一种隧道模型的制作方法

本实用新型涉及隧道模拟检测设备领域，具体为一种隧道模型。

背景技术：

目前，对于中短寒区隧道，通常在全隧道采用相同的防冻融措施，且保温层铺设厚度相同，虽然随着长隧道不断增多，也考虑了在长隧道两端铺设保温层的方式，但这铺设长度基本都是根据国外经验公式或工程类比等方法，与我国实际情况不符合，寒区隧道防冻融设计参数没有可参照的技术规范和资料。

现有技术中，采用对现场隧道进行实地测试的方法，得到的结果是最真实，也最能符合实际情况，可为保温层铺设长度提供准确参数。但该方法存在两个问题，一是测试结果只能代表某一座具体隧道纵向温度分布规律，隧道纵向温度分布规律的影响因素众多，如：洞口最冷月平均温度、自然风速、风向，隧道长度等，推广应用有一定局限性，另外在寒区进行现场测试需要耗费大量的人力、物力和财力，工程量大，经济实用性一般；二是只有隧道竣工通车后的数据测试结果才能代表实际隧道纵向温度分布规律，现场测试具有严重的满后性，很难满足设计的实际需求。

而单纯的理论分析则过于理想化，假设条件太多，也难以满足工程需要，即便是可以满足需要，也需进行验证。因此，为弥补理论分析的不足，亟需一种模拟装置，能模拟不同长隧道的各种真实的使用环境，并记录相关数据，为理论分析提供依据。一方面，有效防止隧道衬砌冻害出现，保障行车安全；另一方面亦效降低建设成本，提高经济效益。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种隧道模型，可以模拟不同长度的隧道和真实的隧道围岩初始条件，并对模拟数据进行采集记录，为理论分析提供依据，一方面，有效防止隧道衬砌冻害出现，保障行车安全；另一方面亦效降低建设成本，提高经济效益。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种隧道模型，包括若干隧道模型单元a和若干支架，所述隧道模型单元a包括恒温槽，所述恒温槽内固定设置有模拟隧道单元，所述模拟隧道单元内固定设置有一个风速测试仪和两个测温仪，所述模拟隧道单元的一端加工有环状凸台，其另一端加工有与所述环状凸台对应的环状凹槽，一个所述模拟隧道单元的环状凸台设置于另一个所述模拟隧道单元的环状凹槽内，若干所述支架固定设置于所述隧道模型的底部；

还包括控制器、恒温槽温控面板和数据采集箱，所述控制器与所述风速测试仪、测温仪、恒温槽、恒温槽温控面板和数据采集箱均电联。

进一步的，所述模拟隧道单元内的一个风速测试仪和两个测温仪设置于同一截面上，所述两个测温仪分别设置与模拟隧道单元内腔的顶部和底部，所述风速测试仪设置于所述模拟隧道单元的轴心位置。

进一步的，任意两个隧道模型单元a之间均设置有密封胶。

进一步的，还包括隧道模型单元b与隧道模型单元d，所述隧道模型单元b和隧道模型单元d分别设置于所述隧道模型两端，所述隧道模型单元b和隧道模型单元d的结构均与所述隧道模型单元a相同，仅其内部的模拟隧道单元长度大于所述隧道模型单元a内的模拟隧道单元的长度。

进一步的，所述恒温槽选用恒温冷浴控温式恒温槽，所述恒温槽温控面板包括若干分别与恒温槽相对应的温控旋钮。

进一步的，所述支架选用升降支架机构，所述升降支架机构包括架体、滑柱和底座，所述架体包括立柱，所述立柱可滑动的设置于所述滑柱内，所述立柱与所述滑柱上分别加工有若干定位通孔，所述立柱与所述滑柱通过螺栓固定连接。

进一步的，所述底座上加工有若干螺纹通孔，所述升降支架机构还包括若干微调装置，所述微调装置包括螺杆和底盘，所述螺杆的一端与所述底盘活动连接，其另一端固定设置有旋转把手，所述螺杆与所述底座通过螺纹连接。

本实用新型的有益效果是：

该隧道模型由若干模拟隧道单元拼接制成，可以根据实际需要进行拼接组装，实现不同长度的隧道模拟。设置恒温槽，可以模拟隧道外侧围岩温度，通过控制恒温槽的温度，可以模拟真实的隧道围岩初始温度。每个恒温槽均可独立控温，进而可以模拟隧道纵向不同围岩初始地温情况，模拟出不同隧道埋深条件。通过对隧道真实环境进行模拟，采集数据进行分析，可以得知长隧道纵向温度的分布规律，为寒区长隧道保温层铺设长度提供准确参数，一方面能有效防止隧道衬砌冻害出现，保障行车安全；另一方面能有效降低建设成本，提高经济效益，为寒区长隧道的建设和设计提供依据。

附图说明

图1为本实用新型一种隧道模型结构示意图；

图2为隧道模型单元结构示意图；

图3为隧道模型单元端面方向正视图；

图4为升降支架机构结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

如图1至图4所示，一种隧道模型，包括若干隧道模型单元a1和若干支架2，隧道模型单元a1包括恒温槽11，恒温槽11内固定设置有模拟隧道单元12，模拟隧道单元12内固定设置有一个风速测试仪14和两个测温仪13。优选的，模拟隧道单元12内的一个风速测试仪14和两个测温仪13设置于同一截面上，两个测温仪13分别设置与模拟隧道单元内腔的顶部和底部，风速测试仪14设置于模拟隧道单元12的轴心位置。风速测试仪14可实时检测通过该模拟隧道单元12的风速大小，测温仪13可实时检测该模拟隧道单元12的温度。

模拟隧道单元12的一端加工有环状凸台，其另一端加工有与环状凸台对应的环状凹槽，一个模拟隧道单元12的环状凸台设置于另一个模拟隧道单元12的环状凹槽内。若干所述模拟隧道单元12依次连接，构成完整的隧道模型。优选的，任意两个隧道模型单元a1之间均设置有密封胶，通过密封胶连接，一方面保证连接稳固，同时起到密封作用，避免外部环境对模拟隧道模型内检测数据的影响。优选的，还包括隧道模型单元b3与隧道模型单元d4，隧道模型单元b3和隧道模型单元d4分别设置于隧道模型两端，隧道模型单元b3和隧道模型单元d4的结构均与隧道模型单元a1相同，仅其内部的模拟隧道单元长度大于隧道模型单元a1内的模拟隧道单元12的长度。该设置使得模拟隧道两端的隧道模型单元均伸出恒温槽11外，便于与外部隧道口模拟通风装置连接。

该隧道模型还包括控制器、恒温槽温控面板和数据采集箱，控制器与风速测试仪14、测温仪13、恒温槽11、恒温槽温控面板和数据采集箱均电联。在实际检测和实验时，各风速测试仪14和各测温仪13的检测结果均传输至数据采集箱，为隧道情况的分析提供依据。进一步的，该数据采集箱可根据实际需求自定义数据采集频率，继而实现自动采集数据。优选的，恒温槽11选用恒温冷浴控温式恒温槽，保障温控效果，用于模拟真是的隧道围岩初始温度。优选的，恒温槽温控面板包括若干分别与恒温槽11相对应的温控旋钮，若干恒温槽11可实现单独控温，进而可以模拟隧道纵向不同围岩初始地温情况，达到模拟不同隧道埋深条件。

若干支架2固定设置于隧道模型的底部，用于支撑该隧道模型并对其进行定位。优选的，支架2选用升降支架机构。该升降支架机构包括架体21、滑柱22和底座23，架体21包括立柱，立柱可滑动的设置于滑柱22内，立柱与滑柱22上分别加工有若干定位通孔，立柱与滑柱22通过螺栓固定连接。在实际检测和实验时，隧道模型的高度要使其轴线对正外部通风装置的送风轴线。可通过在滑柱22内滑动立柱，进而调整支架（2）的高度即隧道模型的高度，调整到合适高度后，通过螺栓将架体21与花柱22固定。因上述设置为分级调整，其高度调整量由立柱和花柱22上加工的定位通孔确定，该调整仅满足要求不高的情况，仅为高度粗调。故进一步的，在底座23上加工有若干螺纹通孔，升降支架机构还包括若干微调装置。微调装置包括螺杆26和底盘24，螺杆26的一端与底盘24活动连接，其另一端固定设置有旋转把手25，螺杆26与底座23通过螺纹连接。通过旋转螺杆26，在螺纹连接的作用下，可调节底座23与底盘24的距离，完成高度精调。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。