[发明专利]一种模拟变倾角地层中隧洞及上覆地层沉降机制的实验装置

说明书

本发明提供的一种模拟变倾角地层中隧洞及上覆地层沉降机制的实验装置，有效解决了实际隧洞及其上覆地层不是水平地层而具有任意倾角地层的情况下隧洞及上覆沉降机制试验模拟的难题，其解决的技术方案是，包括隧洞物理相似模型实验箱，用于支撑起物理相似模拟试验箱的液压千斤顶，用于调节模拟箱内倾斜板的角度调节装置，用于固定倾斜板的角度固定装置，使得在使用过程中能准确的调整物理相似模拟试验箱的倾斜角度，在调节过程中能准确地满足倾斜角度的要求。

技术领域

本发明涉及一种实验装置，特别是一种模拟变倾角地层中隧洞及上覆地层沉降机制的实验装置。

背景技术

隧洞开挖将引起一定范围内围岩的应力场及位移场发生改变，对周围地层产生扰动，常常引起周围及其上覆地层以及地表发生沉降，开展隧洞开挖物理模拟实验是研究其沉降规律的一个重要手段。以往模拟装置主要针对水平地层进行模拟，一般很难对隧洞上方具有倾斜角度的地层开展物理相似模拟试验，而在实验过程中对模拟地层很难实现不同倾角的模拟。因此需要一种能够对隧洞上覆不同倾角的地层实现物理相似模拟的装置。同时在需要实验过程中需要通过改变地层角度来进行辅助实验，需要可以对不同倾角下的地层进行模拟，在进行切换倾角过程中能自行转换角度，同时使得转换不需要通过人力，在转换过程中能实时的对倾斜角度进行调整，使得对倾斜的角度做到完全控制。

在对倾斜角度进行控制过程中需要对中间的模拟地层进行实时的监控以及导向，使得地层不会产生预料之外的变形，最后导致对结果的影响，需要在对倾斜角度进行调节过程中，使得内部的地层实时的根据调节的预期结果来进行改变，从而才能保证实验结果的准确性。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明提供了一种模拟变倾角地层中隧洞及上覆地层沉降机制的实验装置，有效解决了实际地层具有不同倾角的工况的模拟隧洞开采诱发沉降实验的难题，其解决的技术方案是，包括传感器其特征在于，还包括用于承载各个模拟层及各个传感器的沉降模拟箱，沉降模拟箱下端面左侧与支撑座上端面左侧之间转动连接，转轴与沉降模拟箱下端面之间固定连接，转轴伸出支撑座部位固定连接有角度指针，沉降模拟箱由方形底板、固定连接在底板前侧面的前挡板、固定连接在下底板后侧面的后挡板组成，下底板左侧面与右侧面上均开设有穿透前挡板与后挡板的弧形槽，弧形槽内均转动连接有转动杆，转动杆上均固定连接有倾斜板，倾斜板宽度与前挡板后侧面到后挡板前侧面之间距离相同，转动杆伸出前挡板部位均固定连接有垂直于转动杆轴线的指针，固定连接在前挡板上的与指针相配合的刻度盘，倾斜板上端转动连接有平行杆，左侧倾斜板左侧和右侧倾斜板右侧的前挡板与后挡板之间分别固定连接有支撑板，左侧支撑板与左侧倾斜板之间设有倾斜板角度调节装置，右侧支撑板与右侧倾斜板之间设有倾斜板角度固定装置，位于下底板下底面右侧与支撑座右侧之间设有液压千斤顶。

作为优选，所述倾斜板角度调节装置包括纵向转动连接在左侧支撑板上的螺纹套，螺纹套内转动连接有螺纹调节杆，螺纹调节杆右端转动连接有左连接套，左连接套左端与螺纹调节杆右端之间转动连接，左连接套右端与左侧倾斜板左侧面之间纵向转动连接。

作为优选，所述倾斜板角度固定装置包括纵向转动连接在右支撑板上的定位套，定位套内侧面上均匀间隔排布有多个卡齿，定位套内滑动连接有定位杆，定位杆上固定有与定位套内卡齿相配合的卡块，当卡块与卡齿错位时定位杆与定位套之间滑动连接，当定位杆转动九十度时卡块与卡齿之间相配合并使定位杆与定位套之间不能进行滑动运动。

作为优选，所述定位杆左端转动连接有右连接套，右连接套左端与右侧倾斜板右侧面之间纵向转动连接，右连接套右端与定位杆左端面之间转动连接。

作为优选，所述弧形槽内转动连接的转动杆与弧形槽之间密封转动连接，所述转动杆上固定连接的倾斜板与前挡板和后挡板之间密封滑动连接。