一种隧道突水突泥模型试验装置及方法
成果类型:: 发明专利
发布时间: 2022-10-28 13:38:09
本发明针对现有的隧道突水突泥模型试验装置进行改进,通过增设投料仓、进料框、支撑模具、隧道模型、冲洗气囊、软质喷水管、密封盖和充气阀门有效的解决了对隧道模型上的泥土进行加压、喷水以及增大隧道模型外围的压强的问题;通过设置上透水孔、下透水孔和回液仓有效的解决了液体泥土内流动以及对液体进行回收利用的问题;通过设置保温防护罩、加热装置、温度传感器和制冷装置有效地实现了对隧道模型所处的温度环境进行变换的问题;通过设置限位盘、固定套以及照明灯有效地实现了对隧道内部进行照明,便于对隧道内部突水突泥现象进行观察的问题;通过设置往复丝杠、调节电机、滑动支座、摄像头以及限位杆有效地解决了对隧道模型内部进行实时拍摄的问题;通过设置滑动螺纹套、调节丝杠、驱动电机有效地解决了对支撑模具和隧道模型进行更换的问题;且结构简洁稳定,具有极高的普适性
本发明包括支撑座,所述的支撑座上端固定连接有投料仓,所述的投料仓上端固定连接有进料框,所述的投料仓内置有支撑模具,所述的支撑模具和所述的投料仓间隙配合,所述的支撑模具前端可拆卸连接有隧道模型;所述的投料仓内壁固定连接有冲压气囊,所述的冲压气囊和固定连接在所述的投料仓上的供气泵相连,所述的冲压气囊靠近所述的支撑模具一侧固定连接有若干软质喷水管,所述的软质喷水管和固定连接在所述的进料框上端的供水管相连通,所述的供水管和外界供水装置相连;所述的进料框上端可拆卸连接有密封盖,所述的密封盖上固定连接有充气阀门。的投料仓下端左右两侧均开设有若干上透水孔,所述的支撑座下端开设有和所述的透水孔相配合的下透水孔,所述的支撑座下端固定连接有回液仓,所述的回液仓内部置有供水泵,所述的供水泵和所述的供水管相连通。优选的,所述的支撑座上端固定连接有套设在所述的投料仓外部的保温防护罩,所述的保温防护罩为双层保温结构,所述的保温防护罩上端开设有和所述的密封盖相配合的滑动轨道;所述的保温防护罩内部固定连接有加热装置和制冷装置,所述的保温防护罩内固定连接有温度传感器,所述的加热装置、制冷装置和所述的温度传感器相连。
隧道修建和使用的过程中面临着严重的突水突泥等地质灾害风险,尤其是深埋隧道突水突泥灾害往往具有突发性、大流量、高水压等特点,灾害一旦发生,轻则淹没隧道、施工中断,重则造成重大的人员伤亡和经济损失,甚至有些工程被迫停建或改线。国内外学者针对突水突泥灾害致灾机理及其灾变演化过程中位移场、应力场和渗流场的变化特征作了大量理论与模型试验研究工作,而对于引发灾害过程的流体的流速、隧道的受压强度以及环境温度对隧道突水突泥的影响的研究还很少,尤其是在模型试验研究方面尚属空白。但是,目前在对隧道突水突泥试验的过程多存在以下几种问题:
1、现有的研究仅仅通过ANSYS等有限元进行对隧道附近液体的流速对突水突泥发生概率的影响,不能通过模型进行研究,不能对具体施工现场以及应用的环境进行模拟分析;
2、在对隧道模型进行环境试验过程,不能对使用环境进行多种环境进行随时变换,不能对填充的泥土成分进行更改,以及对隧道模型试验过程,突水突泥现象进行实时监控和信息记载。
因此,本发明提供一种隧道突水突泥模型试验装置来解决此问题。
石家庄铁道大学前身是中国人民解放军铁道兵工程学院,创建于1950年,系当时全军重点院校;1979年被列为全国重点高等院校;1984年转属铁道部,更名为石家庄铁道学院;2000年划转河北省,实行中央与地方共建,为河北省重点骨干大学;2010年3月更名为石家庄铁道大学5个博士学位授权一级学科,1个博士专业学位授权点,2个博士后流动站,14个硕士学位授权一级学科,14个硕士专业学位授权点。拥有8个河北省重点学科,1个河北省重点发展学科,工程学学科进入ESI排名全球前1%;建有2个国家级科研平台“省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室”、“大型基础设施性能与安全省部共建协同创新中心”;建有省部级科研平台25个,其中包括1个教育部重点实验室、1个行业重点实验室、7个河北省重点实验室、3个河北省技术创新中心、2个河北省协同创新中心、3个河北省工程研究中心。
通过设置保温防护罩、加热装置、温度传感器和制冷装置有效地实现了对隧道模型所处的温度环境进行变换的问题;通过设置限位盘、固定套以及照明灯有效地实现了对隧道内部进行照明,便于对隧道内部突水突泥现象进行观察的问题;通过设置往复丝杠、调节电机、滑动支座、摄像头以及限位杆有效地解决了对隧道模型内部进行实时拍摄的问题;且结构简洁稳定,具有极高的普适性。
技术转让,许可,合作所需资金需双方协商,此项技术想尽快落地保定,希望具备此项技术研发的技术方,能够尽快承接次项目