CN115684490A - 一种隧道突水灾变试验台及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种隧道突水灾变试验台及其使用方法，包括台体以及设置在台体顶部的模型箱和水箱，所述水箱和模型箱之间连接有进水管，所述台体包括台面以及固定在台面底部的四个撑柱，所述台体的右侧活动安装有可调式托举机构，且可调式托举机构的顶部放置有数显电子秤，所述数显电子秤的顶部放置有流失物收集盒；通过在台体的一侧设置可调式托举机构，并将数显电子秤和流失物收集盒放置在可调式托举机构上，即可在后续试验过程中，根据模型箱出口端的高度，对流失物收集盒的高度进行相应的调整，致使模型箱出口端排出的流失物可精准的落入流失物收集盒中进行称重，从而提高整个隧道突水灾变试验的精准性。
Description
技术领域
本发明属于隧道突水灾变模型试验技术领域，具体涉及一种隧道突水灾变试验台及其使用方法。
背景技术
隧道突水灾变试验是通过多个模型器具来模拟隧道发生突水灾变时的一系列现象，达到对隧道突水灾变进行模拟实验的目的，实际进行模拟实验时需要用到一种隧道突水灾变试验台，如公开号为CN104807960B的现有专利中所公开的“一种模拟隧道突水的可视化模型试验装置及方法，该装置包括模型试验箱、水箱、高压水泵、流量计、水量和充填物流失收集装置、数字照相非接触量测系统、渗压监测系统以及光纤光栅位移监测系统等”，这种隧道突水灾变试验台是一种常见的隧道突水灾变试验装置，可研究不同水压、不同岩性、不同防突岩体厚度下的隧道突水行为，获取隧道突水过程中的应力场、位移场及渗流场等多场耦合信息，确定不同因素影响下突水通道的形成过程及形态，揭示防突岩体结构渐进破坏过程中的力学特征及演化规律，为隧道突水灾害临突判据和最小安全厚度分析方法提供有效依据。
现有的隧道突水灾变试验台在使用时，流失物收集盒和数显电子秤直接放置在台体一侧的地面上，无法根据模型箱出口端的高度进行相应的调整，导致模型箱出口端排出的流失物无法精准的落入流失物收集盒中进行称重，从而影响整个隧道突水灾变试验的精准性，为此本发明提出一种隧道突水灾变试验台及其使用方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种隧道突水灾变试验台及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的现有隧道突水灾变试验台中流失物收集盒和数显电子秤的放置高度不可调的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种隧道突水灾变试验台，包括台体以及设置在台体顶部的模型箱和水箱，所述水箱和模型箱之间连接有进水管，所述台体包括台面以及固定在台面底部的四个撑柱，所述台体的右侧活动安装有可调式托举机构，且可调式托举机构的顶部放置有数显电子秤，所述数显电子秤的顶部放置有流失物收集盒。
优选的，所述可调式托举机构包括活动设置在台体右侧的侧板，所述侧板的右侧表面固定有托板，所述数显电子秤放置在托板的顶部表面，所述侧板的左侧表面固定有基块和两个滑套，所述基块位于两个滑套之间，所述滑套活动套设在撑柱表面，所述基块的两侧表面均活动连接有L形活动块，所述L形活动块的一端延伸至滑套的表面，且L形活动块与撑柱之间设置有限位组件，所述L形活动块与基块之间设置有活动组件，所述活动组件包括开设在基块内部的活动槽，所述活动槽的内部滑动设置有活动板，所述活动板的左侧表面与活动槽的内壁之间连接有两个弹簧，所述基块的两侧表面均开设有与活动槽相通的侧滑道，所述活动板的两端均固定有连接块，且连接块通过侧滑道贯穿至基块的外侧并与L形活动块相固定，所述活动板的右侧表面固定有推块，且推块的右端贯穿至侧板的右侧，并处于托板的底部，所述托板的底部表面还固定有两个撑条，且撑条的底端与侧板的侧面相固定，所述限位组件包括固定在L形活动块内侧表面的限位块，且撑柱的表面均匀开设有多个与限位块相对应的限位孔，所述限位块的一端嵌入至其中一个限位孔中。
优选的，所述托板的前后表面均设置有阻挡组件，所述阻挡组件包括开设在托板表面的矩形槽，且矩形槽内转动设置有阻挡块，所述托板的表面相对于矩形槽的一侧开设有侧滑槽，且侧滑槽的内部滑动设置有滑动挡板，所述滑动挡板的一端延伸至阻挡块的表面，且滑动挡板的另一端通过贯穿设置的固定螺栓固定在阻挡块中，所述侧滑槽的两侧内壁均固定有条形导块，且滑动挡板的两侧表面均开设有侧导槽，所述条形导块嵌入至侧导槽中。
一种隧道突水灾变试验台的使用方法，包括以下步骤：
步骤一、先根据模型箱出口端的高度，调整可调式托举机构的高度，从而致使流失物收集盒可位于模型箱的出口下方，用于后续对流出物的收集；
步骤二、将配置好的流固耦合相似材料装填到模型箱内可在模型箱内的不同隔挡间填充，以模拟不同的防突岩体厚度；
步骤三、打开进水管上的水泵，使得水箱内的水可通过进水管流入模型箱内部，开始试验；
步骤四、试验时，观测模型箱内的防突岩体裂缝的扩展演化过程，且试验过程中模型箱内部的流出物会落入流失物收集盒内，通过数显电子秤称重，即可计算水量和颗粒流失速率等。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过在台体的一侧设置可调式托举机构，并将数显电子秤和流失物收集盒放置在可调式托举机构上，即可在后续试验过程中，根据模型箱出口端的高度，对流失物收集盒的高度进行相应的调整，致使模型箱出口端排出的流失物可精准的落入流失物收集盒中进行称重，从而提高整个隧道突水灾变试验的精准性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明图1中A区域的局部放大图；
图3为本发明侧板与撑柱连接处的俯视剖视图；
图4为本发明图3中B区域的局部放大图；
图5为本发明图1中阻挡组件的局部放大图；
图中：100、台体；101、台面；102、撑柱；200、模型箱；300、水箱；400、进水管；500、流失物收集盒；600、数显电子秤；700、可调式托举机构；701、侧板；702、托板；703、撑条；704、滑套；705、基块；706、L形活动块；707、限位组件；7071、限位孔；7072、限位块；708、活动组件；7081、活动槽；7082、活动板；7083、弹簧；7084、推块；7085、连接块；709、阻挡组件；7091、矩形槽；7092、阻挡块；7093、侧滑槽；7094、滑动挡板；7095、固定螺栓；7096、条形导块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1，为本发明第一个实施例，该实施例提供了一种技术方案：一种隧道突水灾变试验台，包括台体100以及设置在台体100顶部的模型箱200和水箱300，水箱300和模型箱200之间连接有进水管400，进水管400上还连接有水泵和阀门，使得水箱300内的水可进入模型箱200内模拟隧道突水情况，台体100包括台面101以及固定在台面101底部的四个撑柱102，实现对上方物体的稳定支撑，台体100的右侧活动安装有可调式托举机构700，且可调式托举机构700的顶部放置有数显电子秤600，数显电子秤600的顶部放置有流失物收集盒500，后续流失物落入流失物收集盒500后可通过数显电子秤600进行称重。
一种隧道突水灾变试验台的使用方法，包括以下步骤：
步骤一、先根据模型箱200出口端的高度，调整可调式托举机构700的高度，从而致使流失物收集盒500可位于模型箱200的出口下方，用于后续对流出物的收集；
步骤二、将配置好的流固耦合相似材料装填到模型箱200内可在模型箱200内的不同隔挡间填充，以模拟不同的防突岩体厚度；
步骤三、打开进水管400上的水泵，使得水箱300内的水可通过进水管400流入模型箱200内部，开始试验；
步骤四、试验时，观测模型箱200内的防突岩体裂缝的扩展演化过程，且试验过程中模型箱200内部的流出物会落入流失物收集盒500内，通过数显电子秤600称重，即可计算水量和颗粒流失速率等。
实施例2
请参阅图1至图4，为本发明第二个实施例，该实施例基于上一个实施例，不同的是，可通过可调式托举机构700的调节，改变流失物收集盒500的高度，以便于更好的收集模型箱200出口端流出的流失物。
具体的，可调式托举机构700包括活动设置在台体100右侧的侧板701，侧板701的右侧表面焊接有托板702，数显电子秤600放置在托板702的顶部表面，侧板701的左侧表面焊接有基块705和两个滑套704，基块705位于两个滑套704之间，滑套704活动套设在撑柱102表面，使得侧板701可上下滑动进行高度调节，基块705的两侧表面均活动连接有L形活动块706，L形活动块706的一端延伸至滑套704的表面，且L形活动块706与撑柱102之间设置有限位组件707，L形活动块706与基块705之间设置有活动组件708，活动组件708包括开设在基块705内部的活动槽7081，活动槽7081的内部滑动设置有活动板7082，活动板7082的左侧表面与活动槽7081的内壁之间连接有两个弹簧7083，基块705的两侧表面均开设有与活动槽7081相通的侧滑道，活动板7082的两端均焊接有连接块7085，且连接块7085通过侧滑道贯穿至基块705的外侧并与L形活动块706相固定，使得L形活动块706可与活动板7082一起滑动，并在弹簧7083的作用下回推复位。
本实施例中，优选的，活动板7082的右侧表面焊接固定有推块7084，且推块7084的右端贯穿至侧板701的右侧，并处于托板702的底部，方便操作人员通过推块7084将活动板7082和L形活动块706推动，即可解除对滑套704的限位，托板702的底部表面还焊接固定有两个撑条703，且撑条703的底端与侧板701的侧面相固定，实现对托板702的稳定支撑。
本实施例中，优选的，限位组件707包括焊接固定在L形活动块706内侧表面的限位块7072，且撑柱102的表面均匀开设有多个与限位块7072相对应的限位孔7071，限位块7072的一端嵌入至其中一个限位孔7071中，实现对滑套704的稳定限位。
综上，当需要调节可调式托举机构700的高度时，只需将推块7084按下，使得活动板7082将弹簧7083压缩，并通过连接块7085带着L形活动块706侧移，致使限位块7072的端部移出限位孔7071，即可解除对滑套704的限位，此时即可将侧板701上下移动，使得滑套704在撑柱102表面上下滑动，完成可调式托举机构700的高度调节，当调整至合适的高度后，松开推块7084，使得弹簧7083将活动板7082回推，使得L形活动块706回弹复位，最终使得限位块7072的端部嵌入至其中一个限位孔7071，即可实现对滑套704的再次限位，完成可调式托举机构700的高度调节，致使模型箱200出口端排出的流失物可精准的落入流失物收集盒500中进行称重。
实施例3
请参阅图1至图5，为本发明第三个实施例，该实施例基于上一个实施例，不同的是，通过阻挡组件709，可提高数显电子秤600的放置稳定性。
具体的，托板702的前后表面均设置有阻挡组件709，阻挡组件709包括开设在托板702表面的矩形槽7091，且矩形槽7091内通过转轴转动设置有阻挡块7092，用于对数显电子秤600进行阻挡限位，托板702的表面相对于矩形槽7091的一侧开设有侧滑槽7093，且侧滑槽7093的内部滑动设置有滑动挡板7094，滑动挡板7094的一端延伸至阻挡块7092的表面，用于对阻挡块7092进行阻挡限位，后续只需将滑动挡板7094推入侧滑槽7093，即可将阻挡块7092旋转下翻，且滑动挡板7094的另一端通过贯穿设置的固定螺栓7095固定在阻挡块7092中，用于滑动挡板7094的固定。
本实施例中，优选的，侧滑槽7093的两侧内壁均焊接有条形导块7096，且滑动挡板7094的两侧表面均开设有侧导槽，条形导块7096嵌入至侧导槽中，提高滑动挡板7094的滑动稳定性。
综上，在日常实验过程中，可通过阻挡块7092实现对数显电子秤600的有效阻挡限位，防止数显电子秤600从托板702顶部滑落，保证数显电子秤600的放置稳定性，且后续可通过固定螺栓7095的逆时针旋转，使得滑动挡板7094不再被固定螺栓7095限位，此时将滑动挡板7094推入侧滑槽7093，即可将阻挡块7092翻转下旋，使得阻挡块7092不再对数显电子秤600造成阻挡，实现数显电子秤600的拆卸取下。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例(详见上述详尽的描述)，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种隧道突水灾变试验台，包括台体(100)以及设置在台体(100)顶部的模型箱(200)和水箱(300)，所述水箱(300)和模型箱(200)之间连接有进水管(400)，所述台体(100)包括台面(101)以及固定在台面(101)底部的四个撑柱(102)，其特征在于：所述台体(100)的右侧活动安装有可调式托举机构(700)，且可调式托举机构(700)的顶部放置有数显电子秤(600)，所述数显电子秤(600)的顶部放置有流失物收集盒(500)。
2.根据权利要求1所述的一种隧道突水灾变试验台，其特征在于：所述可调式托举机构(700)包括活动设置在台体(100)右侧的侧板(701)，所述侧板(701)的右侧表面固定有托板(702)，所述数显电子秤(600)放置在托板(702)的顶部表面，所述侧板(701)的左侧表面固定有基块(705)和两个滑套(704)，所述基块(705)位于两个滑套(704)之间，所述滑套(704)活动套设在撑柱(102)表面，所述基块(705)的两侧表面均活动连接有L形活动块(706)，所述L形活动块(706)的一端延伸至滑套(704)的表面，且L形活动块(706)与撑柱(102)之间设置有限位组件(707)，所述L形活动块(706)与基块(705)之间设置有活动组件(708)。
3.根据权利要求2所述的一种隧道突水灾变试验台，其特征在于：所述活动组件(708)包括开设在基块(705)内部的活动槽(7081)，所述活动槽(7081)的内部滑动设置有活动板(7082)，所述活动板(7082)的左侧表面与活动槽(7081)的内壁之间连接有两个弹簧(7083)，所述基块(705)的两侧表面均开设有与活动槽(7081)相通的侧滑道，所述活动板(7082)的两端均固定有连接块(7085)，且连接块(7085)通过侧滑道贯穿至基块(705)的外侧并与L形活动块(706)相固定。
4.根据权利要求3所述的一种隧道突水灾变试验台，其特征在于：所述活动板(7082)的右侧表面固定有推块(7084)，且推块(7084)的右端贯穿至侧板(701)的右侧，并处于托板(702)的底部，所述托板(702)的底部表面还固定有两个撑条(703)，且撑条(703)的底端与侧板(701)的侧面相固定。
5.根据权利要求2所述的一种隧道突水灾变试验台，其特征在于：所述限位组件(707)包括固定在L形活动块(706)内侧表面的限位块(7072)，且撑柱(102)的表面均匀开设有多个与限位块(7072)相对应的限位孔(7071)，所述限位块(7072)的一端嵌入至其中一个限位孔(7071)中。
6.根据权利要求2所述的一种隧道突水灾变试验台，其特征在于：所述托板(702)的前后表面均设置有阻挡组件(709)，所述阻挡组件(709)包括开设在托板(702)表面的矩形槽(7091)，且矩形槽(7091)内转动设置有阻挡块(7092)，所述托板(702)的表面相对于矩形槽(7091)的一侧开设有侧滑槽(7093)，且侧滑槽(7093)的内部滑动设置有滑动挡板(7094)，所述滑动挡板(7094)的一端延伸至阻挡块(7092)的表面，且滑动挡板(7094)的另一端通过贯穿设置的固定螺栓(7095)固定在阻挡块(7092)中。
7.根据权利要求6所述的一种隧道突水灾变试验台，其特征在于：所述侧滑槽(7093)的两侧内壁均固定有条形导块(7096)，且滑动挡板(7094)的两侧表面均开设有侧导槽，所述条形导块(7096)嵌入至侧导槽中。
8.一种如权利要求1-7中任意一项所述的隧道突水灾变试验台的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、先根据模型箱(200)出口端的高度，调整可调式托举机构(700)的高度，从而致使流失物收集盒(500)可位于模型箱(200)的出口下方，用于后续对流出物的收集；
步骤二、将配置好的流固耦合相似材料装填到模型箱(200)内可在模型箱(200)内的不同隔挡间填充，以模拟不同的防突岩体厚度；
步骤三、打开进水管(400)上的水泵，使得水箱(300)内的水可通过进水管(400)流入模型箱(200)内部，开始试验；
步骤四、试验时，观测模型箱(200)内的防突岩体裂缝的扩展演化过程，且试验过程中模型箱(200)内部的流出物会落入流失物收集盒(500)内，通过数显电子秤(600)称重，即可计算水量和颗粒流失速率等。
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| CN115684490B (zh) | 2024-06-25 |
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