[发明专利]一种深埋隧道模拟试验段荷载加载装置及试验方法

权利要求书

1.一种深埋隧道模拟试验段荷载加载装置，其特征在于：包括模型箱(1)以及液压加载装置，所述的模型箱(1)整体为方型结构，在其中心位置开设贯通的圆柱形空腔，且圆柱形空腔的中心与模型箱(1)体中心重合；

隧道衬砌模型(2)布设在圆柱形空腔内，在圆柱形空腔的腔壁与隧道衬砌模型(2)之间安装液压加载装置；

所述液压加载装置与位于模型箱(1)外部的液压设备(8)连通，液压设备(8)以及液压加载装置同时与控制系统(9)连通；

其中，所述的液压加载装置通过填充液体对隧道衬砌模型(2)施加压力。

2.根据权利要求1所述的深埋隧道模拟试验段荷载加载装置，其特征在于：所述液压加载装置包括橡胶囊(3)以及内部框架(4)，橡胶囊(3)呈圆环柱形状，其内部为封闭中空空间，用于填充液体；

在橡胶囊(3)内设置内部框架(4)，通过内部框架(4)支撑成型的橡胶囊(3)与模型箱(1)中心位置的圆柱形空腔内腔匹配；

在橡胶囊(3)的囊壁上对称预埋连通管(5)，两根连通管(5)同时伸出模型箱(1)通过液体输送管(10)与液压设备(8)连通。

3.根据权利要求2所述的深埋隧道模拟试验段荷载加载装置，其特征在于：在橡胶囊(3)内腔壁上安装若干防水压力传感器(7)，在橡胶囊(3)的囊壁上预埋导线连通管(13)，若干防水压力传感器(7)通过穿设导线连通管(13)的导线(6)与外部的控制系统(9)连接；

在隧道衬砌模型(2)内表面安装应力计和应变计，应力计以及应变计同样通过导线(6)与外部的控制系统(9)连接；

所述导线连通管(13)与位于上方的连通管(5)相邻。

4.根据权利要求2所述的深埋隧道模拟试验段荷载加载装置，其特征在于：所述内部框架(4)呈圆柱形结构设置，包括若干环形构件(12)以及若干横向构件(11)，若干环形构件(12)同轴顺次叠设，且相邻环形构件(12)之间在轴向方向有间距；

沿着内部框架(4)的轴向方向焊接若干横向构件(11)，将若干环形构件(12)固定成型，相邻横向构件(11)在内部框架(4)的径向方向间距相同。

5.根据权利要求4所述的深埋隧道模拟试验段荷载加载装置，其特征在于：当内部框架(4)布设在橡胶囊(3)内时，横向构件(11)与橡胶囊(3)的囊壁胶结。

6.根据权利要求5所述的深埋隧道模拟试验段荷载加载装置，其特征在于：所述的环形构件(12)设置接头结构，环形构件(12)是一个内部中空的圆环结构，环形构件(12)圆环未封闭，在未封闭端的圆环结构内通过接头结构连接。

7.根据权利要求3所述的深埋隧道模拟试验段荷载加载装置，其特征在于：所述模型箱(1)为金属结构，在金属结构的顶部和侧壁分别开设小孔，其中顶部开设两个小孔，侧壁开设一个小孔，顶部的两个小孔分别匹配位于橡胶囊(3)上相邻设置的连通管(5)、导线连通管(13)，侧壁的小孔匹配橡胶囊(3)上设置的另一根连通管(5)，即顶部的两个小孔分别穿设连通管(5)与导线连通管(13)，侧壁的小孔穿设另一个连通管(5)。

8.根据权利要求7所述的深埋隧道模拟试验段荷载加载装置，其特征在于：在橡胶囊(3)上穿设连通管(5)或者导线连通管(13)的位置与匹配模型箱(1)的小孔之间通过防水接头管连接；

导线(6)外层包裹防水材料，在包裹防水材料的导线(6)与穿设橡胶囊(3)位置再包裹橡胶棒后嵌入连通管(5)内。