[发明专利]一种参数可调式体外排水隧道的缩尺模型及其试验方法

权利要求书

1.一种参数可调式体外排水隧道的缩尺模型，包括模型箱（1），其特征在于：还包括隧道安装组件（2）和排水洞安装组件（3），所述模型箱（1）中相对的两个壁面上均设有与隧道安装组件（2）和排水洞安装组件（3）的安装位置适配的安装通孔（11），所述隧道安装组件（2）和排水洞安装组件（3）通过卡设于安装通孔（11）中实现与模型箱（1）可拆分连接；

所述隧道安装组件（2）包括第一安装板（21）和隧道模型（22），所述第一安装板（21）上设有与隧道模型（22）外围对应的第一安装孔（211），所述隧道模型（22）沿轴向固定于第一安装孔（211）中；所述第一安装板（21）为两块，分别套设于隧道模型（22）中与模型箱（1）上两个安装通孔（11）的位置对应处；所述第一安装板（21）中除与排水洞安装组件（3）相邻的侧面外的三个侧面上均设有第一限位条（212），所述第一限位条（212）一侧与第一安装板（21）的一端面平齐，另一侧与第一安装板（21）的另一端面的距离为模型箱（1）的壁面厚度；

所述排水洞安装组件（3）包括第二安装板（31）和排水洞模型（32），所述第二安装板（31）上设有与排水洞模型（32）外围对应的第二安装孔（311），所述排水洞模型（32）沿轴向固定于第二安装孔（311）中；所述第二安装板（31）为两块，分别套设于排水洞模型（32）中与模型箱（1）上两个安装通孔（11）的位置对应处；所述第二安装板（31）中除与隧道安装组件（2）相邻的侧面外的三个侧面上均设有两根第二限位条（312），两根所述第二限位条（312）分别与第二安装板（31）的两端面平齐，两根所述第二限位条（312）的间距为模型箱（1）的壁面厚度。

2.根据权利要求1所述的参数可调式体外排水隧道的缩尺模型，其特征在于：所述第二安装板（31）的两端面上均设有与第二安装孔（311）同轴的套管（313），一端的套管（313）的内径等于第二安装孔（311）内径，另一端的套管（313）的内径不小于第二安装孔（311）的内径。

3.根据权利要求1或2所述的参数可调式体外排水隧道的缩尺模型，其特征在于：所述隧道安装组件（2）和排水洞安装组件（3）与模型箱（1）连接后，所述模型箱（1）的内部形成用于容置地层等效材料的容置空间。

4.一种用权利要求2或3所述的参数可调式体外排水隧道的缩尺模型进行试验的试验方法，其步骤包括：

S1：确定待试验的隧道模型（22）和排水洞模型（32）的全部试验参数；

S2：根据试验参数制作全部隧道安装组件（2）和排水洞安装组件（3）；

S3：根据试验参数选择模型箱（1）尺寸，并在模型箱（1）上开设安装通孔（11）；

S4：根据待试验的试验参数组合，选择相应的隧道安装组件（2）和排水洞安装组件（3）安装至安装通孔（11）中，并用防水固态粘接剂填充粘结各接缝；

S5：对安装完成的缩尺模型进行包括高水压作用下隧道结构的外侧水压力、隧道结构内应力以及隧道结构变形的试验并收集数据；

S6：拆除防水固态粘接剂、排水洞安装组件（3）和隧道安装组件（2）；确定下一组的待试验的试验参数组合，重复步骤S4~S6，直至完成待试验缩尺模型的全部试验参数组合。

5.根据权利要求4所述的试验方法，其特征在于，所述步骤S4包括：

S41：将两块第二安装板（31）对准两个安装通孔（11）的位置，沿安装通孔（11）侧壁向下按压直至第二安装板（31）的底面的第二限位条（312）卡紧安装通孔（11）；

S42：将待测的排水洞模型（32）穿设并固定于两块第二安装板（31）上的第二安装孔（311）中，并用防水固态粘接剂进行接缝填充粘接；

S43：将两块第一安装板（21）的不与第一限位条（212）平齐的端面对准两个安装通孔（11）的位置，沿安装通孔（11）轴向推入，直至第一限位条（212）与模型箱（1）外板面卡紧；

S44：将待测的隧道模型（22）固定于两块第一安装板（21）的第一安装孔（211）中，并用防水固态粘接剂进行接缝填充粘接；

S45：用防水固态粘接剂对隧道安装组件（2）、排水洞安装组件（3）和安装通孔（11）之间的各接缝填充粘结。