一种模拟多种工法开挖与支护的试验装置及其测试方法

1.本发明属于岩土工程技术领域，具体涉及一种模拟多种工法开挖与支护的试验装置及其测试方法。


背景技术：

2.在实际的隧道工程问题中，由于隧道址区的工程条件复杂多样以及现场施工条件的限制，仅仅依靠现场监测以及数值分析的方法往往很难得出隧道围岩、支护结构准确的应力、变形数据及规律，而室内模型试验可以近似地模拟实际问题，并能形象地呈现出施工过程中动态变化规律，进而能与现场监测以及数值分析结果相对比，起到相互验证的效果。
3.目前，现有的隧道模型试验装置模拟隧道的开挖与支护，主要通过人工以及半自动机械装置实现。对于圆形断面隧道，目前已有大量隧道模型试验装置可通过机械装置实现隧道断面的开挖与支护；对于非圆形断面隧道，由于断面形状以及开挖方法的多样性，非圆形断面隧道在模型试验中常采用人工开挖与支护的方法，但由于模型试验为现场施工的缩尺模型，隧道断面的空间较小，人工开挖与支护的精度难以保证，而且现有的以机械实现隧道开挖与支护的隧道模型试验装置，大多数只考虑了隧道模型全断面开挖工法的开挖与支护，或者单个工法的开挖与支护，并不能实现隧道模型多种工法的开挖与支护。


技术实现要素：

4.为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种模拟多种工法开挖与支护的试验装置及其测试方法，解决现有的隧道模型试验装置不能实现隧道模型多种工法的开挖与支护的问题。
5.为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
6.本发明公开了一种模拟多种工法开挖与支护的试验装置，包括：加载装置、模型箱和计算机控制系统；加载装置用于对模型箱进行加载，模型箱连接有可移动式开挖驱动装置，计算机控制系统分别与加载装置和可移动式开挖驱动装置连接；
7.模型箱正面设有贯穿于模型箱的整个隧道断面的支护薄管，支护薄管内连接有隧道开挖块，所述隧道开挖块由若干个开挖块组成，所述隧道开挖块连接有螺纹杆；可移动式开挖驱动装置上设置有抽管装置，抽管装置能够控制螺纹杆的抽管顺序、抽管长度和抽管速率。
8.优选地，模型箱还连接有突涌水模拟装置，所述突涌水模拟装置包括供压装置、软管、调压装置和储水体，供压装置与调压装置之间、储水体与调压装置之间均通过软管连接，调压装置与计算机控制系统连接。
9.优选地，还包括自平衡式隧道模型加载反力架，加载装置设置在自平衡式隧道模型加载反力架上。
10.优选地，所述模型箱包括荷载转化装置和箱体，荷载转化装置包括加载板和垫条，若干个垫条设置在加载板下面，荷载转化装置能够嵌入箱体内部，支护薄管设置在箱体内
部。
11.进一步优选地，箱体包括可拆卸式板块、侧面固定板块和前后固定板块，可拆卸式板块侧面设置有凸块，前后固定板块侧面设置有与凸块滑动连接的凹槽；可拆卸式板块上设置有开挖断面通孔，支护薄管设置在开挖断面通孔中。
12.进一步优选地，所述箱体由透明材料制成。
13.优选地，可移动式开挖驱动装置还包括依次连接的升降杆、升降套筒、滑块、滑轨和小车，抽管装置设置在升降杆顶部。
14.进一步优选地，所述抽管装置两侧连接有可更换面板，可更换面板上设有若干个抽管孔，抽管孔与螺纹杆相配合。
15.进一步优选地，抽管装置内部设置有多个电机，滑轨前后两侧设置有限位块。
16.本发明还公开了上述一种模拟多种工法开挖与支护的试验装置的测试方法，根据不同的开挖工法选择对应的可更换面板、隧道开挖块和不同数量的螺纹杆，通过计算机控制系统控制抽管装置，将隧道开挖块按照设定的速度抽出，完成不同的工法的开挖与支护。
17.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
18.本发明提供的一种模拟多种工法开挖与支护的试验装置，模型箱用于装载模拟隧道所处的岩土类材料，并为隧道开挖提供必要条件，尽可能地使隧道模型试验与真实的隧道工程开挖与支护相近。加载装置用于对隧道模型进行加载。将计算机控制系统分别与加载装置和可移动式开挖驱动装置连接，通过计算机控制系统控制加载装置的加载，以模拟隧道不同的埋深，并且通过计算机控制系统实现可移动式开挖驱动装置中抽管装置的抽管方式和抽管速率的调节，以模拟隧道不同的开挖方法和开挖速率，因而该装置能够解决现有的隧道模型试验装置不能实现隧道模型多种工法的开挖与支护的问题。
19.进一步地，在原有的能够模拟多种工法开挖与支护的基础上，增加了突涌水模拟装置，通过计算机系统控制突涌水模拟装置以实现突涌水模拟装置突涌水水压和突涌水时间，使模拟装置的功能不再单一，能够更好地模拟实际工程中的隧道开挖会遇到各种地质条件，如隧道偏压受力、突涌水等不良地质条件。既能模拟隧道垂向偏压受力、突涌水的不良地质条件，又能满足隧道模型多种工法的开挖与支护。
20.进一步地，荷载转化装置可将垂向均匀荷载转化为非均匀荷载，以模拟实际工程中隧道穿越不同坡度的地形所面临的不同偏压程度。
21.进一步地，可拆卸板块与前后固定板块通过凸块与凹槽滑动连接，方便变换不同尺寸和不同大小的隧道开挖断面。
22.进一步地，模型箱的箱体由透明材料制成，有利于观察隧道变形情况。
23.进一步地，抽管装置内部设置有多个电机，前后两侧设置有可更换面板，通过改变不同的可更换面板以及通过计算机控制系统对电机的控制，以实现抽管装置对螺纹杆的抽管方式和抽动速率，进而实现对隧道开挖块的控制。
附图说明
24.图1是本发明的模拟多种工法开挖与支护的试验装置的整体结构示意图；
25.图2是本发明的模拟多种工法开挖与支护的试验装置的模型箱示意图；
26.图3是本发明的模拟多种工法开挖与支护的试验装置的可拆卸板块与模型箱连接
方式示意图；
27.图4是本发明的模拟多种工法开挖与支护的试验装置的可移动式开挖驱动装置示意图；
28.图5是本发明的模拟多种工法开挖与支护的试验装置的突涌水模拟装置示意图；
29.图6是本发明的模拟多种工法开挖与支护的试验装置的全断面开挖法开挖与支护工作原理示意图；
30.图7是本发明的模拟多种工法开挖与支护的试验装置的上下台阶法开挖与支护工作原理示意图；
31.图8是本发明的模拟多种工法开挖与支护的试验装置的单侧壁导坑法开挖与支护工作原理示意图；
32.图9是本发明的模拟多种工法开挖与支护的试验装置的中隔壁法开挖与支护工作原理示意图；
33.图10是本发明的模拟多种工法开挖与支护的试验装置的双侧壁导坑法开挖与支护工作原理示意图。
34.其中，1、自平衡式隧道模型加载反力架；2、加载装置；3、模型箱；3-1、第一可拆卸式板块；3-1-1、凸块；3-2、第二可拆卸式板块；3-2-1、开挖断面通孔；3-3、第三可拆卸式板块；3-4、侧面固定板块；3-5、前后固定板块；3-5-1、凹槽；3-6、加载板；3-7、垫条；4、可移动式开挖驱动装置；4-1、抽管装置；4-1-1、可更换面板；4-2、升降杆；4-3、升降套筒；4-4、滑块；4-5、滑轨；4-6、小车；5、突涌水模拟装置；5-1、供压装置；5-2、供压装置-调压装置连接软管；5-3、调压装置；5-4、供压软管；5-5、压力表；5-6、储水体；6、计算机控制系统；7、螺纹杆；8、支护薄管；9、隧道开挖块。
具体实施方式
35.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
36.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
37.下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
38.本发明提供的模拟多种工法开挖与支护的试验装置，请参阅图1，包括：自平衡式隧道模型加载反力架1、加载装置2、模型箱3、可移动式开挖驱动装置4、突涌水模拟装置5和计算机控制系统6。模型箱3分别与可移动式开挖驱动装置4和突涌水模拟装置5连接；计算
机控制系统6分别与加载装置2、可移动式开挖驱动装置4和突涌水模拟装置5连接，分别用于控制加载装置2的加载速率、可移动式开挖驱动装置4的抽管方法和抽管速率、突涌水模拟装置5的突涌水水压和突涌水时间。
39.自平衡式隧道模型加载反力架1，用于为加载装置2提供反力。自平衡式隧道模型加载反力架1包括底板，底板上设置有两根立柱，两根立柱之间连接有横梁。加载装置2设置在横梁上，通过计算机控制系统6控制，用于对隧道模型进行加载；模型箱3设置在自平衡式隧道模型加载反力架1的底板上，加载装置2正下方。
40.模型箱3，用于装载模拟隧道所处的岩土类材料，以及为隧道开挖提供必要条件，尽可能地使隧道模型试验与真实的隧道工程开挖与支护相近。请参阅图2和图3，模型箱3包括荷载转化装置和箱体，荷载转化装置用于将垂向均匀荷载转化为非均匀荷载，其长宽略小于箱体内表面的长宽，与箱体内表面吻合，以利于其嵌入箱体内部。荷载转化装置包括加载板3-6和垫条3-7，所述加载板3-6由一定刚度的钢材制成，若干个不同刚度的垫条3-7设置在加载板3-6侧面，通过组合不同刚度的垫条3-7，可以将加载装置2加载在加载板3-6上的均匀力转化成梯度力，进而实现模拟隧道不同埋深和不同偏压程度。为便于观察试验模拟情况，箱体可由高强度的透明材料制成。箱体包括第一可拆卸式板块3-1、第二可拆卸式板块3-2、第三可拆卸式板块3-3、侧面固定板块3-4和前后固定板块3-5。所述第一可拆卸式板块3-1、第二可拆卸式板块3-2和第三可拆卸式板块3-3侧面设置有凸块3-1-1，前后固定板块3-5侧面设置有凹槽3-5-1；第一可拆卸式板块3-1、第二可拆卸式板块3-2和第三可拆卸式板块3-3通过其凸块3-1-1与前后固定板块3-5的凹槽3-5-1滑动连接。所述第二可拆卸式板块3-2中心设置有开挖断面通孔3-2-1，开挖断面通孔3-2-1的形状和大小可以根据隧道模型相似比进行设计，通过更换第一可拆卸式板块3-1、第二可拆卸式板块3-2和第三可拆卸式板块3-3能够实现隧道开挖断面的形状和大小的改变，同时安装方便且节省材料。侧面固定板块3-4和前后固定板块3-5固定连接，侧面固定板块3-4上设置有若干个供压软管5-4的通道孔。开挖断面通孔3-2-1内设置有支护薄管8，支护薄管8贯穿于模型箱3的整个隧道断面，并与围岩材料粘结连接，模拟隧道模型试验中隧道的支护结构；支护薄管8内滑动连接有隧道开挖块9，所述隧道开挖块9由若干个开挖块拼接而成，开挖块的具体数量根据不同开挖方法进行设置，隧道开挖块9和支护薄管8均由符合模型相似比的材料制成，更接近于实际工程，更能准确地反应围岩和支护结构的应力变形情况。隧道开挖块9上连接有由空心钢管制成的螺纹杆7，螺纹杆7外侧设有螺纹，螺纹杆7用于连接隧道开挖块9与可移动式开挖驱动装置4，螺纹杆7与隧道开挖块9螺栓连接，且与开挖块的数量一致；通过数量不同的螺纹杆7以及不同的转动速度，能够实现隧道不同的开挖方式与开挖速率。
41.可移动式开挖驱动装置4，用于控制隧道模型不同的开挖方式和开挖速率。请参阅图4，可移动式开挖驱动装置4由上至下依次包括：抽管装置4-1、升降杆4-2、升降套筒4-3、滑块4-4、滑轨4-5和小车4-6。抽管装置4-1内部设置有多个电机，前后两侧可拆卸式连接有可更换面板4-1-1，底部与升降杆4-2为可拆卸式连接。可更换面板4-1-1上设有若干个抽管孔，抽管孔与螺纹杆7相配合，抽管孔的数量根据不同开挖方法进行设置，与隧道开挖块9和螺纹杆7的数量一致。升降杆4-2置于降套筒4-3内部，紧贴降套筒4-3内壁并与其滑动连接。升降套筒4-3底部与滑块4-4顶部固结连接，滑块4-4与滑轨4-5滑动连接，滑轨4-5前后两侧设置有限位块。滑轨4-5与小车4-6顶部固结连接，小车4-6底部设置有刹车机构。
42.突涌水模拟装置5，用于模拟隧道开挖时的不同位置、不同水压和不同水量的突涌水。请参阅图5，突涌水模拟装置5包括：供压装置5-1、供压装置-调压装置连接软管5-2、调压装置5-3、供压软管5-4、压力表5-5和储水体5-6。供压装置5-1与调压装置5-3通过供压装置-调压装置连接软管5-2连接；调压装置5-3与计算机控制系统6连接；储水体5-6由能够承受一定压力的脆性材料制成，超过所能承受的最大压力即破碎，进而模拟不同水压以及不同水量的隧道突涌水，储水体5-6的数量可根据模拟突涌水的点位的多少进行调整，储水体5-6通过供压软管5-4与调压装置5-3连接，供压软管5-4上设置有用于记录突涌水压力的压力表5-5。
43.本发明提供的上述模拟多种工法开挖与支护的隧道模型试验装置的使用方法如下：
44.1.组装模型箱
45.1)隧道模型试验开始前，根据隧道模型相似比，调整可拆卸板块的大小，组装模型箱3，然后将模型箱3放置于自平衡式隧道模型加载反力架1的底板上，并移动模型箱3使其位于加载装置2的正下方。
46.2)选择具有符合隧道模型相似比开挖断面通孔3-2-1的第二可拆卸式板块3-2，并将第一可拆卸式板块3-1、第二可拆卸板块3-2和第三可拆卸式板块3-3，通过其凸块3-1-1与前后固定板块3-5的凹槽3-5-1滑动连接。
47.2.连接突涌水模拟装置
48.根据所需模拟的隧道突涌水的位置、涌水量和突涌水压力，将储存所需水量的储水体5-6与供压软管5-4连接，并埋置在确定好的位置，然后将供压软管5-4与调压装置5-3连接，将供压装置5-1通过供压装置-调压装置连接软管5-2与调压装置5-3连接，并将调压装置5-3与计算机控制系统6连接。
49.3.连接移动可移动式开挖驱动装置
50.1)将一定量符合相似比的岩土材料填充至模型箱3内，当岩土体高度与开挖断面通孔3-2-1的下部齐平时，将制作好的支护结构8穿过开挖断面通孔3-2-1放置于模型箱3内部，将隧道开挖块9放置于支护结构8内部，并保证其与支护结构8内壁紧贴，然后将螺纹杆7与隧道开挖块9连接，最后，将符合相似比的岩土材料填充至模型箱3一定高度，根据所需模拟隧道的埋深及偏压情况，调整垫条3-7的刚度及排列方式，盖上模型箱3的加载板3-6。
51.2)当模型箱3组装完成及内部材料填充完毕后，将可移动式开挖驱动装置4移动至模型箱3正前方合适的位置，启动小车4-6的刹车机构。根据开挖方式选择合适的可更换面板4-1-1，调节升降杆4-2到合适的高度，同时调节滑块4-4到合适的位置，使可更换面板4-1-1的抽管孔对准与隧道开挖块9连接的螺纹杆7，并将螺纹杆7与抽管孔连接，将可移动式开挖驱动装置4与计算机控制系统6连接。
52.4.加载
53.通过计算机控制系统6控制加载装置2，使加载装置2缓慢向下移动，与加载板3-6接触后保持加载力与位移不变，然后，根据实际隧道的埋深所计算的荷载，使加载装置2按照一定的速度向下移动，从而对加载板3-6进行伺服加载，垫条3-7将垂直均匀荷载转化成梯度非均匀荷载，达到所需荷载后，加载装置2保持所需荷载的大小不变，直到试验结束。试验结束后，通过计算机控制系统6控制加载装置2，使加载装置2向上移动，缓慢离开加载板
3-6并保证加载装置2与加载板3-6之间的距离不影响后续试验与操作。
54.5试验模拟
55.调试计算机控制系统6，保证计算机控制系统6与加载装置2、可移动式开挖驱动装置4以及突涌水模拟装置5连接稳定。通过计算机控制系统6，实现不同工法、不同突涌水方式和不同埋深及偏压情况的隧道模型开挖及支护模拟。
56.1)突涌水模拟
57.当模型箱3组装、放置、填充以及加载完成以后，开始模拟隧道开挖与支护时，且当隧道开挖至所需模拟突涌水的位置时，通过计算机控制系统6调节调压装置5-3来控制水量的大小以及突涌水时的压力大小，使储水体5-6内水的压力超过储水体5-6所能承受的压力，并通过压力表5-5记录相关数据，完成隧道突涌水的模拟。
58.2)不同工法模拟
59.a.全断面开挖法
60.请参阅图1以及图6，根据试验要求，通过计算机控制系统6控制抽管装置4-1，将隧道开挖块9按照设定的速度抽出，完成全断面开挖与支护。可选地，可在围岩与支护薄管8之间安放微型压力盒，得到围岩-支护结构之间的压力。
61.b.上下台阶法
62.请参阅图1以及图7，隧道模型开挖前操作同全断面开挖法，不同之处在于，台阶法隧道开挖与支护时，隧道开挖块9由两块开挖块组成，两块开挖块分别连接两根螺纹杆7，同时，可更换面板4-1-1上具有两个抽管孔，且其与对应的螺纹杆7连接，通过计算机控制系统6控制抽管装置4-1中的电机的运转，进而控制两根螺纹杆7的抽管顺序、抽管长度和抽管速率，最终控制隧道开挖块9的开挖顺序、开挖进尺和开挖速率。台阶法隧道开挖时，按照一定的速率，先抽出上部隧道开挖块9至一定距离，然后根据试验要求的开挖进尺，上下隧道开挖块9按照同样的速率、进尺抽出。
63.c.单侧壁导坑法开挖
64.请参阅图1以及图8，隧道模型开挖前操作同全断面开挖法，不同之处在于，单侧壁导坑法隧道开挖与支护时，隧道开挖块9由三块开挖块组成，三块开挖块分别连接三根螺纹杆7，同时，可更换面板4-1-1上具有三个抽管孔，且其与对应的螺纹杆连接，通过计算机控制系统6控制抽管装置4-1中的电机的运转，进而控制三根螺纹杆7的抽管顺序、抽管长度和抽管速率，最终控制隧道开挖块9的开挖顺序、开挖进尺和开挖速率。单侧壁导坑法隧道开挖时，根据试验要求的开挖进尺，按照一定速率，先抽出左上部隧道开挖块9至一定距离，然后依次抽出右上部隧道开挖块9、左下隧道开挖块9至一定距离。
65.d.中隔壁法开挖与支护
66.请参阅图1以及图9，隧道模型开挖前操作同全断面开挖法，不同之处在于，中隔壁法隧道开挖与支护时，隧道开挖块9由四块开挖块组成，四块开挖块分别连接四根螺纹杆7，同时，可更换面板4-1-1上具有四个抽管孔，且其与对应的螺纹杆7连接，通过计算机控制系统控制抽管装置4-1中的电机的运转，进而控制四根螺纹杆7的抽管顺序、抽管长度和抽管速率，最终控制隧道开挖块9的开挖顺序、开挖进尺和开挖速率。中隔壁法隧道开挖时，根据试验要求的开挖进尺，按照一定速率，依次抽出左上、左下、右上、右下开挖块至一定距离。
67.e.双侧壁导坑法开挖与支护
68.请参阅图1以及图10，隧道模型开挖前操作同全断面开挖法，不同之处在于，双侧壁导坑法隧道开挖与支护时，隧道开挖块9由六块开挖块组成，六块开挖块分别连接六根螺纹杆7，同时，可更换面板4-1-1上具有六个抽管孔，且其与对应的螺纹杆7连接，通过计算机控制系统控制抽管装置4-1中的电机的运转，进而控制六根螺纹杆7的抽管顺序、抽管长度和抽管速率，最终控制隧道开挖块9的开挖顺序、开挖进尺和开挖速率。双侧壁导坑法隧道开挖时，根据试验要求的开挖进尺，按照一定速率，依次抽出左上、左下、右上、右下、中上、中下开挖块至一定距离。
69.以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

技术特征：
1.一种模拟多种工法开挖与支护的试验装置，其特征在于，包括：加载装置(2)、模型箱(3)和计算机控制系统(6)；加载装置(2)用于对模型箱(3)进行加载，模型箱(3)连接有可移动式开挖驱动装置(4)，计算机控制系统(6)分别与加载装置(2)和可移动式开挖驱动装置(4)连接；模型箱(3)正面设有贯穿于模型箱(3)的整个隧道断面的支护薄管(8)，支护薄管(8)内连接有隧道开挖块(9)，所述隧道开挖块(9)由若干个开挖块组成，所述隧道开挖块(9)连接有螺纹杆(7)；可移动式开挖驱动装置(4)上设置有抽管装置(4-1)，抽管装置(4-1)能够控制螺纹杆(7)的抽管顺序、抽管长度和抽管速率。2.根据权利要求1所述的一种模拟多种工法开挖与支护的试验装置，其特征在于，模型箱(3)还连接有突涌水模拟装置(5)，所述突涌水模拟装置(5)包括供压装置(5-1)、软管、调压装置(5-3)和储水体(5-6)，供压装置(5-1)与调压装置(5-3)之间、储水体(5-6)与调压装置(5-3)之间均通过软管连接，调压装置(5-3)与计算机控制系统(6)连接。3.根据权利要求1或2所述的一种模拟多种工法开挖与支护的试验装置，其特征在于，还包括自平衡式隧道模型加载反力架(1)，加载装置(2)设置在自平衡式隧道模型加载反力架(1)上。4.根据权利要求1或2所述的一种模拟多种工法开挖与支护的试验装置，其特征在于，所述模型箱(3)包括荷载转化装置和箱体，荷载转化装置包括加载板(3-6)和垫条(3-7)，若干个垫条(3-7)设置在加载板(3-6)下面，荷载转化装置能够嵌入箱体内部，支护薄管(8)设置在箱体内部。5.根据权利要求4所述的一种模拟多种工法开挖与支护的试验装置，其特征在于，箱体包括可拆卸式板块、侧面固定板块(3-4)和前后固定板块(3-5)，可拆卸式板块侧面设置有凸块(3-1-1)，前后固定板块(3-5)侧面设置有与凸块(3-1-1)滑动连接的凹槽(3-5-1)；可拆卸式板块上设置有开挖断面通孔(3-2-1)，支护薄管(8)设置在开挖断面通孔(3-2-1)中。6.根据权利要求5所述的一种模拟多种工法开挖与支护的试验装置，其特征在于，所述箱体由透明材料制成。7.根据权利要求1或2所述的一种模拟多种工法开挖与支护的试验装置，其特征在于，可移动式开挖驱动装置(4)还包括依次连接的升降杆(4-2)、升降套筒(4-3)、滑块(4-4)、滑轨(4-5)和小车(4-6)，抽管装置(4-1)设置在升降杆(4-2)顶部。8.根据权利要求7所述的一种模拟多种工法开挖与支护的试验装置，其特征在于，所述抽管装置(4-1)两侧连接有可更换面板(4-1-1)，可更换面板(4-1-1)上设有若干个抽管孔，抽管孔与螺纹杆(7)相配合。9.根据权利要求8所述的一种模拟多种工法开挖与支护的试验装置，其特征在于，抽管装置(4-1)内部设置有多个电机，滑轨(4-5)前后两端设置有限位块。10.权利要求1～9任意一项所述的一种模拟多种工法开挖与支护的试验装置的测试方法，其特征在于，根据不同的开挖工法选择对应的可更换面板(4-1-1)、隧道开挖块(9)和不同数量的螺纹杆(7)，通过计算机控制系统(6)控制抽管装置(4-1)，将隧道开挖块(9)按照设定的速度抽出，完成不同的工法的开挖与支护。

技术总结
本发明公开了一种模拟多种工法开挖与支护的试验装置及其测试方法，属于岩土工程技术领域。该装置包括加载装置、模型箱和计算机控制系统；加载装置用于对模型箱进行加载，模型箱连接有可移动式开挖驱动装置，计算机控制系统分别与加载装置和可移动式开挖驱动装置连接；模型箱正面设有贯穿于模型箱的整个隧道断面的支护薄管，支护薄管内连接有隧道开挖块，由若干个开挖块组成的隧道开挖块连接有螺纹杆；可移动式开挖驱动装置上设置有抽管装置，抽管装置能够控制螺纹杆的抽管顺序、抽管长度和抽管速率。该装置能对抽管方式和抽管速率进行调节，以模拟隧道不同的开挖方法和开挖速率，实现多种工法开挖与支护的模拟。实现多种工法开挖与支护的模拟。实现多种工法开挖与支护的模拟。


技术研发人员：范祥 冯稳稳 王彦凯 王乐 吴睿
受保护的技术使用者：长安大学
技术研发日：2023.05.31
技术公布日：2023/8/14