(19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202222018261.9 (22)申请日 2022.08.02 (73)专利权人 重庆交通大 学 地址 400000 重庆市南岸区学府大道6 6号 专利权人 广西新发展交通 集团有限公司 　 广西交通设计集团有限公司 (72)发明人 伍汉　刘家庆　林志　何廷全　 邵羽　刘先林　唐正辉　李明智　 (74)专利代理 机构 重庆纵义天泽知识产权代理 事务所(普通 合伙) 50272 专利代理师 舒梦来 (51)Int.Cl. G01N 3/08(2006.01) G01N 3/02(2006.01) (54)实用新型名称 一种可观测围岩变形的模块化缩尺隧道模 型试验环境箱 (57)摘要 本实用新型涉及用于隧道工程领域， 特别涉 及一种可观测围岩变形的模块化缩尺隧道模型 试验环境箱。 包括模型试验箱 体和模拟土层施加 压力的加载装置； 所述模型试验箱体包括角钢、 观测窗框、 观测窗栓、 透明亚克力板、 正面第三 层、 第二层、 第一层钢板； 背 面第三层、 第二层、 第 一层钢板； 侧面第三层、 二层、 第一层钢板， 空心 螺栓和底部钢板； 角钢 与正面以及侧面三层钢板 固定连接； 每层正面以及侧面钢板通过空心螺栓 固定连接； 所述加载装置包括槽钢、 工字钢和角 钢； 槽钢、 工字钢和角钢三者固定连接； 形成一个 方形框架， 模型试验箱体位于反力架内， 本方案 通过观测窗位置更真实、 全面、 直观、 准确地观测 出围岩内部 变化。 权利要求书1页 说明书3页 附图4页 CN 218157275 U 2022.12.27 CN 218157275 U 1.一种可观测围岩变形的模块化缩尺隧道模型试验环境箱， 包括模型试验箱体和模拟 土层施加压力的加载装置； 所述模型试验箱体包括螺栓和底部钢板； 正面、 背面和侧面均设 有多个矩形钢板； 矩形钢板宽度方向上设有螺纹孔， 矩形钢板长度方向上固定设有第一角 钢且第一角钢上设有与 矩形板宽度方向螺纹孔所对应的螺纹孔； 矩形钢板宽度方向上设有 第二角钢且第二角钢上设有与矩形钢板宽度方向螺纹孔所对应的螺纹孔； 底部钢板四周设 有与矩形钢板长度方向以及宽度方向螺纹孔所对应的螺纹孔； 所述加载装置包括槽钢、 工 字钢和第三角钢； 槽钢、 工字钢和第三角钢三者固定连接； 形成一个反力架， 模型试验箱体 位于反力架内， 其特征在于， 还包括观测窗框、 观测窗栓和透明亚克力板； 观测窗框位于背 面、 正面或者侧面至少一块矩形钢板上； 观测窗栓 设有空心限位孔； 观测窗栓固定于观测窗 框上； 透明亚克力板设有插销； 透明亚克力板与观测窗栓配合设定 。 2.根据权利要求1所述的一种可观测围岩变形的模块化缩尺隧道模型试验环境箱， 其 特征在于： 所述底部钢板、 正面、 背面和侧面矩形钢板均通过所述螺栓、 第一角钢和第二角 钢固定连接 。 3.根据权利要求2所述的一种可观测围岩变形的模块化缩尺隧道模型试验环境箱， 其 特征在于： 所述螺栓为空心螺栓且螺栓中心滑动设有弹簧插销， 插销底部周边还设有弹簧、 限位块， 限位块通过弹簧与插销固定连接 。 4.根据权利要求2所述的一种可观测围岩变形的模块化缩尺隧道模型试验环境箱， 其 特征在于： 所述 正面、 背面和 侧面矩形钢板均为钨铬钢材质的钢板 。 5.根据权利要求1所述的一种可观测围岩变形的模块化缩尺隧道模型试验环境箱， 其 特征在于： 所述加载装置为钨钢材质的加载装置 。 6.根据权利要求1所述的一种可观测围岩变形的模块化缩尺隧道模型试验环境箱， 其 特征在于： 所述透明亚克力板上插销为橡胶材质的插销。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 218157275 U 2一种可观测围岩变形的模块化缩 尺隧道模型试验环境箱 技术领域 [0001]本实用新型涉及用于隧道工程领域， 特别涉及一种可观测围岩变形的模块化缩尺 隧道模型 试验环境箱。 背景技术 [0002]近年来， 由于我国经济的高速发展， 国家对交通基础设施领域的大力投资， 使得我 国道路交通得到飞速发展。 我国是一个多山、 丘陵国家， 尤其西部腹地更是山岭重重， 由于 公路对线路和坡度的特殊要求， 使得隧道成为我国公路、 铁路越岭的最优方案， 在我国交通 建设中占有很大比例 。 由于隧道工程所处地质条件的复杂性和随机性， 有时仅仅靠计算分 析难以获得令人满意的结果。 诸多相关研究表明， 对各种情况下隧道围岩的力学行为、 变形 与破坏机理的研究， 不仅具有重要的理论意义， 还能够科学 的指导隧道工程的设计、 施工， 以降低工程建设成本、 提高工程的安全性水平。 目前， 现代岩土工程理论与实践研究离不开 模型试验研究。 模型试验由于是真实的物理实体， 当它在基本满足相似原理的条件下， 能避 开数学和力学上的困难， 真实、 全面、 直观、 准确地反映隧道围岩支护体系各方面的变化和 影响， 使人们能够认识隧道围岩支护结构相互作用机理， 更加深入了解隧道围岩的力学性 质。 [0003]目前， 现有隧道模型试验装置不能够直接观察隧道重点部位的围岩变化情 况以及 影响范围等， 而且现有装置的刚度不够， 在力的不断增加过程中容易引起其整体结构变形， 导致模型试验与实际情况不符合， 使测得 数据不够准确往 往浪费了人力、 物力的浪费。 实用新型内容 [0004]本方案的目的在于提供一种可观测围岩变形的模块化缩尺隧道模型试验环境箱， 以解决不能够直接观察隧道重点部位的围岩变化情况以及影响范围 问题。 [0005]为了达到上述目的， 本方案提供如下技术方案： 一种可观测围岩变形的模块化缩 尺隧道模型试验环境箱， 包括模型试验箱体和模拟土层施加压力的加载装置。 模型试验箱 体包括螺栓和底部钢板。 正面、 背面和侧面均设有多个矩形钢板， 矩形钢板宽度方向上设有 螺纹孔， 矩形钢板长度方向上固定 设有第一角钢且第一角钢上设有与矩形板宽度方向螺纹 孔所对应的螺纹孔。 矩形钢板宽度方向上设有第二角钢且第二角钢上设有与 矩形钢板宽度 方向螺纹孔所对应的螺纹孔。 底部钢板四周设有与 矩形钢板长度方向以及宽度方向螺纹孔 所对应的螺纹孔。 加载装置包括槽钢、 工字钢和第三角钢， 槽钢、 工字钢和第三角钢三者固 定连接， 形成一个反力架。 模型试验箱体位于反力架内， 还包括观测窗框、 观测窗栓和透明 亚克力板。 观测窗框位于背面、 正面或者侧面至少一块矩形钢板上， 观测窗栓设有空心限位 孔， 观测窗栓固定于观测窗框上， 透明亚克力板设有插销， 透明亚克力板与 观测窗栓配合设 定。 [0006]本方案的工作原理： 人工组装好加载装置， 在由下而上逐级组装模块化试验箱， 填 土时跟随试验箱的安装步骤， 由下而上逐级组装试验箱、 并逐级填土、 逐级压实， 在对有透说　明　书 1/3 页 3 CN 218157275 U 3