[发明专利]一种模拟隧道开挖的透明土模型试验装置和试验方法

摘要

本发明涉及一种模拟隧道开挖的透明土模型试验装置及试验方法，装置包括用以容纳透明土的透明模型箱、一端穿入透明模型箱的硬质管道、橡胶膜、激光发射器、相机、光学平台、直线导轨、压力控制器和计算机，试验方法包括：打开阀门向硬质管道内注水，调节压力控制器到设计压力后，控制压力保持不变；逐级减压，模拟隧道开挖过程，待减压稳定后，激光发射器照射透明土，形成稳定斑图后，通过相机拍摄连续斑图；控制模型箱在直线导轨上移动一定距离，继续拍摄，如此形成平行于该激光照射平面的空间变形斑图；处理相互平行的斑图，得到激光斑图的空间位移矢量图，通过计算，得到空间应变图。本发明可以非接触、连续、高效地测量隧道任意截面的变形场。

主权项

1.一种模拟隧道开挖的透明土模型试验装置，包括用以容纳透明土的透明模型箱、一端穿入透明模型箱的硬质管道、橡胶膜、激光发射器、相机、光学平台、直线导轨、压力控制器和计算机，其中，所述的硬质管道伸入透明模型箱的一端的端部覆盖有橡胶膜，另一端和压力控制器连接；所述的光学平台水平放置，在其上固定有两组相互垂直的直线导轨，透明模型箱放置于直线导轨上，两组导轨包括上部导轨和下部导轨，下部导轨较长，固定在平台上，其侧面标有刻度，上部导轨垂直于下部导轨并能够沿下部导轨移动；所述的激光发射器固定于透明模型箱的上方，激光发射器前端固定有十字线发生器，用以产生相互垂直的激光束，照射到透明土中形成激光斑图；所述的相机至少有两台，分别固定于透明模型箱相邻两侧，轴线分别垂直于模型箱侧面，其采集的图像被送入计算机；所述的压力控制器，用于施加和控制硬质管道内侧水压；所述的计算机，用以控制相机采集图像，并进行图像处理。