[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

说明书

本发明公开了一种参数可调式体外排水隧道的缩尺模型及其试验方法，缩尺模型包括模型箱，还包括隧道安装组件和排水洞安装组件，所述模型箱中相对的两个壁面上均设有与隧道安装组件和排水洞安装组件的安装位置适配的安装通孔，所述隧道安装组件和排水洞安装组件通过卡设于安装通孔中实现与模型箱可拆分连接。本发明的缩尺模型及其试验方法具有简单实用、拆装方便快捷和可根据需要随时调整参数等优点。

技术领域

本发明涉及模型试验领域，尤其涉及一种参数可调式体外排水隧道的缩尺模型及其试验方法。

背景技术

隧道缩尺模型试验是探究隧道工程领域科学问题的主要研究手段之一。从隧道缩尺模型试验出发，对体外排水方式进行试验研究，能够较好地揭示体外排水隧道布设参数对隧道渗流场、隧道排水能力、隧道结构应力应变的规律性特征。

然而，目前常用的试验模型，大多采用固定隧道断面形状和尺寸的模型试验箱，这种单一的模型试验箱仅能完成一种布设参数的隧道试验研究。而开展体外排水方式的多种布设参数优选探究时，不得不制作多个不同开口形式的模型试验箱，方能适宜不同隧道模型参数及体外排水洞模型参数的开口需求，最终造成试验过程中人力、物力、财力的大量浪费。

发明内容

本发明所要解决的问题是，针对现有技术存在的问题，提供一种简单实用、拆装方便快捷和可根据需要随时调整参数的参数可调式体外排水隧道的缩尺模型，以及采用该模型进行试验的方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种参数可调式体外排水隧道的缩尺模型，包括模型箱，还包括隧道安装组件和排水洞安装组件，所述模型箱中相对的两个壁面上均设有与隧道安装组件和排水洞安装组件的安装位置适配的安装通孔，所述隧道安装组件和排水洞安装组件通过卡设于安装通孔中实现与模型箱可拆分连接。

作为上述缩尺模型的进一步改进：

所述隧道安装组件包括第一安装板和隧道模型，所述第一安装板上设有与隧道模型外围对应的第一安装孔，所述隧道模型沿轴向固定于第一安装孔中；所述第一安装板为两块，分别套设于隧道模型中与模型箱上两个安装通孔的位置对应处。

所述第一安装板中除与排水洞安装组件相邻的侧面外的三个侧面上均设有第一限位条，所述第一限位条一侧与第一安装板的一端面平齐，另一侧与第一安装板的另一端面的距离为模型箱的壁面厚度。

所述排水洞安装组件包括第二安装板和排水洞模型，所述第二安装板上设有与排水洞模型外围对应的第二安装孔，所述排水洞模型沿轴向固定于第二安装孔中；所述第二安装板为两块，分别套设于排水洞模型中与模型箱上两个安装通孔的位置对应处。

所述第二安装板中除与隧道安装组件相邻的侧面外的三个侧面上均设有两根第二限位条，两根所述第二限位条分别与第二安装板的两端面平齐，两根所述第二限位条的间距为模型箱的壁面厚度。

所述第二安装板的两端面上均设有与第二安装孔同轴的套管，一端的套管的内径等于第二安装孔内径，另一端的套管的内径不小于第二安装孔的内径。

所述隧道安装组件和排水洞安装组件与模型箱连接后，所述模型箱的内部形成用于容置地层等效材料的容置空间。

本发明提供的一种用上述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和排水洞模型的全部试验参数；

S2：根据试验参数制作全部隧道安装组件和排水洞安装组件；

S3：根据试验参数选择模型箱尺寸，并在模型箱上开设安装通孔；

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