[发明专利]隧道环境模拟模型及方法

权利要求书

1.一种隧道环境模拟模型，与控制系统电连接，其特征在于，包括：

架体；

隧道模拟机构，可拆卸地设于所述架体内，且与所述架体密封连接；所述

隧道模拟机构包括隧道模拟组件及填充在所述隧道模拟组件外围的土层组件；

气体输送机构，至少部分设置在所述架体内，并向所述土层组件、及所述

土层组件和架体形成的密封腔体内输送气体；

液体输送机构，与所述架体连通，以向所述土层组件内输送液体；以及

检测机构，设置在所述架体内，且自靠近所述隧道模拟机构的一侧向远离

所述隧道模拟机构的一侧分布，以检测所述架体内的压强；

以及其利用该隧道环境模拟模型的隧道环境模拟方法包括：

向所述架体内充填气体；

将所述土层组件夯实填充于所述隧道模拟组件的外围，并启动所述液体输

送机构，以向所述隧道模拟机构的土层组件内输送液体，以使得液体溶解所述

土层组件内的气体，直至所述液体的液面高于所述土层组件的高度，关闭所述

液体输送机构；

切换所述气体输送机构的气体输送方向，以向所述土层组件内输送气体， 并监测所述检测机构的数据及所述隧道模拟组件内的渗水流量，直至所述气体

输送机构的输出压力保持恒定。

2. 根据权利要求 1 所述的隧道环境模拟模型，其特征在于，所述隧道模拟

组件包括两个与所述架体密封连接的抵靠板、及连接两个所述抵靠板且与所述

架体围设成腔体的钢丝网层；

所述架体上设置有孔洞及与所述孔洞对接以将所述孔洞密封的挡板，所述

抵靠板与所述孔洞对接，以使得所述孔洞与所述腔体连通。

3. 根据权利要求 2 所述的隧道环境模拟模型，其特征在于，所述架体上设

置有与所述密封腔体连通的连通部，所述连通部设置在所述架体远离所述隧道

模拟机构的一侧；

所述气体输送机构包括气泵、与所述气泵对接的第一输送管及第二输送管，

至少部分所述第一输送管穿过所述架体以设置在所述架体内，且位于所述钢丝

网层和所述土层组件之间，所述第二输送管与所述连通部连通；其中，位于所述架体内的第一输送管上设置有多个气口。

4. 根据权利要求 3 所述的隧道环境模拟模型，其特征在于，所述气体输送

机构还包括连通所述气泵、第一输送管和第二输送管的换向阀。

5. 根据权利要求 1 所述的隧道环境模拟模型，其特征在于，所述土层组件

外侧的架体上设置有接口部；

所述液体输送机构包括蠕动泵及连通所述蠕动泵和所述接口部的输液管。

6. 根据权利要求 1 至 5 中任一项所述的隧道环境模拟模型，其特征在于，

于所述架体的高度方向上，所述隧道模拟组件设置于所述架体的底部。

7. 根据权利要求 1 至 5 中任一项所述的隧道环境模拟模型，其特征在于，

所述架体包括围设成本体的四个侧板、与所述四个侧板固定连接的底板、与所

述四个侧板可拆卸连接的顶板、及设置在所述顶板和所述四个侧板之间的密封

件；

所述四个侧板的至少一个上设置有观察窗。

8. 根据权利要求 1 所述的隧道环境模拟方法，其特征在于，所述隧道环境

模拟方法还包括：

在监测到所述隧道模拟组件内有渗流水时，启动所述液体输送机构以补充

流失的所述渗流水。

9. 根据权利要求 1 所述的隧道环境模拟方法，其特征在于，所述隧道环境

模拟方法还包括：

在向所述架体内充填气体之前，需检测所述架体内的气密性，以保持所述

架体内的密封性完好。