CN114518441A - 用于模拟隧道开挖地层损失的二维试验模型及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于模拟隧道开挖地层损失的二维试验模型，包括模型箱与土层系统、地层损失模拟系统、加载系统以及监测系统；其中，模型箱与土层系统包括U型活动钢框架，以及填充在U型活动钢框架内的相似土；地层损失系统包括气囊，气囊上设置有气压表，气囊连接有气压调节阀和充气泵；加载系统设置在U型活动钢框架上部，包括在相似土上方的分力板，分力板上设置有多个千斤顶；所述监测系统包括工业相机、工业相机设置在三脚架上，工业相机旁设置有灯光补偿器。本发明还公开了一种用于模拟隧道开挖地层损失的二维试验方法。本发明易于操作、方便快捷，能够比较精确地获得地层损失率，更为直观的获得数据以及可视化的描述试验现象。
Description
技术领域
本发明涉及一种地下工程模拟试验模型及方法，具体涉及用于模拟隧道开挖地层损失的二维试验模型及方法，属于地下工程试验技术领域。
背景技术
隧道开挖引起的地层损失会造成地表沉降，研究地层损失对保护隧道周边建筑物、地下管线安全和预防隧道塌方都有重要的意义。在实际工程中，地层损失是盾构施工中挖土体体积和建成隧道体积之差。引起地层损失的因素包括开挖面土体移动、盾构后退、注浆压力以及开挖面超挖等因素。
现有模拟地层损失的方法，大多采用液囊排水、自制隧道开挖模拟装置或者离心机等方式，成本昂贵、操作难度大。如公开号为CN105223336A的中国发明专利公开了一种模拟地铁盾构隧道地层空洞引发地层损失的试验装置及方法，包括：视觉识别系统、模型箱系统、聚氯胺液囊、连通聚氯胺液囊的第一导管和第二导管、对应第二导管的容器、设置在聚氯胺液囊内部的电阻丝、连接电阻丝的加热控制装置；视觉识别系统包括：实时监测摄像头、固定支架以及采集计算模块，实时监测摄像头用于拍摄监测界面的视频图像，将视频图像传输给采集计算模块进行分析计算，获得兴趣点的位移数据，还包括遮盖整个试验装置的帷幕和位置固定的光源，本发明的装置能对其发展过程中每个颗粒沉降进行实时监测。该专利需要利用聚氨酯液囊的注水和冷冻来制作空洞模型，工艺复杂且成本高。又如公开号为CN108166980A的中国发明专利，公开了一种隧道地层损失模拟装置，包括圆桶、主动轴、手轮、传动机构和筒壁支撑杆，圆桶的筒壁两端分别设置有第一侧板和第二侧板，主动轴一端固定于第一侧板内侧，主动轴另一端穿过第二侧板与手轮连接；传动机构和筒壁支撑杆设置于圆桶内部，筒壁支撑杆沿着圆桶的筒壁内侧周向设置有多根，每根筒壁支撑杆一端与第一侧板活动连接，每个筒壁支撑杆另一端与第二侧板活动连接，每个筒壁支撑杆与主动轴之间均连接有一组传动机构，转动主动轴通过传动机构能够控制筒壁支撑杆径向移动；本发明提供的隧道地层损失模拟装置，能够通过均匀连续的改变隧道模型的直径来精确的控制土层损失的大小和形状。该专利需要自制隧道地层损失模拟装置，利用复杂的装置结构来实现精确控制土层损失，也面临高昂成本的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种成本较低、控制简单且模拟结果准确的用于模拟隧道开挖地层损失的二维试验模型及方法。
本发明是这样实现的：
用于模拟隧道开挖地层损失的二维试验模型，包括模型箱与土层系统、地层损失模拟系统、加载系统以及监测系统；其中，
模型箱与土层系统包括U型活动钢框架，以及填充在U型活动钢框架内的相似土；
地层损失系统包括气囊，气囊上设置有气压表，气囊连接有气压调节阀和充气泵；
加载系统设置在U型活动钢框架上部，包括在相似土上方的分力板，分力板上设置有多个千斤顶；
所述监测系统包括工业相机、工业相机设置在三脚架上，工业相机旁设置有灯光补偿器。
更进一步的方案是：
所述U型活动钢框架包括采用螺栓连接的底板、左侧板、右侧板和最上方的横肋梁。所述左侧板、右侧板可以在底板上左右移动，然后通过螺栓固定，用于模拟不同直径隧道模型所需的边界条件。
更进一步的方案是：
所述左侧板、右侧板以及底板上均有刻度标尺，用于标识相似土填料深度、地表沉降变形。
更进一步的方案是：
所述相似土为椭圆形或圆形钢棒，用于模拟隧道周围土层；所述钢棒采用三种不同尺寸截面的椭圆形或圆形钢棒，能够达到最为密实的状态；椭圆形钢棒不同尺寸截面为短轴×长轴分别为3mm×6mm、4mm×8mm、5mm×10mm，圆形钢棒尺寸半径分别为3mm、4mm、5mm；所述钢棒纵向长度与气囊纵向长度相等。
更进一步的方案是：
所述气囊用于模拟试验隧道模型，内部填充铁砂；所述铁砂由粒径分别为2mm、3.5mm、4.5mm，并按照质量比1:1:1的小钢珠组成，铁砂体积约占气囊体积的70％；所述气囊采用止水气囊，材质为橡胶，极限承压为0.1bar，壁厚2.5mm。所述气囊放置于试验模型一定范围，满足隧道开挖试验模型的边界条件，即L>6r(模型隧道外侧至模型左边界的距离L大于6倍的模型隧道半径r)。
更进一步的方案是：
所述气压表用于测定气囊的初始气压，能够将气囊的初始气压控制于某一定值。
所述充气泵用于补充气囊所需气压；所述充气泵功率为980W。
所述气压调节阀为均匀卸压装置，对气囊进行缓慢卸压。
更进一步的方案是：
所述千斤顶位于横肋梁和分力板之间，千斤顶为分离式数显千斤顶，采用数字显示屏表示施加的荷载值，更为精确地模拟不同埋深的隧道开挖；
所述分力板采用厚度2mm的钢板，主要作用为将千斤顶的集中荷载转化为均布荷载作用在相似土；所述钢板尺寸采用宽度为1/8试验模型宽，纵向长度等同于相似土纵向长度。
更进一步的方案是：
所述工业相机的像素为2410万，将相机放置于模型箱正前方，拍摄范围要求涵盖整个试验模型，两侧放置灯光补偿器，为工业相机提供灯光。
本发明还提供了一种用于模拟隧道开挖地层损失的二维试验方法，包括如下步骤：
步骤1.试验前准备：首先准备试验所需物品，如相似土、气囊、工业相机、灯光补偿器、气压调节阀、充气泵、气压表、三脚架、U型活动钢框架等；接着对气囊进行充气，使用充气泵为定制气囊充气，要求气囊充气气压不能超过气囊自身气压，即气囊的极限承压0.1bar；然后使用气压表对气囊进行测压，若气囊气压值过大，需将气囊气压调节到适当气压(记录此气压值为初始气压)。
步骤2.布设模拟隧道开挖地层损失的模型以及安装加载系统：首先模拟试验模型的土层分布，将三种不同截面尺寸的相似土按照质量比1:1:1混合均匀后，分层填入到U型活动钢框架并击实，要求植入的相似土能够达到最为密实的状态；然后布设气囊，在达到放置气囊的深度时植入气囊；最后继续填筑相似土，直到指定高度，要求对相似土表面整平；最后安装加载系统，相似土上方布设8块分力板，分力板以上布设分离式数显千斤顶。
步骤3.调试工业相机与灯光补偿器：首先放置工业相机与灯光补偿器，在试验模型正前侧放置工业相机，在试验模型两侧布设灯光补偿器，为试验提供光源，要求使用所述三脚架固定工业相机与灯光补偿器；然后调试工业相机和灯光补偿器，将工业相机正对气囊放置，并设置好拍照间隔、拍摄模式、拍摄照片数量等参数(参数调整，不断调整相机的参数，在试验开始前要确认拍摄到的照片是否清晰；要避免工业相机与试验模型在试验中发生偏移，否则会对图像的处理造成严重影响)，点击开始拍摄即可连续自动的对不同地层损失时的地层进行拍照(本发明模型开挖的过程缓慢，工业相机的连续拍照能力及拍摄速率能够满足试验需求；要求拍摄范围涵盖整个试验模型)；最后，在试验开始前需拍摄一组预照片，检查图片中试验模型是否存在偏移、清晰。
步骤4.进行模拟地层损失：首先通过调节气囊的压强，来模拟隧道开挖引起的地层损失，然后启动工业相机，点击开始拍摄第一张照片，此时地层损失为0；接着打开气压调节阀，对气囊进行缓慢匀速卸压，从而模拟隧道开挖过程中土体被挖走的卸荷效应，同时通过工业相机拍摄的照片记录气囊损失以及地层沉降变形的规律变化。
步骤5.数据收集与处理：首先收集拍摄的照片；然后利用粒子图像测速(PIV)技术分析处理，通过运用MATLAB对每一张照片进行剪切、划分网格、运算获得相似土位移数据，接着使用Sufer软件获取相似土的位移云图。
更进一步的方案是：
所述气囊变形符合随机介质理论，假设隧道开挖试验模型为二维(X×Z)平面状态，气囊变形为不收敛变形。气囊损失体积为VA，所述气囊损失可以从照片中获得；获取地层损失率ν的计算方法为气囊损失面积VA与掌子面面积A之比，即
所述掌子面面积A为气囊卸压前断面面积；所述A′为气囊卸压后断面面积。
本发明中，图像与数据处理方法采用粒子图像测速(PIV)技术；所述粒子图像测速(PIV)技术为一种非侵入式测量方法，通过图像处理获得地层位移；所述图片通过粒子图像测速(PIV)技术后期处理分析，获得地层位移以及地表沉降槽沉降曲线；所述照片可以获得气囊变形损失。
本发明的效果至少体现在如下几个方面：(1)地层损失简单精确地控制，本发明通过调节气囊气压模拟隧道掘进引发的地层损失，通过随机介质理论获得气囊损失量，从而模拟出地层损失的全过程；(2)不同埋深以及偏载条件的模拟，本发明采用分离式数显千斤顶对全部分力板进行加载，传递均布荷载给相似土，实现了从浅埋到深埋的不同埋深条件下的隧道开挖的模拟研究；还可以只对部分位置的分力板加载，实现了不同位置偏载条件下的隧道开挖的模拟研究；(3)地层以及表沉降量，通过PIV技术获得土体因地层损失而受到的扰动情况以及地层位移云图，还可以得出不同地层损失下的地表沉降曲线。
整体而言，本发明通过改变气囊压强模拟地层损失，易于操作、方便快捷；基于随机介质理论获得地层损失，能够比较精确地获得地层损失率；采用PIV技术获得地层位移以及地表沉降，能够更为直观的获得数据以及可视化的描述试验现象。
附图说明
为了更清楚的说明本发明的技术方案，下面对实施例中所需要使用的附图作简要地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。在附图中：
图1为本发明一个实施例中用于模拟隧道开挖地层损失的二维试验方法流程图；
图2为本发明一个实施例中用于模拟隧道开挖地层损失的二维试验模型的正视图；
图3为本发明一个实施例中用于模拟隧道开挖地层损失的二维试验模型的俯视图；
图4为图2的A-A剖视图；
图5为图2的B-B剖视图；
图中：1、U型活动钢框架，1-1、左侧板，1-2、右侧板，1-3、底板，1-4、横肋梁，1-5、螺栓孔，1-6、刻度标尺，2、相似土，3、气囊，4、工业相机，5、灯光补偿器，6、气压调节阀，7、气压表，8、充气泵，9、三脚架，10、千斤顶，11、分力板。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
本实施例提供了一种用于模拟隧道开挖地层损失的二维试验模型，如附图2-5所示，包括模型箱与土层系统、地层损失模拟系统、加载系统以及监测系统；其中，
模型箱与土层系统包括U型活动钢框架1，以及填充在U型活动钢框架1内的相似土2，相似土2包裹着气囊3；
地层损失系统包括气囊3，气囊3上设置有气压表7，气囊气嘴处有气压调节阀6和充气泵8；气囊3用于模拟隧道模型；
加载系统设置在U型活动钢框架1上部，包括在相似土2上方的分力板11，分力板11上设置有多个千斤顶10；本实施例中，分力板共有8个，分别标为分力板11-1、分力板11-2……分力板11-8，对应位置的千斤顶也有8个，分别标为千斤顶10-1，千斤顶10-2……千斤顶10-8。
所述监测系统包括工业相机4、工业相机设置在三脚架9上，工业相机4旁设置有灯光补偿器5。
所述U型活动钢框架1包括采用穿过螺栓孔1-5的螺栓连接的底板1-3、左侧板1-1、右侧板1-2和最上方的横肋梁1-4。如附图2所示，底板上有多个螺栓孔1-5，左侧板、右侧板可以在底板上左右移动，然后通过螺栓固定，用于模拟不同直径隧道模型所需的边界条件。其中左侧板、右侧板以及底板上均有刻度标尺1-6，用于标识相似土填料深度、地表沉降变形。
所述相似土为椭圆形，用于模拟隧道周围土层；所述钢棒采用三种不同尺寸截面的椭圆形钢棒，能够达到最为密实的状态；椭圆形钢棒不同尺寸截面为短轴×长轴分别为3mm×6mm、4mm×8mm、5mm×10mm的相似土；钢棒纵向长度与气囊纵向长度相等。
所述气囊用于模拟试验隧道模型，内部填充铁砂；所述铁砂为三种不同粒径的小钢珠，铁砂体积约占气囊体积的70％；所述气囊采用止水气囊，材质为橡胶，极限承压为0.1bar，壁厚2.5mm。所述气囊放置于试验模型一定范围，满足隧道开挖试验模型的边界条件，即L>6r(模型隧道外侧至模型左边界的距离L大于6倍的模型隧道半径r)。
所述气压表用于测定气囊的初始气压，能够将气囊的初始气压控制于某一定值。
所述充气泵用于补充气囊所需气压；所述充气泵功率为980W。
所述气压调节阀为均匀卸压装置，对气囊进行缓慢卸压。
所述千斤顶位于横肋梁和分力板之间，千斤顶为分离式数显千斤顶，采用数字显示屏表示施加的荷载值，更为精确地模拟不同埋深的隧道开挖；
所述分力板采用厚度2mm的钢板，主要作用为将千斤顶的集中荷载转化为均布荷载作用在相似土；所述钢板尺寸采用宽度为1/8试验模型宽，纵向长度等同于相似土纵向长度。
所述工业相机的像素为2410万，将相机放置于模型箱正前方，拍摄范围要求涵盖整个试验模型，两侧放置灯光补偿器，为工业相机提供灯光。
实施例2
实施例2与实施例1基本相同，区别在于：
所述相似土为圆形，用于模拟隧道周围土层；所述钢棒采用三种不同尺寸截面的圆形钢棒，能够达到最为密实的状态；圆形钢棒不同尺寸截面为短轴×长轴分别为3mm、4mm、5mm的相似土；钢棒纵向长度与气囊纵向长度相等。
实施例3
本实施例提供了一种用于模拟隧道开挖地层损失的二维试验方法，如附图1所示，为隧道开挖引起地层损失对地层变形以及地表沉降试验模型的步骤流程图。
一种用于模拟隧道开挖地层损失的二维试验方法，包括如下步骤：
步骤1.试验前准备：首先准备试验所需物品，如U型活动钢框架1、相似土2、气囊3、工业相机4、灯光补偿器5、气压调节阀6、充气泵8、气压表7、三脚架9等；然后对气囊3进行充气，使用充气泵为定制气囊3充气，要求气囊3充气气压不能超过气囊3自身气压；接着使用气压表7对气囊3进行测压，若气囊3气压值过大，需将气囊3气压调节到适当气压(记录此气压值为初始气压)。
步骤2.布设模拟隧道开挖地层损失的模型以及安装加载系统：首先模拟试验模型的土层分布，将三种不同截面尺寸的相似土2按照质量比1:1:1混合均匀后，分层填入到U型活动钢框架1并击实，要求植入的相似土能够达到最为密实的状态；然后布设气囊3，在达到放置气囊的深度时植入气囊；最后继续填筑相似土，直到指定高度，要求对相似土表面整平；最后安装加载系统，相似土2上方布设8块分力板，分力板11以上布设分离式数显千斤顶10。
步骤3.调试工业相机4与灯光补偿器5：首先放置工业相机与灯光补偿器，在试验模型正前侧放置工业相机4，在试验模型两侧布设灯光补偿器5，为试验提供光源，要求使用三脚架固定工业相机与灯光补偿器；然后调试工业相机和灯光补偿器，将工业相机正对气囊3放置，并设置好拍照间隔、拍摄模式、拍摄照片数量等参数(参数调整，不断调整相机的参数，在试验开始前要确认拍摄到的照片是否清晰；要避免工业相机与试验模型在试验中发生偏移，否则会对图像的处理造成严重影响)，点击开始拍摄即可连续自动的对不同地层损失时的地层进行拍照(本发明模型开挖的过程缓慢，工业相机的连续拍照能力及拍摄速率能够满足试验需求)；最后，在试验开始前需拍摄一组预照片，检查图片中试验模型是否存在偏移、清晰。
步骤4.进行模拟地层损失：首先通过调节气囊3的压强，来模拟隧道开挖引起的地层损失，然后启动工业相机4，点击开始拍摄第一张照片，此时地层损失为0；接着打开气压调节阀6，对气囊3进行缓慢匀速卸压，从而模拟隧道开挖过程中土体被挖走的卸荷效应，同时通过工业相机4拍摄的照片记录气囊3损失以及地层沉降变形的规律变化。
步骤5.数据收集与处理：首先收集拍摄的照片；然后利用粒子图像测速(PIV)技术分析处理，通过运用MATLAB对每一张照片进行剪切、划分网格、运算获得相似土位移数据，接着使用Sufer软件获取相似土的位移云图。
如图5为气囊变形前后的图，所述气囊变形符合随机介质理论，假设隧道开挖试验模型为二维(X×Z)平面状态，气囊变形为不收敛变形。气囊损失体积为VA，所述气囊损失可以从照片中获得；获取地层损失率ν的计算方法为气囊损失面积VA与掌子面面积A之比，即
所述掌子面面积A为气囊卸压前断面面积。
需要注意的是，本发明还可以应用于隧道开挖引起的地层损失对邻近单桩或群桩的影响，以及双线隧道开挖引起地表沉降的模型试验。
尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。
Claims (10)
1.一种用于模拟隧道开挖地层损失的二维试验模型，其特征在于：包括模型箱与土层系统、地层损失模拟系统、加载系统以及监测系统；其中，
模型箱与土层系统包括U型活动钢框架，以及填充在U型活动钢框架内的相似土；
地层损失系统包括气囊，气囊上设置有气压表，气囊连接有气压调节阀和充气泵；
加载系统设置在U型活动钢框架上部，包括在相似土上方的分力板，分力板上设置有多个千斤顶；
所述监测系统包括工业相机、工业相机设置在三脚架上，工业相机旁设置有灯光补偿器。
2.根据权利要求1所述用于模拟隧道开挖地层损失的二维试验模型，其特征在于：
所述U型活动钢框架包括采用螺栓连接的底板、左侧板、右侧板和最上方的横肋梁；所述左侧板、右侧板可以在底板上左右移动，然后通过螺栓固定，用于模拟不同直径隧道模型所需的边界条件。
3.根据权利要求2所述用于模拟隧道开挖地层损失的二维试验模型，其特征在于：
所述左侧板、右侧板以及底板上均有刻度标尺，用于标识相似土填料深度、地表沉降变形。
4.根据权利要求1所述用于模拟隧道开挖地层损失的二维试验模型，其特征在于：
所述相似土为椭圆形或圆形钢棒，用于模拟隧道周围土层；所述钢棒采用三种不同尺寸截面的椭圆形或圆形钢棒，能够达到最为密实的状态；椭圆形钢棒不同尺寸截面为短轴×长轴分别为3mm×6mm、4mm×8mm、5mm×10mm，圆形钢棒尺寸半径分别为3mm、4mm、5mm；所述钢棒纵向长度与气囊纵向长度相等。
5.根据权利要求1所述用于模拟隧道开挖地层损失的二维试验模型，其特征在于：
所述气囊用于模拟试验隧道模型，内部填充铁砂；所述铁砂为三种不同粒径的小钢珠，铁砂体积约占气囊体积的70％；所述气囊采用止水气囊，材质为橡胶，极限承压为0.1bar，壁厚2.5mm；所述气囊放置于试验模型一定范围，满足隧道开挖试验模型的边界条件，即L>6r，其中，L为模型隧道外侧至模型左边界的距离，r为模型隧道半径。
6.根据权利要求1或5所述用于模拟隧道开挖地层损失的二维试验模型，其特征在于：
所述气压表用于测定气囊的初始气压，能够将气囊的初始气压控制于某一定值；
所述充气泵用于补充气囊所需气压；所述充气泵功率为980W；
所述气压调节阀为均匀卸压装置，对气囊进行缓慢卸压。
7.根据权利要求1所述用于模拟隧道开挖地层损失的二维试验模型，其特征在于：
所述千斤顶位于横肋梁和分力板之间，千斤顶为分离式数显千斤顶，采用数字显示屏表示施加的荷载值，更为精确地模拟不同埋深的隧道开挖；
所述分力板采用厚度2mm的钢板，主要作用为将千斤顶的集中荷载转化为均布荷载作用在相似土；所述钢板尺寸采用宽度为1/8试验模型宽，纵向长度等同于相似土纵向长度。
8.根据权利要求1所述用于模拟隧道开挖地层损失的二维试验模型，其特征在于：
所述工业相机的像素为2410万，将相机放置于模型箱正前方，拍摄范围要求涵盖整个试验模型，两侧放置灯光补偿器，为工业相机提供灯光。
9.一种用于模拟隧道开挖地层损失的二维试验方法，其特征在于采用了权利要求1至8任一权利要求所述用于模拟隧道开挖地层损失的二维试验模型，包括如下步骤：
步骤1.试验前准备：首先准备试验所需物品，接着对气囊进行充气，使用充气泵为定制气囊充气，要求气囊充气气压不能超过气囊自身气压；然后使用气压表对气囊进行测压，若气囊气压值过大，需将气囊气压调节到适当气压，记录此气压值为初始气压；
步骤2.布设模拟隧道开挖地层损失的模型以及安装加载系统：首先模拟试验模型的土层分布，将三种不同截面尺寸的相似土按照质量比1:1:1混合均匀后，分层填入到U型活动钢框架并击实，要求植入的相似土能够达到最为密实的状态；然后布设气囊，在达到放置气囊的深度时植入气囊；最后继续填筑相似土，直到指定高度，要求对相似土表面整平；最后安装加载系统，相似土上方布设8块分力板，分力板以上布设分离式数显千斤顶；
步骤3.调试工业相机与灯光补偿器：首先放置工业相机与灯光补偿器，在试验模型正前侧放置工业相机，在试验模型两侧布设灯光补偿器，为试验提供光源，要求使用所述三脚架固定工业相机与灯光补偿器；然后调试工业相机和灯光补偿器，将工业相机正对气囊放置，并设置好拍照间隔、拍摄模式、拍摄照片数量参数，点击开始拍摄即可连续自动的对不同地层损失时的地层进行拍照；最后，在试验开始前需拍摄一组预照片，检查图片中试验模型是否存在偏移、清晰；
步骤4.进行模拟地层损失：首先通过调节气囊的压强，来模拟隧道开挖引起的地层损失，然后启动工业相机，点击开始拍摄第一张照片，此时地层损失为0；接着打开气压调节阀，对气囊进行缓慢匀速卸压，从而模拟隧道开挖过程中土体被挖走的卸荷效应，同时通过工业相机拍摄的照片记录气囊损失以及地层沉降变形的规律变化；
步骤5.数据收集与处理：首先收集拍摄的照片；然后利用粒子图像测速技术分析处理，通过运用MATLAB对每一张照片进行剪切、划分网格、运算获得相似土位移数据，接着使用Sufer软件获取相似土的位移云图。
10.根据权利要求9所述用于模拟隧道开挖地层损失的二维试验方法，其特征在于：
所述气囊变形符合随机介质理论，假设隧道开挖试验模型为二维X×Z平面状态，气囊变形为不收敛变形；气囊损失体积为VA，所述气囊损失可以从照片中获得；获取地层损失率ν的计算方法为气囊损失面积VA与掌子面面积A之比，即
所述掌子面面积A为气囊卸压前断面面积；所述A′为气囊卸压后断面面积。
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