隧道围岩变形模拟实验装置的制作方法

本实用新型涉及一种实验装置，具体涉及一种隧道围岩变形模拟实验装置。

背景技术：

目前针对围岩变形的检测主要是在真正隧道上进行，也有的选择在室内建造隧道模型，然后安装传感器，但是传感器是不能监测到围岩变化的，因为围岩是固定不变的，这个围岩变形实验仅仅是个演示实验，尤其是对于学生来说，实践经验少，动手操作能力差，无法开展实际监测实验。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是学生实践经验少，无法开展实际监测实验，提供一种结构简单，可以开展实际监测的隧道围岩变形模拟实验装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用下述技术方案：一种隧道围岩变形模拟实验装置，包括壳体和隧道模型，隧道模型设置在壳体中间，隧道模型与壳体填充有模拟围岩，隧道模型包括初期支护和二次衬砌，初期支护和二次衬砌中均设有传感器。

所述的传感器设置在初期支护的钢结构上或二次衬砌的混凝土中。

所述的传感器为应力传感器或应变传感器。

所述的隧道模型是实际隧道的缩比例尺结构。

采用上述结构的本实用新型采用相似材料，通过改变围岩材料的属性，从而使围岩变化，在围岩发生变化的过程中，传感器会监测到围岩的变形；学生也可以独立完成围岩属性的设置，通过这个模拟实验的联系，以后在工作当中，可以熟练操作仪器设备，更知道在隧道的那些位置布置什么类型的传感器，本实验装置能够提升学生的动手操作能力，拓宽思路。

附图说明

图1是本实用新型立体结构示意图；

图2是本实用新型横截面结构示意图；

图3是本实用新型纵截面结构示意图。

具体实施方式

如图1至图3所示，本实用新型包括壳体1和隧道模型2，隧道模型2设置在壳体1中间，隧道模型2与壳体1填充有模拟围岩3，隧道模型2包括初期支护21和二次衬砌22，初期支护21和二次衬砌22中均设有传感器23。

所述的传感器23设置在初期支护21的钢结构上或二次衬砌22的混凝土中。所述初期支护21有型钢、三角格栅、方形格栅等初期支护结构。通过改变模拟围岩材料及其属性特点，找出隧道模型初期支护结构与模拟围岩之间的关系。

所述的传感器23为应力传感器或应变传感器。

所述的隧道模型2是实际隧道的缩比例尺结构。隧道模型的初期支护、二次衬砌等结构与实际隧道相同，隧道模型内部的断面类型有直墙拱形、曲墙拱形、圆形等常见的隧道断面形式。

所述的模拟围岩3相似材料为水、砂、土或复杂混合体。模拟围岩就是在隧道模型周围空间中添加相似介质。通过改变模拟围岩介质的属性，材料等改变模拟围岩压力和变化情况。模拟围岩的相似介质可以采用水、砂、土以及复杂混合体等，达到改变围岩属性的作用。本发明主要应用到室内实验室中，或是实习基地等，进行学生的实验课，让学生熟悉传感器的埋设，熟悉隧道的结构，以及能够独立操作仪器设备，对隧道变形进行监控量测。