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专利号: 201610009728X
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种模拟隧道穿越斜向错动活断层的破坏试验装置,其特征在于:

无盖的模型试样箱由活动的左半箱(100)和固定的右半箱(200)构成;

所述的左半箱由矩形的左侧板(101)、矩形的左底板(102)、梯形的左前板(103)、梯形的左后板(104)构成;其中左前板(103)由左部的左前矩形板(103a)与右部的左前直角梯形板(103b)通过高强螺栓(405)连接组成,左前直角梯形板(103b)的右边为斜边;左后板(104)由左部的左后矩形板(104a)与右部的左后直角梯形板(104b)通过高强螺栓(405)连接组成,左后直角梯形板(104b)的右边为斜边;

所述的左底板(102)的底面与垂直加载装置(307)的上端通过铰支座(306)铰接,垂直加载装置(307)的下端连接于底座(400)左侧的可前后移动的水平移动平台(308)上;左前板(103)的前面紧贴前加载条(300),前加载条(300)的前面抵紧前水平加载装置(302)的后端,前水平加载装置(302)的前端固定于底座(400)上的前反力架(301),前加载条(300)向下伸出与底座(400)接触,且底座(400)的水平移动平台(308)的前部与前加载条(300)的后面接触;左后板(104)后面紧贴后加载条(303),后加载条(303)的后面抵紧后水平加载装置(305)的前端,后水平加载装置(305)的后端固定于底座(400)上的后反力架(304),后加载条(303)向下伸出与底座(400)接触,且底座(400)的水平移动平台(308)的后部与后加载条(303)的前面接触;

所述的右半箱由矩形的右侧板(201)、矩形的右底板(202)、梯形的右前板(203)、梯形的右后板(204)构成;其中右前板(203)由右部的右前矩形板(203a)与左部的右前直角梯形板(203b)通过高强螺栓(405)连接组成,右前直角梯形板(203b)的左边为斜边,右后板(204)由右部的右后矩形板(204a)与左部的右后直角梯形板(203b)通过高强螺栓(405)连接组成,右后直角梯形板(203b)的左边为斜边;

所述的右前直角梯形板(203b)的左边与左前直角梯形板(103b)的右边通过既能沿左前直角梯形板(103b)的右边移动又能前后移动的前双向移动副(309)连接,左后直角梯形板(104b)的右边与右后直角梯形板(204b)的左边通过既能沿左后直角梯形板(104b)的右边移动又能前后移动的后双向移动副(310)连接;

所述的左半箱(100)的左侧板(101)和右半箱(200)的右侧板(201)均开有三个隧道洞口(402)。

2.根据权利要求1所述的一种模拟隧道穿越斜向错动活断层的破坏试验装置,其特征在于:

所述的前双向移动副(309)的具体结构是:前右滑条(309b)的右侧面固定于开口向后的前U形框(309a)的右壁,前右滑条(309b)的左侧面嵌置有前右滚珠(309c),前右滚珠(309c)的凸出部位与前左滑条(309d)的右侧面接触,前左滑条(309d)的左侧面嵌置有前左滚珠(309e),前左滚珠(309e)的凸出部位与前U形框(309a)的左壁接触;前左滑条(309d)的后侧面固定于左前直角梯形板(103b)的斜边上、前右滑条(309b)的后侧面固定于右前直角梯形板(203b)的斜边上;

所述的后双向移动副(310)的具体结构是:后右滑条(310b)的右侧面固定于开口向前的后U形框(310a)的右壁,后右滑条(310b)的左侧面嵌置有后右滚珠(310c),后右滚珠(310c)的凸出部位与后左滑条(310d)的右侧面接触,后左滑条(310d)的左侧面嵌置有后左滚珠(310e),后左滚珠(310e)的凸出部位与后U形框(310a)的左壁接触;后左滑条(310d)的前侧面固定于左后直角梯形板(104b)的斜边上、后右滑条(310b)的前侧面固定于右后直角梯形板(204b)的斜边上。

3.根据权利要求1所述的模拟隧道穿越斜向错动活断层的破坏试验装置,其特征在于:

所述的垂直加载装置(307)配有荷重传感器(403)和位移传感器(404)。所述的前水平加载装置(302)和后水平加载装置(305)也均配有荷重传感器(403)和位移传感器(404)。

4.一种使用上述的模拟隧道穿越斜向错动活断层的破坏试验装置进行隧道破坏试验的方法,其步骤是:

A.将隧道模型(401)的两端分别放置在左侧板的一个隧道洞口(402)和右侧板的一个隧道洞口(402)上;将其余的隧道洞口(402)封堵,再在模型试样箱内填土并压密;

B.启动前水平加载装置(302)及后水平加载装置(305),通过前加载条(300)、后加载条(303)向左半箱(100)进行水平加载,使左半箱(100)及其下方的垂直加载装置(307)随水平移动平台(308)向前或向后发生水平位移,直至达到设定的断层错动量的前后水平位移分量;

同时,由垂直加载装置(307)向左半箱(100)施加载荷,推动左半箱(100)通过前双向移动副(309)、后双向移动副(310)沿右前直角梯形板(203b)的左边、右后直角梯形板(204b)的左边倾斜向上移动,直至达到设定的断层错动量的斜向位移分量;

C.加载过程中,通过位移传感器(404)同步记录左半箱(100)的水平、竖向位移加载速度及位移量;通过荷重传感器(403)同步记录左半箱(100)受到的水平及竖向荷载;同时记录隧道模型上应变片及土压力盒的测试数据。