為了研究不同隧道開挖方法的施工力學(xué)過程,開發(fā)了大型三維模型試驗(yàn)系統(tǒng)。系統(tǒng)最自動(dòng)液壓控制系統(tǒng)具有壓力高、保壓時(shí)間長、階躍加載穩(wěn)定的特點(diǎn),可滿足現(xiàn)有地質(zhì)力學(xué)相似材料基礎(chǔ)上各種地下工程三維和平面地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)的要求,在此基礎(chǔ)上,通過大量不同材料比和力學(xué)參數(shù)試驗(yàn),得出了滿足Ⅴ類軟弱圍巖的相似材料比,對鐵路隧道施工過程進(jìn)行了大型三維地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn),真實(shí)模擬了隧道在開挖和支護(hù)過程中的力學(xué)變化過程。試驗(yàn)結(jié)果表明,該系統(tǒng)穩(wěn)定可靠,可廣泛應(yīng)用于其他地下工程的地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)研究。研究方法、技術(shù)和成果對類似工程研究具有一定的參考和指導(dǎo)意義。
每個(gè)測試模塊都符合國際巖土力學(xué)學(xué)會(huì)的要求
車身樣本尺寸:1500mm×1500mm×1500mm長×寬×高);
試驗(yàn)空間尺寸精度<0.5mm;
主機(jī)外形:≈ 3500mm×3500m×2400mm長×寬×高);
主機(jī)剛度大于10.0mn/mm,主機(jī)滿載變形小于0.1mm(變形采用光學(xué)測量監(jiān)測);
試件變形測量范圍:-19999~19999με
加載速率:0.1~1.0kn/s,加載精度:<±1.0%F.s,加載分辨率:0.05kn;
負(fù)載保持精度:<±1.0%F.S,負(fù)載保持時(shí)間≥ 72.0小時(shí);
氣動(dòng)系統(tǒng)壓力:1.6Mpa;控制精度:0.01Mpa;
土樣垂直大壓力:0.6MPa,垂直增加荷載:1350.0kn;
垂直加載行程:0~150.0mm;
垂直加載點(diǎn):36.0,垂直單點(diǎn)大加載能力:40.0kn;系統(tǒng)采用多點(diǎn)加載,每個(gè)加載點(diǎn)可分別加載運(yùn)動(dòng),每個(gè)加載點(diǎn)可同步加載同步運(yùn)動(dòng)或異步運(yùn)動(dòng);
土樣側(cè)向大壓力:0.6MPa,側(cè)向增加荷載1350.0kn/side;
側(cè)向加載行程:0~150.0mm;
橫向加載點(diǎn):144.0,橫向單點(diǎn)大加載能力:40.0kn;系統(tǒng)采用多點(diǎn)加載,每個(gè)加載點(diǎn)可分別加載運(yùn)動(dòng),每個(gè)加載點(diǎn)可同步加載同步運(yùn)動(dòng)或異步運(yùn)動(dòng);
橫向運(yùn)動(dòng)與載荷同步差:<0.2kn;
加載和卸載應(yīng)力值可編程;
巷道大比例試驗(yàn)系統(tǒng),大比例巷道錨桿支護(hù)相似模擬試驗(yàn),大型盾構(gòu)掘進(jìn)模擬試驗(yàn)平臺(tái)