[发明专利]一种硐体挖掘模型试验装置

说明书

本发明公开了一种硐体挖掘模型试验装置，包括基座，试样整理机构，测试系统，至少一个上位机；所述试样整理机构由与所述基座竖直固定连接的立柱,插接于所述立柱之间并形成长方体空腔的压力板，以及设于所述压力板外侧的压力器或反力器组成；所述测试系统包括设于预开挖断面的钢弦压力盒和电阻应变片；和用于接收所述钢弦压力盒和电阻应变片输出信号的上位机，所述上位机依据所述钢弦压力盒和电阻应变片产生的数据变化形成硐体挖掘应力、应变数据；本发明能够实现在不同性质岩土体中，采用不同施工方法进行各种断面形式的硐室开挖，这有利于我们在不同性质岩土体硐室开挖中选择合理、安全和高效的施工方法。

技术领域

本发明属于工程建设设计技术领域，具体涉及一种硐体挖掘模型试验装置。

背景技术

随着我国经济的快速发展，硐室的开挖数量与日俱增。在交通运输领域，我国中西部地区大量特长、深埋以及地质条件复杂的隧道的建设；在水利水电领域，大跨度水工隧道和大断面、高边墙地下厂房的建设；在采矿领域，深部矿藏的开采中地下矿井巷道的建设；在市政建设领域，深部地铁隧道和地下立体交通枢纽的建设；在废物处置领域，防辐射地下实验室、核废料地下处置库的建设。硐室围岩是指硐室周围，由于人工硐室的开挖而引起一定范围内应力、应变重新调整达到新的平衡状态的岩体。硐室开挖后，围岩应力、应变演变规律直接关系硐室围岩的稳定性。传统岩土工程的设计和施工是根据施工经验来进行。当开挖活动是在小规模范围和接近地表的深度上进行时，经验类比法往往是有效的。但是随着开挖规模的不断加大和不断向深部地层发展，经验类比法越来越失去作用。硐室的高地应力、复杂地质条件极易诱发坍塌、失稳、岩爆或者其它破坏形式。因此，研制特种试验设备，剖析复杂条件下硐室开挖过程中或温湿度变化后围岩应力、应变演变规律异常重要，相关结论可为硐室设计和施工提供科学的决策依据，也能为硐室围岩地质灾害防治提供理论基础。

目前，针对硐室围岩应力监测，都是在硐室开挖完成后，将光弹应力计、钢弦压力盒粘结在围岩壁上或者将锚杆测力计送入钻孔内锚固或者是将压力枕(囊)放入凿好的围岩壁狭缝中，并紧密接触，从而获得硐室开挖后围岩的应力大小与分布情况。

由开挖引起的围岩应变可分为表面应变和域内应变。而针对硐室围岩应变监测，都是在硐室开挖完成后，采用电阻应变片法、光弹应变计法、钢弦应变计法和千分表法等进行量测。在围岩应变量测中常用的是电阻应变片法和千分表法，其中前者对量测表面应变和域内应变都适用，后者仅适用于量测表面应变，但用于量测域内应变的主要是锚杆量测法。

目前，无论采用何种监测工具实施围岩应力监测，均会对围岩造成二次扰动，硐室围岩应力、应变监测手段都未能完整监测硐室围岩在不同开挖方式下应力、应变重新调整直至到达新平衡的过程。现有的硐室围岩应力、应变监测模型试验装置未能有效的模拟岩土体的真实受力情况，特别是复杂应力条件下的硐室开挖。

所以说目前亟须需要开发一种硐体挖掘模型试验装置，能够更为精准的模拟岩土体硐室开挖过程与并实时监测围岩应力、应变规律的试验装置，用以克服以上问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种硐体挖掘模型试验装置。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种硐体挖掘模型试验装置，包括基座，试样整理机构，测试系统，至少一个上位机。

所述试样整理机构由与所述基座竖直固定连接的立柱,插接于所述立柱之间并形成长方体空腔的压力板，以及设于所述压力板外侧的压力器或反力器组成；

所述测试系统包括设于预开挖断面的钢弦压力盒和电阻应变片；

和用于接收所述钢弦压力盒和电阻应变片输出信号的上位机，所述上位机依据所述钢弦压力盒和电阻应变片产生的数据变化形成硐体挖掘应力、应变数据。