[发明专利]层状围岩隧道锚模型试验装置及其使用方法

权利要求书

1.层状围岩隧道锚模型试验装置，其特征在于：包括可倾斜竖向角度的试验台(1)，所述试验台(1)内装有隧道锚碇模型(2)和填充在隧道锚碇模型(2)周围现浇模拟围岩层(3)，所述隧道锚碇模型(2)顶端由牵引机构(4)牵引，所述试验台(1)内还装有用于监控隧道锚碇模型(2)状态的监控系统(5)。

2.根据权利要求1所述的层状围岩隧道锚模型试验装置，其特征在于：所述试验台(1)为多块可拆卸钢板拼接成的试验箱，所述试验箱的底部钢板一端通过铰链固定于地面并可绕铰链自由旋转，所述试验箱顶部相邻的两块钢板互相铰接连接。

3.根据权利要求2所述的层状围岩隧道锚模型试验装置，其特征在于：所述试验台(1)底部一端连接有千斤顶。

4.根据权利要求3所述的层状围岩隧道锚模型试验装置，其特征在于：所述试验台(1)一侧装有提供模拟围岩层(3)所需围岩的围岩搅拌机构(6)，所述围岩搅拌机构(6)包括储有原浆液的液浆池(62)，所述液浆池(62)内装有注浆泵(61)，所述注浆泵(61)出料端连接有注浆管(64)，所述注浆管(64)将原浆液汇往混合池(63)，所述混合池(63)内装有搅拌器(65)，所述混合池(63)内还装有将混合浆液泵入试验台(1)的注浆泵(61)。

5.根据权利要求4所述的层状围岩隧道锚模型试验装置，其特征在于：所述牵引机构(4)包括定滑轮(41)和钢丝绳(42)，所述定滑轮(41)固定连接于可调整高度的三脚架(43)上，所述三脚架(43)固装于地面上，钢丝绳(42)一端连接隧道锚碇模型(2)，另一端连接于地面的千斤顶上。

6.根据权利要求5所述的层状围岩隧道锚模型试验装置，其特征在于：所述隧道锚碇模型(2)上还装有调整隧道锚碇模型(2)角度和高度的夹持支架(7)。

7.根据权利要求6所述的层状围岩隧道锚模型试验装置，其特征在于：所述监控系统(5)包括预埋在模拟围岩层(3)中的内部监测系统(51)和监测施加拉拔荷载的大小以及围岩和隧道锚整体位移的外部监测系统(52)。

8.一种基于权利要求1-7中任一项所述层状围岩隧道锚模型试验装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：制作隧道锚碇模型(2)，确定隧道锚碇模型(2)的夹持方向和高度，调整隧道锚试验台(1)高度，确定现浇模拟围岩层(3)的倾角，并在隧道锚碇模型(2)上安装外部监测系统(52)；

S2：制作现浇模拟围岩层(3)，分步加注围岩材料，并将内部监测系统(51)预埋在模拟围岩层(3)中；

S3：通过牵引机构(4)施加拉拔力，记录监控系统(5)的监控数据，直至隧道锚碇模型(2)破坏则停止试验。