[发明专利]一种模拟异形结构受高孔隙水压作用试验装置的密封系统

说明书

本发明公开了一种模拟异形结构受高孔隙水压作用试验装置的密封系统，具体包括衬砌，衬砌上嵌套有上下两层封口片，封口片固定在密封垫板上，两层封口片之间夹紧有若干嵌套在衬砌上的密封垫片，相邻两个密封垫片间设有硅胶密封垫片，密封垫片上开有若干螺纹孔，螺纹孔内螺纹连接有平头螺丝，封口片与密封垫片之间、封口片与衬砌之间、相邻两个密封垫片之间均涂抹有硅酮结构密封胶，本结构通过多层组合密封，密封效果良好，解决了地下结构截面为异形时，高孔隙水压作用下难以密封的问题。

技术领域

本发明涉及地下异形结构密封领域，具体涉及一种模拟异形结构受高孔隙水压作用试验装置的密封系统。

背景技术

二十一世纪是地下空间开发与利用大发展的世纪，民用工程、交通隧道、水工隧洞、矿山井筒、巷道以及地下军事工程等均呈现出向更深地下发展的趋势。随着地下工程埋深的增加，一些在浅部地下工程中并不突出的问题日益凸显。高孔隙水压下地下结构的水力荷载问题就是一例。在含水地层中，深度越大往往水压也越大。地下水一方面会对地下结构产生荷载，当水压很大时，水荷载往往成为地下结构的主要荷载，另一方面在结构封水效果差时会有大量淋水、涌水进入结构内部，严重影响地下工程的正常运营，甚至会造成安全事故。井筒这类重要的地下支护结构，从安全角度出发，不仅要求其具有足够抵御水土压力的强度，还要有良好的封水效果。由于埋深较大，地下水文地质情况一般较难勘探的十分准确，此外，地下结构施工还可能贯通彼此独立的含水层，使得地下水文情况更加复杂，地下水已经成为威胁地下工程安全和使用的一个重要因素。矿山建设中，斜井开拓较竖井开拓简单，建设速度快，初期投资小，应用越来越广泛。模型试验是用于预测原型工作性态，验证理论、设计和计算结果的重要技术手段。由于其能够较为逼真地还原实物的工作状态，已成为科学研究中的一个重要研究方法。而上述地下工程垂直于轴向的截面多为不规则的异形形状，现有针对异形结构在高孔隙水压作用下的受力、变形规律的模拟试验装置，无法有效的解决高孔隙水压的密封问题。

发明内容

针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种模拟异形结构受高孔隙水压作用试验装置的密封系统，其通过多层组合密封，解决了地下结构截面为异形，物理模拟高孔隙水压作用时试验装置难以密封的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种模拟异形结构受高孔隙水压作用试验装置的密封系统，具体包括衬砌，所述衬砌上嵌套有上下两层封口片，所述封口片通过螺栓固定在密封垫板上，上下两层封口片之间夹紧有若干个嵌套在衬砌上的密封片，相邻两个密封片之间设有硅胶密封垫，所述密封片上开有若干个呈环形阵列布置的螺纹孔，所述环形阵列与衬砌同轴线，螺纹孔内螺纹连接有平头螺丝，所述封口片与密封片之间、所述封口片与衬砌之间、相邻两个所述密封片之间均涂抹有硅酮结构密封胶，所述封口片、所述密封片以及所述硅胶密封垫的内周面均与地下衬砌横截面形状相同。

优选地，所述封口片、所述密封片、所述硅胶密封垫外周面均为圆形。

优选地，所述封口片与密封垫板之间设有横向密封圈和竖向密封圈。

优选地，所述封口片、所述密封片与衬砌之间的间隙为2～5mm，其中，所述密封片与衬砌之间的间隙大于封口片与衬砌之间的间隙。

优选地，设置在下方的所述封口片底面为迎水面，其与所述衬砌之间的接触部位加厚涂抹硅酮结构密封胶。

优选地，所述硅胶密封垫片内周面紧贴衬砌外壁。

优选地，所述密封片上的螺纹孔数量为2～4个。

优选地，所述螺纹孔内平头螺丝的两端分别与螺纹孔上下面平齐。