利用水下隧道相似模型试验平台填充相似试验材料的方法与流程

本发明属于水下隧道相似模型试验技术领域，尤其是一种利用水下隧道相似模型试验平台填充相似试验材料的方法。

背景技术：

水下隧道相似模型试验需要建立稳定可控的水压环境来模拟真实的水下环境，而水下隧道相似模型试验平台是实现水下隧道相似模型试验的基本条件。

结合图1-2，水下隧道相似模型试验平台主要由顶盖1、平台正面2、平台侧壁3、.顶部千斤顶4、顶部开合拉杆5、侧壁千斤顶6及护栏7构成，为叙述简便将水下隧道相似模型试验平台简称为试验平台，该试验平台是具有一定空间尺寸的长方体，并具有应力加载和水压密封能力，在该试验平台的顶部配置有注水口8而在其底部配置有排水口9，在该试验平台内形成填料空间A。

水下隧道相似模型试验时在填料空间A内自下而上分层填充相似试验材料，而现在的问题是：

1、相似试验材料在水压作用下易出现局部沉陷，靠近排水口9处容易随水流排出而形成空洞，因此在试验过程中必须充分考虑水压作用对相似试验材料的影响；

2、相似试验材料填充不当时，注水时在注水口8处对相似试验材料易造成冲刷，直接影响相似试验材料的结构完整性。

3、排水时容易在相似试验材料内部形成空洞，使其产生更严重的破坏。

技术实现要素：

为解决上述问题，本方法提供了一种利用水下隧道相似模型试验平台填充相似试验材料的方法，该方法可以有效避免水下隧道相似模型试验平台在注水或是排水过程对相似试验材料产生的破坏，从而保证相似试验材料在水下隧道相似模型试验过程中的完整性，进而保障水下隧道相似模型试验结果的可靠性。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

利用水下隧道相似模型试验平台填充相似试验材料的方法，该水下隧道相似模型试验平台包含有顶盖、平台正面、平台侧壁、顶部千斤顶、顶部开合拉杆、侧壁千斤顶及护栏，在该试验平台的顶部配置有注水口而在其底部配置有排水口且其内部形成填料空间，本发明的特征是：

⑴在排水口处加设双层30目不锈钢滤网；

⑵在填料空间的底层先填充铺设一层10cm厚的混合物，所述混合物由粗砂和碎石构成，粗砂和碎石的配比是：粗砂：碎石=1：1；

⑶将所述混合物夯实后再在填料空间内填充相似试验材料；

⑷在相似试验材料的顶部填充铺设一层10cm厚的重晶石并夯实；

⑸在夯实的重晶石层上配钻纵横孔间隔均为15cm的数个钻孔，每个钻孔的深度控制在10cm，每个钻孔的孔径控制在10mm，之后在每个钻孔内放置长度为10cm的PVC管；

⑹通过注水口向填料空间内的相似试验材料缓慢注水，通过每个钻孔内放置的PVC管来观察填料空间内的水位高度情况，该水位高度情况以各PVC管上端的水不溢出为标准，之后按常规水下隧道相似模型试验要求开始正常试验即可。

由于采用如上所述技术方案，本发明产生如下积极效果：

1、通过在填料空间A底层填充铺设一层粗砂碎石混合物，可以有效保证排水过程中的出水稳定，并不带出相似试验材料。

2、通过在相似试验材料的顶部填充铺设一层重晶石，并钻孔放置PVC管收下导流，保证了在水下隧道相似模型试验的注水过程不还对相似试验材料产生冲刷。

3、通过在相似试验材料的顶部填充铺设一层重晶石以及在填料空间A底层填充铺设一层粗砂碎石混合物，有效保证了水下隧道相似模型试验过程中相似试验材料的完整性，进而保障了水下隧道相似模型试验的可靠性。

附图说明

图1是试验平台的结构示意简图。

图2是试验平台打开时的结构示意简图。

上述图中：1-顶盖；2-平台正面；3-平台侧壁；4-顶部千斤顶；5-顶部开合拉杆；6-侧壁千斤顶；7-护栏；8-注水口；9-排水口；A-填料空间。

具体实施方式

本发明是一种利用水下隧道相似模型试验平台填充相似试验材料的方法，本发明无意改变水下隧道相似模型试验平台的结构，只在排水口处加设双层30目不锈钢滤网并对相似试验材料的填充方式进行细化改进。

结合图1-2，水下隧道相似模型试验平台包含有顶盖1、平台正面2、平台侧壁3、顶部千斤顶4、顶部开合拉杆5、侧壁千斤顶6及护栏7，在该试验平台的顶部配置有注水口8而在其底部配置有排水口9且其内部形成填料空间A。

本发明的所述技术方案如前所述，不另赘述。

在本发明的所述技术方案中，需要说明的是：

1、在排水口处加设双层30目不锈钢滤网，可以有效防止所述混合物或是相似试验材料的溢出。

2、在填料空间A的底层填充铺设一层粗砂和碎石混合物，有效保证了在排水过程中的出水稳定且不带出相似试验材料。

3、在相似试验材料的顶部填充铺设一层重晶石并钻孔埋置PVC管，PVC管呈均布的纵横网格状，充分保证了在水下隧道相似模型试验的注水过程不还对相似试验材料产生冲刷。

其它未述部分按常规水下隧道相似模型试验要求即可。

通过本发明所述技术方案行之有效的细化改进，可以明显看出：避免了水下隧道相似模型试验平台在注水或是排水过程对相似试验材料产生的破坏，从而保证相似试验材料在水下隧道相似模型试验过程中的完整性，进而保障水下隧道相似模型试验结果的可靠性。