(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210697793.1 (22)申请日 2022.06.20 (71)申请人 中国建设基础设施有限公司 地址 100044 北京市海淀区三里河路9号 申请人 西南交通大 学　 中国建筑第五工程局有限公司 　 云南省交通 规划设计 研究院有限公 司　 中建隧道建 设有限公司 (72)发明人 王建华　李凯　杨文波　寇昊　 聂金诚　何川　王安民　曾银枝　 曾泽润　谭芝文　张军　 (74)专利代理 机构 北京正华智诚专利代理事务 所(普通合伙) 11870 专利代理师 陈航(51)Int.Cl. G01N 3/12(2006.01) G01N 3/06(2006.01) G01N 3/02(2006.01) (54)发明名称 一种长期三维加载的隧道开挖模拟水力耦 合试验装置 (57)摘要 本发明公开了一种长期三维加载的隧道开 挖模拟水力耦合试验装置， 涉及隧道施工试验技 术领域。 一种长期三维加载的隧道 开挖模拟水力 耦合试验装置， 其包括模型加载箱体、 填土挤压 装置以及水压可调节的供水箱； 模 型加载箱体的 顶部可拆卸连接有盖板， 模型加载箱 体设有横向 设置的隧道模型， 隧道模型通过挖凿填土形成。 本发明通过挖出不同断面的隧道模型可以模拟 不同隧道断面经过一段时间后的变形， 从而实现 长期三维均匀加载， 达到便捷模拟隧道现场施工 时空效应的功能。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 115032082 A 2022.09.09 CN 115032082 A 1.一种长期三维加载的隧道开挖模拟水力耦合试验装置， 其特征在于， 包括： 模型加载 箱体(1)、 填土挤压装置(2)以及水压可调节的供 水箱(3)； 所述模型加载箱体(1)用于注入模拟岩土体的填土， 所述模型加载箱体(1)的顶部可拆 卸连接有盖 板(101)， 所述模型加载箱体(1)设有横向设置的隧道模型(4)； 所述模型加载箱体(1)的两端分别设有所述填土挤压装置(2)， 所述填土挤压装置(2) 包括驱动装置(201)以及设有压力检测件(9)的挤压板(202)， 所述挤压板(202)滑动设置在 所述模型加载箱体(1)中并靠近所述隧道模型(4)的两侧， 所述挤压板(202)与所述模型加 载箱体(1)的内壁密封配合， 两个所述 挤压板(202)之间形成填土加载腔室； 所述供水箱(3)通过第一进水 管(501)与所述 填土加载腔室连通。 2.根据权利要求1所述的长期三维加载的隧道开挖模拟水力耦合试验装置， 其特征在 于， 所述供水箱(3)的顶部 设有可拆卸的密封盖(301)， 所述供水箱(3)连接有高度调整装置 (302)， 所述高度调整装置(302)包括三脚架(321)、 牵拉绳(322)以及设置所述三脚架(321) 顶端的定滑轮(323)， 所述牵拉绳(322)的一端与所述密封盖(301)的四角连接， 所述牵拉绳 (322)的另一端绕过 所述定滑轮(323)并与外 部力施加源连接 。 3.根据权利要求2所述的长期三维加载的隧道开挖模拟水力耦合试验装置， 其特征在 于， 所述供水箱(3)设有竖直设置的水位监测器(10)， 所述水位监测器(10)的一端伸入到所 述供水箱(3)中， 所述水位监测器(10)的另一端伸出所述密封盖(301)； 所述供水箱(3)远离 所述第一进水管(501)的一侧设有第二进水管(504)和第二出水管(505)， 并且所述第二进 水管(504)和第二出 水管(505)上分别设有第二阀门(5 06)。 4.根据权利要求1所述的长期三维加载的隧道开挖模拟水力耦合试验装置， 其特征在 于， 所述模型加载箱体(1)的两侧分别设有通孔， 所述通孔处分别可拆卸连接有隧道断面板 (6)， 所述隧道断面板(6)分别设有断面孔洞(601)， 并且两个所述断面孔洞(601)之间相互 连通形成所述隧道模型(4)。 5.根据权利要求4所述的长期三维加载的隧道开挖模拟水力耦合试验装置， 其特征在 于， 所述模 型加载箱体(1)的两端内壁分别嵌设有密封圈(7)， 所述挤压板(202)的滑动范围 小于所述密封圈(7)的宽度。 6.根据权利要求1所述的长期三维加载的隧道开挖模拟水力耦合试验装置， 其特征在 于， 所述挤压板(202)的顶部和底部 分别设有可拆卸连接的固定组件， 所述固定组件为两根 相互平行设置的固定杆(8)， 两根所述固定杆(8)分别设置在所述挤压板(202)的两侧， 并且 所述固定杆(8)的两端分别伸出 所述模型加载箱体(1)。 7.根据权利要求1所述的长期三维加载的隧道开挖模拟水力耦合试验装置， 其特征在 于， 所述驱动装置(201)为活塞缸或直线电机 。 8.根据权利要求2所述的长期三维加载的隧道开挖模拟水力耦合试验装置， 其特征在 于， 所述驱动装置(201)包括气缸(211)以及支撑所述气缸(211)的支撑架(212)， 所述气缸 (211)的活塞杆伸入到所述模型加载箱体(1)中并与相对应的挤压 板(202)连接 。 9.根据权利要求1所述的长期三维加载的隧道开挖模拟水力耦合试验装置， 其特征在 于， 所述第一进水管(501)的一端与所述供水箱(3)的连通， 所述第一进水管(501)的另一端 伸入到所述模型加载箱体(1)中并与相对应的挤压板(202)连通， 该挤压板(202)还设置有 第一出水管(502)； 所述第一进水管(501)和所述第一出水管(502)分别设置有第一阀门权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115032082 A 2(503)。 10.根据权利要求1至9任一项所述的长期三维加载的隧道开挖模拟水力耦合试验装 置， 其特征在于， 所述压力检测件(9)为土压力盒， 所述挤压板(202)设置有安装通孔， 所述 压力检测件(9)嵌设在所述安装通孔， 并且 所述压力检测件(9)的检测端朝向所述填土加载 腔室， 所述压力检测件(9)的另一端连接有与外部数据采集装置相连的导线； 所述模型加载 箱体(1)的外壁设有引出 所述压力检测件(9)导线的导线引出 管。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115032082 A 3