[发明专利]一种下穿高地应力采空区隧道模型试验方法

摘要

本发明属于岩土及地下工程中的隧道工程技术领域，涉及一种下穿高地应力采空区隧道模型试验方法。该方法中采空区相似材料采用石英砂、石膏、重晶石粉、水按一定配比制成，具有较大孔隙率和较强的离散性，较真实的模拟实际采空区；隧道模型试验箱由钢材焊接而成，尺寸大、强度高，可以承受较高的应力；衬砌模具组装简单，制作衬砌模型时，在衬砌模具内粘贴塑料薄膜和钢丝网，容易取出成型的衬砌模型，且衬砌模型刚度大；采用伺服压力机在竖向和侧向给隧道模型试验箱精准的施加压力，较真实模拟高地应力，最终的试验结果更能体现真实情况。

主权项

1.一种下穿高地应力采空区隧道模型试验方法，将围岩相似材料、采空相似材料填充入隧道模型试验箱进行隧道岩土试验，其特征在于，包括以下步骤：将隧道模型试验箱固定放置于地面并调平；制作衬砌模型，并在衬砌模型内侧和外侧布置若干个用于测试其压力和形变的应变片；将围岩相似材料依次分层填入隧道模型试验箱，每层填装完成后进行振捣压实；当所述围岩相似材料填装与第一平面垂直距离为A时，置入衬砌模型，继续填充围岩相似材料，使围岩与衬砌模型紧密接触，并在围岩上布置若干个压力盒、位移计，所述第一平面为隧道模型试验箱底座所在的平面；当所述围岩相似材料填装至与第一平面垂直距离为B时，继续填入围岩相似材料至围岩远离地面的一侧与第一平面的夹角为15°至30°的位置；振捣压实后沿围岩连续均匀地填充采空区相似材料，根据试验要求布置相应厚度的采空区，然后在所述采空区上布置若干个压力盒、位移计；再沿远离所述第一平面的方向连续均匀地分层填筑围岩相似材料，直至达到距所述第一平面的垂直距离为C时停止填筑；其中C>B>A，根据实验需求调整A、B、C的大小；围岩相似材料养护完成后，使用钢板盖上围岩，并用伺服压力机对隧道模型试验箱平行和垂直于第一平面的方向施加压力，期间采集并分析围岩的压力、位移和衬砌的压力、形变。