压软管6的另一侧与水银U型管8相连；加固区模型箱1的侧壁上方设有第一溢流孔21，第一溢流孔21与第一顶板17距离10mm，加固区模型箱1的侧壁下方设有第一进水孔22，第一进水孔22与第一底板18距离10mm，第一溢流孔21同时具备收集地下水渗流量的作用。
[0023]所述围岩区模型箱2是由6mm厚PVC板组成的长方体结构，尺寸为长X宽X高=200mmX 200mmX 1000mm，分为上部箱体2a和下部箱体2b，方便模拟不同深度的地层，上部箱体2a的高度为600mm，下部箱体2b的高度为400mm，上部箱体2a具有第二顶板28和第二底板27，第二顶板28和第二底板27均设有35mm外边缘，外边缘上均布12个螺栓孔16 ;下部箱体2b具有第三顶板26和第三底板25，第三底板25为450mm X 450mm的正方形，第三顶板26也设有35mm外边缘，外边缘上均布12个螺栓孔16，上部箱体2a和下部箱体2b通过螺栓20连接，螺栓20的连接处通过止水橡胶贴14密封；所述围岩区模型箱2的内壁粗糙度较高，表面采用凿毛处理，以密贴岩土体材料，消除边界效应，上部箱体2a的侧壁中部竖向等间距设置3个第二水压测量孔5b，下部箱体2b的侧壁中部竖向等间距设置3个第三水压测量孔5c，第二水压测量孔5b和第三水压测量孔5c处均安装有测压软管6，测压软管6 —端与围岩区模型箱2内的透水石19连接，另一端与水银U型管8相连；围岩区模型箱2的侧壁设有第二溢流孔23和第二进水孔24，可根据试验对象进行开启或封堵。
[0024]所述移动式循环水箱装置3由6mm厚PVC板组成，包括上水箱3a和下水箱3b，上水箱3a为320mmX 320mmX 400mm的长方体，内部1/4边长处设有高300mm的隔板9，将上水箱3a分为溢流区和储水区，储水区底部设有第三进水孔12和渗流出水孔11，溢水区底部设有第三溢流孔10，用于循环水箱回流，下水箱3b为400mmX 400mmX 400mm的立方体，通过水栗29向上水箱2a补给，上水箱2a通过渗流出水孔11为加固区模型箱1、围岩区模型箱2提供作用水头。
[0025]所述水压力测试系统4包括透水石19、测压软管6、水银U型管8及刻度板7，透水石19预埋于加固区模型箱1和围岩区模型箱2中并通过测压软管6与水银U型管8相连，试验中水银U型管8内部水银高差的变化即是水压力差，由刻度板7直接读数。
[0026]一种隧道工程中围岩及加固区渗流试验系统，包括以下步骤:
[0027]1)将预先配制好的围岩及加固区材料按设定的渗透系数分层铺设于围岩区模型箱2和加固区模型箱1中，并预埋透水石19 ;
[0028]2)调节移动式循环水箱装置3至试验水头，为围岩区模型箱2和加固区模型箱1提供恒定静水头、动水头或变水头，待渗流稳定后，通过第一溢流孔21、第二溢流孔23收集单位时间内的渗流量；
[0029]3)将加固区模型箱1与围岩区模型箱2利用螺栓20连接，加固区模型箱1置于围岩区模型箱2的上方时表示隧道下部岩土体，反之表示隧道上部岩土体，螺栓20连接处通过设置止水橡胶贴14密封，利用软管将渗流出水孔11与第二进水孔24相连以提供地下水补给，待渗流稳定后，通过刻度板7上读取各测点的水压力；
[0030]4)根据达西定律，由所测水压力值和地下水渗流量换算可得围岩区模型箱2或加固区模型箱1内岩土体的渗透系数。
[0031]对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0032]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
【主权项】
1.一种隧道工程中围岩及加固区渗流试验系统，包括加固区模型箱(1)、围岩区模型箱(2)、移动式循环水箱装置(3)和水压力测试系统(4);其特征在于:所述加固区模型箱(1)上设有第一顶板(17)和第一底板(18)，第一顶板(17)和第一底板(18)均设有35mm外边缘，外边缘上均布12个螺栓孔(16)，第一顶板(17)、第一底板(18)与围岩区模型箱(2)通过螺栓(20)连接；所述加固区模型箱(1)的侧壁中部竖向均匀分布有4个第一水压测量孔(5a)并安置测压软管(6)，测压软管(6)置于加固区模型箱(1)内部的一端连接有透水石(19)，测压软管(6)的另一侧与水银U型管(8)相连；所述加固区模型箱(1)的侧壁上方设有第一溢流孔(21)，加固区模型箱(1)的侧壁下方设有第一进水孔(22);所述围岩区模型箱(2)分为上部箱体(2a)和下部箱体(2b)，上部箱体(2a)具有第二顶板(28)和第二底板(27),第二顶板(28)和第二底板(27)均设有35mm外边缘，外边缘上均布12个螺栓孔(16)，下部箱体(2b )具有第三顶板(26 )和第三底板(25 )，第三顶板(26 )也设有35mm外边缘，外边缘上均布12个螺栓孔(16)，上部箱体(2a)和下部箱体(2b)通过螺栓(20)连接；所述上部箱体(2a)的侧壁中部竖向等间距设置3个第二水压测量孔(5b )，下部箱体(2b )的侧壁中部竖向等间距设置3个第三水压测量孔(5c )，第二水压测量孔(5b )和第三水压测量孔(5c )处均安装有测压软管(6)，测压软管(6)—端与围岩区模型箱(2)内的透水石(19)连接，另一端与水银U型管(8)相连，围岩区模型箱(2)的侧壁设有用于对试验对象进行开启或封堵的第二溢流孔(23)和第二进水孔(24);所述移动式循环水箱装置(3)包括上水箱(3a)和下水箱(3b)，上水箱(3a)内部1/4边长处设有高300mm的隔板(9)，将上水箱(3a)分为溢流区和储水区，储水区底部设有第三进水孔(12)和渗流出水孔(11)，溢水区底部设有用于循环水箱回流的第三溢流孔(10)，下水箱(3b)通过水栗(29)向上水箱(2a)补给，上水箱(2a)通过渗流出水孔(11)为加固区模型箱(1)、围岩区模型箱(2)提供作用水头；所述水压力测试系统(4)包括透水石(19)、测压软管(6)、水银U型管(8)及刻度板(7)，透水石(19)预埋于加固区模型箱(1)和围岩区模型箱(2)中并通过测压软管(6)与水银U型管(8)相连，刻度板(7)设置在水压力测试系统(4)的侧壁。2.根据权利要求1所述的隧道工程中围岩及加固区渗流试验系统，其特征在于，所述加固区模型箱(1)是由6mm厚PVC板组成的边长为200mm的立方体结构；所述围岩区模型箱(2)是由6mm厚PVC板组成的长方体结构，围岩区模型箱(2)的尺寸为长X宽X高=200mmX200mmX 1000mm，上部箱体(2a)的高度为600mm，下部箱体(2b)的高度为400mm,第三底板(25)为450mmX450mm的正方形，围岩区模型箱(2)的内壁采用凿毛处理以消除边界效应；所述移动式循环水箱装置(3)由6mm厚PVC板组成，上水箱(3a)为320mmX 320mm X 400mm 的长方体，下水箱(3b)为 400mm X 400mm X 400mm 的立方体。3.根据权利要求1所述的隧道工程中围岩及加固区渗流试验系统，其特征在于，第一进水孔(22)与第一底板(18)距离10mm，第一溢流孔(21)与第一顶板(17)距离10mm。4.根据权利要求1所述的隧道工程中围岩及加固区渗流试验系统，其特征在于，所述螺栓(20)连接处均设置有用于密封的止水橡胶贴(14)。
【专利摘要】本实用新型公开了一种隧道工程中围岩及加固区渗流试验系统，包括加固区模型箱、围岩区模型箱、移动式循环水箱装置和水压力测试系统；所述加固区模型箱设置在围岩区模型箱上部，加固区模型箱、围岩区模型箱侧壁竖向分布有水压测量孔并安置测压软管；所述移动式循环水箱装置包括上水箱和下水箱，下水箱通过水泵向上水箱补给，上水箱通过渗流出水孔为加固区模型箱、围岩区模型箱提供作用水头；所述水压力测试系统包括透水石和刻度板，透水石预埋于加固区模型箱和围岩区模型箱中并通过测压软管与水银U型管相连，本实用新型以达西定律为基础，可测试岩土体、非土质体等多种材料的渗透系数，适用范围更广，试验结果精准。
【IPC分类】G01N15/08
【公开号】CN204988967
【申请号】CN201520611257
【发明人】李铮, 高翔, 肖军, 骆耀文, 陈昆萍, 李自强, 周霜林, 王刚
【申请人】李铮, 肖军, 陈昆萍
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年8月14日