[实用新型]用于盾构隧道开挖面渗流破坏模型试验的刚性支护面装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及用于岩土工程模型试验分析隧道开挖面渗流状态下失稳破坏的支护面装置，尤其是能模拟渗流的发生。

背景技术

目前，公知的用于分析开挖面稳定性的隧道支护面有两种，一种是用合金制造的刚性支护面，另一种是用橡胶囊制作的柔性支护面。这两种支护形式都可以在模型试验中模拟隧道失稳的破坏过程，但是由于刚性支护面或者柔性支护面都是不透水的，只能模拟不排水条件下隧道开挖面前方土体失稳的过程。导致模型试验时无法考虑渗流对土体失稳的影响，造成模型试验情况的局限性。

发明内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种不仅能用于模拟不排水情况下的隧道开挖面稳定性分析模型试验，而且能控制支护面是否排水来模拟排水情况下的隧道开挖面稳定性分析模型试验的用于盾构隧道开挖面渗流破坏模型试验的刚性支护面装置。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：用于盾构隧道开挖面渗流破坏模型试验的刚性支护面装置，包括刚性支护面，其特征在于，所述的刚性支护面上设有一层透水层，并在刚性支护面上设有排水通道，该排水通道通过排水管连接集水囊，所述的排水管上设有电磁阀。通过电磁阀控制排水通道的开启与关闭，当排水通道开启时支护面处于渗流状态，当排水通道关闭时支护面处于不排水状态。由于试验时模型箱空间有限，排水通道后要接集水囊来收集排处的水分。

所述的透水层嵌入在刚性支护面内。

所述的透水层通过连接螺栓固定在刚性支护面上，并在透水层与刚性支护面之间设有橡胶密封条。

所述的橡胶密封条设置在透水层与刚性支护面接触的边缘处，并在中间形成排水用的空隙。

所述的透水层为透水石。

所述的排水通道设置在刚性支护面底部。

与现有技术相比，本实用新型不仅可以用于分析非渗流状态下隧道开挖面稳定性的模型试验，也可以用于考虑渗流和土体重度共同作用下的隧道开挖面稳定的模型试验。且结构简单，非常易于加工。

附图说明

图1是本实用新型的基本原理图；

图2是支护面的平面构造图；

图3为支护面的侧视图；

图4是图2的I--I剖视图；

图5是图3的Ⅱ--Ⅱ剖视图；

图中1.刚性支护面，2.透水石，3.排水管，4.电磁阀，5.集水囊，6.电磁阀，7.橡胶密封条，8.连接螺栓，9.空隙，10.排水管连接孔，11.螺栓孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例1

如图1所示，用于盾构隧道开挖面渗流破坏模型试验的刚性支护面装置，包括刚性支护面1，所述的刚性支护面1上设有一层透水层，透水层为透水石2，透水石2嵌入在刚性支护面1内。并在刚性支护面1上设有排水通道，该排水通道通过排水管3连接集水囊5，所述的排水管3上设有电磁阀4。通过电磁阀控制开关6连接电磁阀4，控制排水通道的开启与关闭，当排水通道开启时刚性支护面1处于渗流状态，当排水通道关闭时刚性支护面1处于不排水状态。由于试验时模型箱空间有限，排水通道后要接集水囊来收集排处的水分。通常排水管3的直径要根据水流量计算结果确定，最好取流量的1－2倍。

实施例2

如图2～4所示，用于盾构隧道开挖面渗流破坏模型试验的刚性支护面装置，包括刚性支护面1，所述的刚性支护面1上设有一层透水层，透水层为透水石2，透水石2通过连接螺栓8固定在刚性支护面1上(如图3所示的刚性支护面1上设有螺栓孔11用于与连接螺栓8连接)，并在透水石2与刚性支护面1之间设有橡胶密封条7。所述的橡胶密封条7设置在透水石2与刚性支护面1接触的边缘处，并在中间形成排水用的空隙9。在刚性支护面1底部上设有排水通道(如图3所示的排水管连接孔10)，该排水通道通过排水管3连接集水囊，所述的排水管3上设有电磁阀4。通过电磁阀4控制排水通道的开启与关闭，当电磁阀控制开关6开启时，此时排水管3排水，进而控制刚性支护面1的排水。当电磁阀控制开关6关闭时，此时排水管3不排水，进而控制刚性支护面1不排水。与此同时，可通过控制系统来控制刚性支护面1的移动，从而实现研究水土耦合状态下对隧道开挖面土体稳定影响的试验。