[发明专利]一种深长隧道突水突泥三维模型试验装置及方法

摘要

本发明公开了一种深长隧道突水突泥三维模型试验装置及方法，包括基座、承载架、地应力加载系统、气液复合承压水加载系统、数据采集系统、模型运送装置和水收集系统。通过伺服控制柜和油泵控制分离式的千斤顶进行地应力加载，既可实现水平和竖直方向地应力的单独加载，又能同时进行两种不同地应力状况下的突水突泥模拟试验；通过不溶于水的高压气体压缩驱动水，获得稳定及连续性好的高压渗透水源。深长隧道突水突泥三维模型试验系统模拟了真实工程应力环境中的岩溶隧道围岩体受力状况以及稳定的高压渗透水源，试验条件更接近工程实际，试验结果更加精确。

主权项

一种深长隧道突水突泥三维模型试验装置，其特征在于：包括基座(1)、承载架(2)、地应力加载系统(3)、气液复合承压水加载系统(6)、数据采集系统(9)、模型运送系统(10)以及水收集系统(14)，其中，所述地应力加载系统(3)用于对模型(13)模拟三维的地应力状况，所述气液复合承压水加载系统(6)用于对模型(13)高压渗透，数据采集系统(9)用于对模型(13)中预埋的传感器进行数据采集；所述承载架(2)采用内方外圆格构式结构，且所述承载架(2)设置在基座(1)上，所述地应力加载系统(3)包括伺服控制柜(4)、油泵(5)、第一组千斤顶、第二组千斤顶、第三组千斤顶、第四组千斤顶、第五组千斤顶及第六组千斤顶，所述伺服控制柜(4)通过油泵(5)控制第一组千斤顶、第二组千斤顶、第三组千斤顶、第四组千斤顶、第五组千斤顶及第六组千斤顶进行顶升作动；所述承载架(2)分为左部承载架(21)和右部承载架(22)，所述第一组千斤顶设置于左部承载架(21)的方形内壁的上表面，第二组千斤顶、第三组千斤顶分别设置于左部承载架(21)的方形内壁的左右表面；所述第四组千斤顶设置于右部承载架(22)的方形内壁的上表面，第五组千斤顶、第六组千斤顶分别设置于右部承载架(22)的方形内壁的左右表面；所述气液复合承压水加载系统(6)包括高压气瓶组(7)和高压储水箱(8)，所述高压气瓶组(7)通过高压气伺服阀与高压储水箱(8)连接；所述模型运送系统(10)包括第一轨道(11)、第二轨道(12)，所述第二轨道(12)设置于第一轨道(11)上，且所述第二轨道(12)与第一轨道(11)滑动连接，而所述模型(13)放置于第二轨道(12)上；且所述第二轨道(12)的上表面与承载架(2)方形内壁的下表面在同一水平面上；所述水收集系统(14)包括收集箱、第一圆弧面(15)以及第二圆弧面(16)，所述第一圆弧面(15)的一端设置于收集箱的一个侧面上，而第二圆弧面(16)设置于与第一圆弧面(15)相对的收集箱的侧面上，所述第一圆弧面(15)的另一端与承载架(2)方形内壁的下表面相接。