隧道施工过程大比尺模型测试系统

    为了研究不同隧道开挖方法的施工力学过程，开发了大型三维模型试验系统。隧道施工过程中的大型模型试验系统是一种自动液压控制系统，具有压力高、保压时间长、阶跃加载稳定等特点。在现有地质力学相似材料的基础上，可满足各种地下工程三维和平面地质力学模型试验的要求。在此基础上，通过大量不同材料配比和力学参数的试验，得到了满足Ⅴ类软岩的相似材料配比。在铁路隧道施工过程中进行了大型三维地质力学模型试验，真实模拟了隧道在开挖和支护过程中的力学变化过程。试验结果表明，该系统稳定可靠，可广泛应用于其他地下工程的地质力学模型试验。研究方法、技术和成果对类似工程研究具有一定的借鉴和指导意义。

隧道施工过程大比尺模型测试系统每个测试模块都符合国际岩土力学学会的要求

车身样本尺寸：1500mm×1500mm×1500mm长×宽×高）；

试验空间尺寸精度<0.5mm；

主机外形：≈ 3500mm×3500m×2400mm长×宽×高）；

主机刚度大于10.0mn/mm，主机满载变形小于0.1mm（变形采用光学测量监测）；

试样变形测量范围：-19999～19999με

加载速率：0.1～1.0kn/s，加载精度：<±1.0%F.s，加载分辨率：0.05kn；

负载保持精度：<±1.0%F.S，负载保持时间≥ 72.0小时；

气动系统压力：1.6Mpa；控制精度：0.01Mpa；

土样垂直大压力：0.6MPa，垂直增加荷载：1350.0kn；

垂直加载行程：0～150.0mm；

垂直加载点：36.0，垂直单点大加载能力：40.0kn；系统采用多点加载，每个加载点可分别加载运动，每个加载点可同步加载同步运动或异步运动；

土样侧向大压力：0.6MPa，侧向增加荷载1350.0kn/side；

侧向加载行程：0～150.0mm；

横向加载点：144.0，横向单点大加载能力：40.0kn；系统采用多点加载，每个加载点可分别加载运动，每个加载点可同步加载同步运动或异步运动；

横向运动与载荷同步差：＜0.2kn；

加载和卸载应力值可编程；