[发明专利]考虑渗流的加载对轨道交通影响的可视化试验模型及方法

权利要求书

1.一种考虑渗流的加载对轨道交通影响的可视化试验模型，其特征在于：包括模型箱、土质模拟系统、轨道交通模型、荷载模拟系统、渗流场系统和CT测量系统；

土质模拟系统填充在模型箱内；所述模型箱上设置多个出水孔和多个与渗流场系统连通加注液体的进水孔；

轨道交通模型置于模型箱中，并由土质模拟系统包围覆盖；

轨道交通模型下方设置多个铁球；

荷载模拟系统用于向模型箱中的土质模拟系统施加由上而下的荷载；

渗流场系统用于向模型箱中加注液体模拟渗流场；

CT测量系统对模型箱进行扫描，识别出模型箱在荷载模拟系统及渗流场系统作用下土质模拟系统内的铁球的位置变化，分析渗流场动静加载下对轨道交通模型的影响和土体位移场的变化；

所述的土质模拟系统包括铺设在模型箱下部的透水石和填充在透水石上部的透明土；

所述的轨道交通模型包括地铁隧道模型和位于地铁隧道模型内的地铁列车模型。

2.根据权利要求1所述的一种考虑渗流的加载对轨道交通影响的可视化试验模型，其特征在于：所述的模型箱为有机玻璃组合而成的无盖箱体。

3.根据权利要求1所述的一种考虑渗流的加载对轨道交通影响的可视化试验模型，其特征在于：所述的荷载模拟系统包括反力架、由反力架支撑的朝向模型箱中土质模拟系统的动静加载仪和用于测量动静加载仪施加荷载的拉压力传感器。

4.根据权利要求1所述的一种考虑渗流的加载对轨道交通影响的可视化试验模型，其特征在于：所述的渗流场系统包括水箱、连接水箱与模型箱的导水管和设置在导水管上的流量计。

5.根据权利要求1所述的一种考虑渗流的加载对轨道交通影响的可视化试验模型，其特征在于：所述的CT测量系统包括X射线发射装置、X射线接受装置和图像重建分析系统；X射线发射装置和X射线接收装置相互配合，X射线发射装置发射的X射线穿过模型箱被X射线接收装置接收，接收的X射线发送给图像重建分析系统。

6.根据权利要求1所述的一种考虑渗流的加载对轨道交通影响的可视化试验模型，其特征在于：所述的透明土采用15#白矿油和正十二烷混合液与无定形硅石粉末按设定的质量比混合，经真空除气和加压固结制备而成。

7.根据权利要求3所述的一种考虑渗流的加载对轨道交通影响的可视化试验模型，其特征在于：所述的动静加载仪还包括拉压力调节器，用于调整加载类型和荷载大小。

8.一种考虑渗流的加载对轨道交通影响的可视化试验方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）往模型箱底部分层放入透水石至指定位置，在透水石上分层填入透明土，当至设计位置时布设多个铁球用以识别土体位移场变化，在铁球上放入轨道交通模型，继续往模型箱里填充透明土；

（2）由CT测量系统对模型箱进行CT扫描、三维图像重建；

（3）荷载模拟系统向模型箱中的土质模拟系统施加由上而下的荷载；渗流场系统向模型箱中加注液体模拟渗流场；

（4）CT测量系统对模型箱进行扫描，识别出模型箱在荷载模拟系统及渗流场系统作用下土质模拟系统内的铁球的位置变化，建立三维图像，分析得到渗流场动静加载下对轨道交通模型的影响和土体位移场的变化。