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原文传递一种陡倾节理地层小净距大断面隧道的模型试验方法

专利名称：	一种陡倾节理地层小净距大断面隧道的模型试验方法
摘要：	本发明涉及一种陡倾节理地层小净距大断面隧道的模型试验方法，属于岩土及地下工程中的隧道工程技术领域。该方法中通过使用特定的井字架，能够更好地模拟实际工程中陡倾节理地层小净距大断面隧道的分部开挖，其中该井字架中支撑部由钢板焊接而成，钢板完全隔开，减小分块开挖时，正在开挖部分对未开挖部分岩土体的扰动，同时承担临时支撑的作用；井字架中特定尺寸的拱圈在模拟隧道开挖过程中能够起到良好的支护作用，井字架中特定厚度的铁皮，将隧洞内填充的围岩与开挖限界外侧围岩隔离开，该铁皮刚度满足变形要求，内部填充围岩材料并压实后可有效的保证开挖限界。该方法能够真实、全面、直观地反映隧道开挖过程中围岩的受力特征、变形趋势和稳定性特点。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	重庆;50
申请人：	重庆交通大学
发明人：	黄锋;刘星辰;唐维;屈苗迪;万国庆;董广法
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-28T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-16T00:00:00+0800
申请号：	CN201910452138.8
公开号：	CN110132711A
代理机构：	北京同恒源知识产权代理有限公司
代理人：	赵荣之
分类号：	G01N3/00(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	400074 重庆市南岸区学府大道66号
主权项：	1.一种陡倾节理地层小净距大断面隧道的模型试验方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：首选，将隧道模型试验箱调平，所述隧道模型试验箱正面和背面的中部对称设置有观测窗口，所述观测窗口内设置有处于同一水平相距0-2.5B的左、右两个相同的隧道，在所述隧道模型试验箱正面标记出陡倾节理地层位置，所述位置具体为：所述陡倾节理地层沿所述隧道模型试验箱正面左下角向右上角倾斜，斜穿左侧隧道，右侧隧道则处于所述陡倾节理地层下方；所述B为所述隧道的跨度；然后，向所述左、右两个相同的隧道中置入与所述隧道大小匹配的井字架，以标记的陡倾节理地层位置为分界线，在所述分界线上方填充砂质泥岩相似材料，所述分界线下方填充砂岩相似材料，分界线上铺设节理相似材料，并在填充各材料的过程中埋入压力传感器；所述井字架的长度等于所述隧道模型试验箱正面和背面的距离，所述井字架由端面呈井字以钢板焊接而成的支撑部、包围所述支撑部侧面的外围层、环绕在所述外围层中部的拱圈和与所述拱圈可拆卸连接的若干根锚杆组成；最后，经养护后将所述压力传感器与采集器和电脑连接，分别在各井字架分隔出的三行三列共9个区域上标记开挖顺序编号，根据所述开挖顺序编号进行加载开挖试验，挖掘完成后取出两个井字架，进行数据处理，即可；所述各井字架的开挖顺序编号具体为，按从左到右的顺序，第一行的编码为①、⑦、②，第二行的编码为③、⑧、④，第三行的编码为⑤、⑨、⑥。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述陡倾节理地层与水平面的夹角为20°-45°。 3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述陡倾节理地层位置标记好后，接着在所述隧道模型试验箱正面的观测窗口上水平绘制等分刻度线，在后续填充砂质泥岩相似材料、砂岩相似材料和铺设节理相似材料时，当到达各等分刻度线时以带有相同规定颜色的三种材料进行填充，而其它地方则以未带有规定颜色的三种材料进行填充和铺设。 4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钢板的厚度为2mm。 5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述外围层为厚度是0.4mm的铁皮。 6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，3个铝制拱圈依次间隔5cm并列环绕在所述外围层中部，所述铝制拱圈的截面尺寸为6.6×3.3mm。 7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述锚杆的直径为4mm，长为15cm。 8.如权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，所述砂质泥岩相似材料由重晶石粉、石英砂、石膏和水按质量比1.2：0.25：0.2：0.013混合而成。 9.如权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，所述砂岩相似材料由重晶石粉、石英砂、石膏和水按质量比1.2：0.3：0.25：0.02混合而成。 10.如权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，所述节理相似材料按如下方法铺设：首先在铺设好的砂岩相似材料上铺设并固定聚乙烯纸，然后在所述聚乙烯纸上均匀铺设0.5-0.8cm厚的凡士林，最后在所述凡士林再次铺设并固定聚乙烯纸，即可。
所属类别：	发明专利