一种地质雷达检测隧道衬砌背后病害模型试验装置的制作方法

本实用新型属于机械制造和隧道检测模型实验装置领域，具体涉及一种地质雷达检测隧道衬砌背后病害模型试验装置。

背景技术：

本部分的陈述仅仅是提供了与本实用新型相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

目前国内关于地质雷达检测隧道衬砌背后病害的模型试验多用混凝土框架填充干砂进行模拟，仅为检测某些特定病害，试验装置利用率低，不可重复利用，无法满足检测隧道背后繁杂病害的需求；少数可重复利用试验装置也存在充填材料费时费力的问题。

技术实现要素：

本实用新型为了解决上述问题，提出了一种地质雷达检测隧道衬砌背后病害模型试验装置，本实用新型为了解决目前装置仅能检测某些特定病害，利用率低，不可重复利用，无法满足复杂病害检测需求且存在充填材料费时费力的技术问题。

根据一些实施例，本实用新型采用如下技术方案：

一种地质雷达检测隧道衬砌背后病害模型试验装置，包括用混凝土浇筑成的圆盘状试验平台，所述试验平台上端设有半环形隧道衬砌及背部充填模型，所述半环形隧道衬砌及背部充填模型内侧设有可滑动地质雷达搭载平台，所述试验平台上还设有起吊机，所述试验平台四周设有储料桶，所述半环形隧道衬砌及背部充填模型的两端设有阀门，所述半环形隧道衬砌及背部充填模型的底板从中部向阀门处由高到低具有一定坡度，所述阀门下方设有储料桶，所述半环形隧道衬砌及背部充填模型内设置病害体及充填材料。

另外，根据本实用新型实施例的地质雷达检测隧道衬砌背后病害模型试验装置还可以具有以下附加技术特征：

优选的，所述半环形隧道衬砌及背部充填模型包括扇形混凝土形成的围墙，带坡度的光滑混凝土形成的底板，内侧的混凝土衬砌及两侧半开式木质的阀门。

优选的，所述可滑动地质雷达搭载平台安装在混凝土衬砌的内侧，包括纵向滑动支架、水平滑动装置、雷达天线平台和摇动手柄。

优选的，所述起吊机安装在试验平台圆心位置，用于起吊充填材料；所述储料桶，放置在试验平台周围环形坑内，用于盛装充填材料。

优选的，所述围墙与混凝土衬砌均为环形布置且过同一个圆心。

优选的，所述摇动手柄通过尼龙绳与水平滑动支架相连。

优选的，所述雷达天线平台上设有天线。

优选的，所述储料桶上设有吊耳。

优选的，所述储料桶呈环形矩阵排列在试验平台周围。

优选的，充填材料可沿着带有一定坡度的混凝土底板自动滑入事先放置好的储料桶内。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型通过起吊机将装有充填材料的储料桶吊起，倒入半环形隧道衬砌及背部充填模型中，将模拟的病害体放置在充填模型内部，控制可滑动地质雷达搭载平台稳定移动雷达天线平台进行扫描，扫描结束，打开木质的阀门，由于混凝土的底板带有一定的坡度，充填材料会自动滑入事先放置好的储料桶内，后续试验可重复上述过程。具有可重复利用，充填材料利用率高，充填材料和回收材料省时省力的技术效果。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1是本实用新型的地质雷达检测隧道衬砌背后病害模型试验装置的结构示意图；

图2是本实用新型的地质雷达检测隧道衬砌背后病害模型试验装置的半环形隧道衬砌及背部充填模型；

图3是本实用新型的地质雷达检测隧道衬砌背后病害模型试验装置的可滑动地质雷达搭载平台；

图4是本实用新型的地质雷达检测隧道衬砌背后病害模型试验装置的小型起吊机、试验平台和储料桶部分俯视图。

附图标记说明：

在图1-图4中，半环形隧道衬砌及背部充填模型1；可滑动地质雷达搭载平台2；试验平台3；阀门4；挡板5；围墙6；底板7；混凝土衬砌8；钢筋9；纵向滑动支架10；摇动手柄11；水平滑动支架12；雷达天线平台13；尼龙绳14；储料桶15；起吊机16；吊耳17。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本实用新型中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本实用新型各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本实用新型中任一部件或元件，不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本实用新型中的具体含义，不能理解为对本实用新型的限制。

如图1-4所示，一种地质雷达检测隧道衬砌背后病害模型试验装置，包括用混凝土浇筑成的圆盘状试验平台3，所述试验平台3上端设有半环形隧道衬砌及背部充填模型1，所述半环形隧道衬砌及背部充填模型1内侧设有可滑动地质雷达搭载平台2，所述试验平台3上还设有起吊机16，所述试验平台3四周设有储料桶15，所述半环形隧道衬砌及背部充填模型1的两端设有阀门4，所述半环形隧道衬砌及背部充填模型1的底板7从中部向阀门4处由高到低具有一定坡度，所述阀门4下方设有储料桶15，所述半环形隧道衬砌及背部充填模型1内设置病害体及充填材料。

半环形隧道衬砌及背部充填模型1包括扇形混凝土形成的围墙6，带坡度的光滑混凝土形成的底板7，内侧的混凝土衬砌8及两侧半开式木质的阀门4。可滑动地质雷达搭载平台2安装在混凝土衬砌8的内侧，包括纵向滑动支架10、水平滑动装置、雷达天线平台13和摇动手柄11。起吊机16安装在试验平台3圆心位置，用于起吊充填材料；所述储料桶15，放置在试验平台3周围环形坑内，用于盛装充填材料。围墙6与混凝土衬砌8均为环形布置且过同一个圆心。摇动手柄11通过尼龙绳14与水平滑动支架12相连。雷达天线平台13上设有天线。储料桶15上设有吊耳17。储料桶15呈环形矩阵排列在试验平台3周围。充填材料可沿着带有一定坡度的混凝土底板7自动滑入事先放置好的储料桶15内。

本发明的工作原理为：起吊机16将装有充填材料的储料桶15吊起，倒入半环形隧道衬砌及背部充填模型1中，将模拟的病害体放置在充填模型内部，控制可滑动地质雷达搭载平台2稳定移动雷达天线平台13进行扫描，扫描结束，打开木质的阀门4，由于混凝土的底板7带有一定的坡度，充填材料会自动滑入事先放置好的储料桶15内，后续试验可重复上述过程。

本专利不仅大大节约了时间成本和劳动力成本，还提高了雷达扫描的稳定性及明确度。

可重复试验以模拟不同类型的隧道背后病害，同时，降低了试验的劳动强度，增强了试验的准确性，提高了试验效率。

阀门4为木质挡板5用于控制充填材料的滑出速度，木质材料制作可降低周围物体对地质雷达天线的影响，混凝土的围墙6与混凝土衬砌8均为环形布置且过同一个圆心，底板7为带坡度表面光滑的混凝土底板7，易于充填材料滑出充填模型，坡度由底板7中部向着两端倾斜，便于充填材料从两端滑出，落入储料桶15内收集。

可滑动地质雷达搭载平台2紧贴在混凝土衬砌8内侧，包括水平滑动支架12，可为雷达天线平台13提供横向滑动轨道，还包括纵向滑动支架10，其中部凿空且紧贴于混凝土衬砌8内侧边缘，可为水平滑动支架12提供纵向滑动轨道，还包括摇动手柄11，通过尼龙绳14与水平滑动支架12连接，摇动手柄11即可通过尼龙绳14控制水平滑动支架12纵向滑动。

储料桶15及吊耳17均采用非金属材料制作，在圆形试验平台3周围挖出高度高于储料桶15的环形坑用于放置储料桶15，这样放置主要目的在于便于充填及回收材料，材料充填完毕，为了避免起吊机16对雷达天线的影响，需要将其挪走后，开展后续试验。

该装置具体使用流程为：首先将充填材料倒入储料桶15中，关闭阀门4，通过起吊机16将充填材料填入半环形隧道衬砌及背部充填模型1中，按照相关规定，填充材料至适当位置时，放入事先准备好的试验道具用以模拟隧道衬砌背后病害，然后，继续填充材料至一定高度。之后将起吊机16挪至一旁，使其不会影响雷达天线。充填完毕后，将地质雷达安装完毕，按照试验要求设置好各参数后，将雷达天线放置在雷达天线平台13上，挪至纵向滑动支架10一侧，通过摇动手柄11，控制水平滑动支架12升降至合适位置后，固定。滑动雷达天线平台13从混凝土衬砌8一侧至另一侧进行探测，探测完毕后，调整水平滑动支架12高度，可进行多条测线探测。本工况所有测线均探测完毕后，将充填材料导出，打开阀门4，在带坡度表面光滑的混凝土底板7作用下，充填材料可以十分顺利的滑入位于圆形试验平台3周围环形坑的多个储料桶15中，具体数量根据实际情况确定，利用起吊机16安置好盛满材料的储料桶15，试验完成。

半开式木质阀门4用于控制充填材料滑出模型速度，混凝土底板7带有坡度且表面足够光滑，可实现材料自动滑出充填模型；纵向滑动支架10、水平滑动支架12、雷达天线平台13、摇动手柄11用于地质雷达天线的移动；试验平台3为混凝土浇筑圆盘构造；起吊机16安装在试验平台3圆心位置，便于材料的起吊；多个储料桶15布置在周围环形坑内，用于盛装充填材料。该装置可重复试验以模拟不同类型的隧道背后病害，同时，降低了试验的劳动强度，增强了试验的准确性，提高了试验效率。扇形钢筋9混凝土衬砌8，能够最大程度模拟实际隧道雷达扫描过程，提高扫描数据的准确性。

带有坡度的光滑混凝土底板7能够实现充填材料自动滑出充填模型，节约了时间成本及劳动力成本，半开式木质阀门4，既能降低周围材料对地质雷达天线的影响，还可以控制充填材料滑出速度；采用了了小型的起吊机16，方便填料，节约了时间成本及劳动力成本；位于试验平台3环形坑内的扇形储料桶15，便于填料、装料，占地面积小；可滑动地质雷达搭载平台2，可实现地质雷达的平稳、精确、无死角扫描。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型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实用新型的保护范围以内。