述测试元件采集爆破时的相关数据并发送给所述数据采集系统。

7.根据权利要求6所述的隧道及地下工程爆破开挖模型试验方法，其特征在于，

所述爆破模拟系统采用直流电对高能电容器充电，当充电电压达到额定值时，进行高压放电产生电火花，利用电火花强压力脉冲的爆炸冲击特性模拟隧道及地下工程钻爆法掘进的炸药爆炸。

8.根据权利要求6所述的隧道及地下工程爆破开挖模型试验方法，其特征在于，所述测试元件包括应变砖、加速度传感器和应变片。

9.根据权利要求1所述的隧道及地下工程爆破开挖模型试验方法，其特征在于，所述模型试验箱包括千斤顶；所述模型试验箱通过所述千斤顶与所述液压加载系统相连。

10.根据权利要求1所述的隧道及地下工程爆破开挖模型试验方法，其特征在于，

所述模型试验箱设有隧道开挖窗口。