CN211148647U - 一种隧道断层突水模型试验用防水密闭装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种隧道断层突水模型试验用防水密闭装置，包括支撑框架、位于所述支撑框架内部的试验箱及用于覆盖所述试验箱顶部的盖板；所述支撑框架是由铝合金型材组成的长方体形框架结构，所述试验箱是长方体形的顶部开口的箱体，各块板之间的接缝处由鱼缸专用粘结胶密封，所述盖板上设有开孔；盖板四周通过柔性防水带与试验箱密封连接，所述柔性防水带与盖板及试验箱之间采用鱼缸专用胶粘结。本实用新型具有稳定可靠的效果，在保证密封的前提下使得盖板能在外部水压加载下在试验箱内上下移动，适用于模拟隧道断层突水的模型试验研究中需要施加水力条件的情况，且相对于现有技术来说防水具有模拟准确、效果好且成本低的优点。

Description

一种隧道断层突水模型试验用防水密闭装置

技术领域

本实用新型涉及隧道工程地质灾害模型试验技术领域，具体是涉及一种隧道断层突水模型试验用防水密闭装置。

背景技术

隧道和地下工程涉及到很多不确定性和不可知性，在复杂多变的地质中建造隧道存在着很大的技术风险，50多年来，中国隧道工程得到了很大的发展，据不完全统计，截止2017年底，我国投入运营的铁路隧道14547座，总长15326km，居世界第一；全国公路隧道共计16229座，15285.1km，是世界上公路隧道最多的国家；城市地下铁道近4706km；各类水工隧洞近1000座。

令人触目惊心的是在建设中，人为的或非人为的因素导致的工程事故给国家和人民造成了巨大人员伤亡和经济损失，引起了严重的社会不良影响，尤其是隧道通过断层破碎带时引起的涌水突泥或坍塌，此类事故在国内外均多次发生，影响极大。

隧道断层突水是多物理场耦合作用下的结果，其影响因素众多、发生机理复杂。因此，研究隧道在多因素条件下的渗流突水过程具有重要意义，也有助于揭示复杂条件下的隧道突水灾变演化机理。目前，在现有的隧道断层突水的模型试验研究中，由于模型试验过程中需要施加水力条件，而现有的模型试验装置防水效果有待考验或成本偏高。故本发明旨在提供一种模型试验防水密闭装置。

实用新型内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种操作方便、可靠度高、占用空间小和低成本的隧道断层突水模型试验用防水密闭装置。

为实现以上目的，本发明的技术方案如下：

一种隧道断层突水模型试验用防水密闭装置，包括支撑框架、位于所述支撑框架内部的试验箱及用于覆盖所述试验箱顶部的盖板；

所述支撑框架是由铝合金型材组成的长方体形框架结构，铝合金型材之间通过螺丝连接；

所述试验箱是由底板、左侧板、右侧板、前板、后板组成，各块板之间的接缝处由鱼缸专用粘结胶密封，以起到加固和防水效果，所述前板上开设有模拟隧道开挖的开口；

所述盖板上设有开孔，外部水压供应装置通过穿过所述开孔的外接水管连接至渗水管，在试验箱内开设断层破碎带及隧道，所述渗水管位于断层破碎带的断层内且位于隧道上方一定距离，渗水管与断层破碎带之间通过粗石粒隔开；

盖板四周通过柔性防水带与试验箱密封连接，所述柔性防水带与盖板及试验箱之间采用鱼缸专用胶粘结。在保证密封的前提下使得盖板能在外部水压加载下在试验箱内上下移动。

进一步地，在上述方案中，为了增加支撑框架的可靠性，可增加铝合金横梁和/或铝合金竖梁。

作为进一步的改进，所述支撑框架的前、后、左、右及底部5个面上设有玻璃板，前侧的玻璃板是由多块厚度及宽度相同的高强玻璃板拼装而成，其中任一个高强玻璃板中部开设有通孔，且所述通孔的位置与所述开口的位置相对应。

进一步地，在上述方案中，所述开口在所述前板上的开设位置及其形状、大小根据模型试验的具体情况进行调节确定。

优选地，所述试验箱及盖板均采用有机玻璃材料，厚度优选20mm。

优选地，所述柔性防水带采用高强丝油布，既满足柔性需求又满足强度需求。

进一步地，在上述方案中，所述外接水管与开孔之间设有密封圈，用于密封。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过外部设置的支撑框架、内部设置的试验箱及覆盖所述试验箱顶部的盖板作为装置的整体，具有稳定可靠的效果，试验箱选用具有一定厚度的有机玻璃，各块板之间的接缝处由鱼缸专用粘结胶密封，以起到加固和防水效果，前板的开口形状、大小以及位置根据模型试验的具体情况确定。盖板四周通过柔性防水带与试验箱密封连接，柔性防水带与盖板及试验箱之间采用鱼缸专用胶粘结，在保证密封的前提下使得盖板能在外部水压加载下在试验箱内上下移动。本实用新型适用于模拟隧道断层突水的模型试验研究中需要施加水力条件的情况，且相对于现有技术来说防水具有模拟准确、效果好且成本低的优点。

附图说明

图1是本实用新型的内部结构示意图。

图2是支撑框架的结构示意图。

图3是试验箱的结构示意图。

图4是盖板的结构示意图。

图5是试验箱内部结构示意图的右视图。

其中，1-支撑框架、11-铝合金型材、12-玻璃板、121-高强玻璃板、13-通孔、2-试验箱、21-底板、22-左侧板、23-右侧板、24-前板、25-后板、26-开口、3-盖板、31-开孔、32-密封圈、4-柔性防水带、41-鱼缸专用胶、50-渗水管、51-外接水管、52-断层破碎带、53-粗石粒、54-隧道。

具体实施方式

实施例1

如图1-5所示的一种隧道断层突水模型试验用防水密闭装置，包括支撑框架1、位于所述支撑框架1内部的试验箱2及用于覆盖所述试验箱2顶部的盖板3；

如图2所示，所述支撑框架1是由铝合金型材11组成的长方体形框架结构，铝合金型材11之间通过螺丝连接；为了增加支撑框架1的可靠性，增加了一个铝合金横梁和和两个铝合金竖梁。

如图3所示，所述试验箱2是由底板21、左侧板22、右侧板23、前板24、后板25组成的1080mm×1160mm×720mm的顶部开口的长方体箱子，各块板之间的接缝处由鱼缸专用粘结胶41密封，以起到加固和防水效果，所述前板24上开设有模拟隧道开挖的开口26；所述开口26高度为200mm，宽度为136mm，开口26的底边距离底板21有450mm；

如图4所示，所述盖板3上设有开孔31，外部水压供应装置通过穿过所述开孔31的外接水管51连接至渗水管50，所述外接水管51与开孔31之间设有密封圈32，在试验箱2内开设断层破碎带52及隧道54，所述渗水管50位于断层破碎带52的断层内且位于隧道54上方一定距离，渗水管50与断层破碎带52之间通过粗石粒53隔开；

如图1所示，盖板3四周通过柔性防水带4与试验箱2密封连接，柔性防水带4采用高强丝油布，既满足柔性需求又满足强度需求。所述柔性防水带4与盖板3及试验箱2之间采用鱼缸专用胶41粘结。在保证密封的前提下使得盖板3能在外部水压加载下在试验箱2内上下移动。

试验箱2及盖板3均采用有机玻璃材料，厚度为20mm。

实施例2

与实施例1不同之处在于，在支撑框架1的前、后、左、右及底部5个面上设有玻璃板12，前侧的玻璃板12是由多块厚度及宽度相同的高强玻璃板121拼装而成，其中任一个高强玻璃板121中部开设有通孔13，且所述通孔13的位置与所述开口26的位置相对应。

试验箱2及盖板3的厚度为22mm。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种隧道断层突水模型试验用防水密闭装置，其特征在于，包括支撑框架(1)、位于所述支撑框架(1)内部的试验箱(2)及用于覆盖所述试验箱(2)顶部的盖板(3)；

所述支撑框架(1)是由铝合金型材(11)组成的长方体形框架结构；

所述试验箱(2)是由底板(21)、左侧板(22)、右侧板(23)、前板(24)、后板(25)组成，各块板之间的接缝处由鱼缸专用胶(41)密封，所述前板(24)上开设有模拟隧道开挖的开口(26)；

所述盖板(3)上设有开孔(31)，外部水压供应装置通过穿过所述开孔(31)的外接水管(51)连接至渗水管(50)，在试验箱(2)内开设断层破碎带(52)及隧道(54)，所述渗水管(50)位于断层破碎带(52)的断层内且位于隧道(54)上方一定距离，渗水管(50)与断层破碎带(52)之间通过粗石粒(53)隔开；

盖板(3)四周通过柔性防水带(4)与试验箱(2)密封连接，所述柔性防水带(4)与盖板(3)及试验箱(2)之间采用鱼缸专用胶(41)粘结。

2.根据权利要求1所述的一种隧道断层突水模型试验用防水密闭装置，其特征在于，为了增加支撑框架(1)的可靠性，可增加铝合金横梁和/或铝合金竖梁。

3.根据权利要求1所述的一种隧道断层突水模型试验用防水密闭装置，其特征在于，所述支撑框架(1)的前、后、左、右及底部5个面上设有玻璃板(12)，前侧的玻璃板(12)是由多块厚度及宽度相同的高强玻璃板(121)拼装而成，其中任一个高强玻璃板(121)中部开设有通孔(13)，且所述通孔(13)的位置与所述开口(26)的位置相对应。

4.根据权利要求1所述的一种隧道断层突水模型试验用防水密闭装置，其特征在于，所述开口(26)在所述前板(24)上的开设位置及其形状、大小根据模型试验的具体情况进行调节确定。

5.根据权利要求1所述的一种隧道断层突水模型试验用防水密闭装置，其特征在于，所述试验箱(2)及盖板(3)均采用有机玻璃材料。

6.根据权利要求1所述的一种隧道断层突水模型试验用防水密闭装置，其特征在于，所述柔性防水带(4)采用高强丝油布。

7.根据权利要求1所述的一种隧道断层突水模型试验用防水密闭装置，其特征在于，所述外接水管(51)与开孔(31)之间设有密封圈(32)。

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