[实用新型]一种隧道三维全空间超前探测物理模型试验台架

说明书

本实用新型的实施例公开一种隧道三维全空间超前探测物理模型试验台架，涉及隧道含水地质构造超前探测技术领域，能够模拟隧道地质构造环境，从而可适用于隧道含水地质构造探测理论实验研究中。包括框架，所述框架由多块槽钢并排拼装而成，在所述框架底部的多块槽钢内沿长度方向布设有测线，所述框架上整体设有拱形板梁，所述框架一端设有平板，所述框架与拱形板梁围设的空间内设有用PVC材料制作的隧道腔体模型；在所述隧道腔体模型与框架之间还填充有黏土；所述平板为空心结构，所述空心结构内设有石英砂，在所述平板上还设有与所述空心结构联通的注水口。本实用新型适用于对掌子面前方含水地质构造探测方法的实验理论分析研究中。

技术领域

本实用新型涉及隧道含水地质构造超前探测技术领域，尤其涉及一种隧道三维全空间超前探测物理模型试验台架。

背景技术

随着我国基础设施建设进程的加快和能源战略的实施，在交通、水利水电、矿山等领域将会修建更多的长大隧道(隧洞)工程。这些工程施工中面临着突(涌)水、突(涌)泥、塌方等诸多高风险地质灾害。突涌水灾害已经成为制约隧道等地下工程建设的瓶颈问题，掌子面前方的含导水地质构造作为突涌水等地质灾害的源头，如何对其进行探测成为亟待研究和解决的重要难题。

目前常用的地质预报方法可分为地质分析法和地球物理勘探法。地质分析法是一种宏观预报方法，预报精度较低；而地球物理探测手段中的地震反射类方法对断层、溶洞等地质构造有较好的探测效果，但是无法探明其中是否含水。

为此，急需一种隧道三维全空间超前探测物理模型试验台架，以对隧道含水地质构造探测进行理论实验研究，以指导含水地质构造的探测实践及隧道建设。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种隧道三维全空间超前探测物理模型试验台架，能够模拟隧道地质构造环境，从而可适用于隧道含水地质构造探测理论实验研究中，以指导含水地质构造的探测实践及隧道建设。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

一方面，本实用新型实施例提供一种隧道三维全空间超前探测物理模型试验台架，所述台架包括框架，所述框架由多块槽钢并排拼装而成，所述框架规格为：宽2m×高2m×长4.5m，所述框架内表面涂有绝缘漆，在所述框架底部的多块槽钢内沿长度方向布设有测线，所述框架上整体设有拱形板梁，所述框架一端设有平板，所述平板规格为：高2.0m×宽2.0m×厚0.2m，所述框架与拱形板梁围设的空间内设有用PVC材料制作的隧道腔体模型，所述隧道腔体模型断面为半圆形，外径为0.15m，长度为3.2m；

在所述隧道腔体模型与框架之间还填充有黏土，以模拟围岩，所述围岩电阻率为200Ω.m；

所述平板为空心结构，所述空心结构内设有石英砂，在所述平板上还设有与所述空心结构联通的注水口。

优选地，所述平板与所述框架垂直或倾斜设置。

优选地，所述测线包括多条，所述测线沿隧道模型走向立体布置在槽钢底部和侧壁上，测线的供电点源极固定在框架位于平板侧的端部不动，将与源极相对的另一极设置在离所述端部无穷远处固定，所述测线上设置电位差计，所述电位差计两端的测量电极用于采集测点电位值，其中，所述测量电极之间的距离恒定。

优选地，在所述框架底部间隔铺设若干平板，用于模拟旁侧干扰的含水断层。