[实用新型]一种测量软硬复合地层掌子面稳定性的实验装置

说明书

本实用新型涉及一种测量软硬复合地层掌子面稳定性的实验装置，其中，透明观察板(2)与有凹槽的的模型框体(1)形成模型箱体；模型框体(1)上设有与半隧道形门(3)配合的半隧道形开口；抽拉槽(4)能通过半隧道形开口插入模型箱体中。实验时，将配置好的软硬土试样加入模型箱体内；打开半隧道形门开挖形成土槽；将抽拉槽(4)从半隧道形门(3)进入伸入土槽，在土体稳定后记录土体掌子面休止角；如此直至硬土层在掌子面不同位置的软硬土试样遍历完，根据得到的最小掌子面休止角确定出地层最为稳定时较硬土层位于掌子面的位置。本实用新型能很好地模拟软硬复合地层条件下隧道开挖过程，可确定在已知确定的地层条件下掌子面稳定程度。

技术领域

本实用新型涉及隧道工程技术领域，特别是涉及一种测量软硬复合地层掌子面稳定性的实验装置，属于模型试验。

背景技术

城市的快速发展，推动地下空间大开发，而地层条件错综复杂，在地质勘探中往往不能得到充分体现，不充分考虑地层条件将给施工带来不小的麻烦，造成工程进度缓慢、施工难度大。隧道位置设计往往考虑很多因素，抛开其他因素不谈，选择一个良好的地质条件能够降低施工难度，加快建设步伐，所以在选线过程中，地质条件至关重要。

隧道开挖对围岩的扰动是三维的，隧道掌子面的位移变形也十分重要，随着国内隧道工程机械化水平不断提高，掌子面开挖方法人们也逐渐倾向于由多台阶分部开挖变为全断面开挖，这就对掌子面稳定性提出了更高的要求。

地下土层存在相对软弱土层及硬土层，常见的多为上软下硬，此时掌子面位置多由线路、车站、既有建构筑物等其他因素控制，当地质情况存在软弱土层中间夹杂较硬土层时，较硬土层可增强掌子面稳定性，而较硬土层位于掌子面哪个位置时掌子面最为稳定，这一位置值得探讨，并需要通过实验进行验证。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的技术问题，提供一种测量软硬复合地层掌子面稳定性的实验装置，其能够很好地模拟软硬复合地层条件下隧道开挖过程，确定在已知确定的地层条件下掌子面稳定程度，为设计、施工人员提供实验依据，选择合适的位置布置掌子面。

本实用新型的目的通过如下技术方案实现：

本实用新型提供一种测量软硬复合地层掌子面稳定性的实验装置，其包括：

模型框体、透明观察板、半隧道形门和抽拉槽；

所述模型框体包括底板，分别与底板三个边固定且竖向连接的第一侧板、第二侧板和后板；底板、第一侧板和第二侧板分别在各自前端设有对应的凹槽；

所述透明观察板的两侧分别镶嵌在第一侧板和第二侧板的凹槽里，底部镶嵌在底板的预制凹槽里，形成模型箱体；

所述模型框体的第一侧板和/或第二侧板紧贴凹槽部分设有与所述半隧道形门配合的半隧道形开口；所述半隧道形门能够从所述半隧道形开口插入模型箱体；所述半隧道形门具有卡槽，所述卡槽能够卡在半隧道形开口外延的第一侧板和第二侧板上；

所述抽拉槽为半隧道形弧形结构体，所述抽拉槽能通过所述半隧道形开口插入所述模型箱体中。

更优选地，所述透明观察板上标有固定间距的网格线。

更优选地，所述抽拉槽包括嵌套在一起的半隧道形弧形结构内体和半隧道形弧形结构外体。

更优选地，所述抽拉槽包括半隧道形弧形结构外体。

由上述本实用新型的技术方案可以看出，本实用新型相对于现有技术，具有如下技术效果：

本实用新型通过

本实用新型操作方便，能很好地模拟软硬复合地层条件下隧道开挖过程，通过调节土层厚度能够模拟大多数有夹层地层情况。