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申请/专利权人：华南理工大学

摘要：本发明公开一种外部环境耦合作用下隧洞口边坡物理模拟试验装置及方法，包括；渗透系统、冻融系统、模型组件、分析机构和振动台。首先根据现场情况进行缩尺边坡模型制作；本发明的渗透系统由模拟模型箱上部的降雨机构和布设在隧洞口边坡内部的渗透系统共同构成，边坡内部的渗透系统用来模拟存在地下水的影响以及雨水渗流的影响；冻融系统由制冷单元和加热单元组成，设置在模型箱的上方，模拟实际环境下的冻融作用；振动台设置在整个模型箱的下方，承载模型箱并进行地震动模拟；本发明可以模拟隧洞口边坡所处的渗流、冻融及地震等严苛环境，为隧洞口边坡的防灾减灾研究提供一个集成试验平台。

主权项：1.一种外部环境耦合作用下隧洞口边坡物理模拟试验装置，其特征在于，包括：振动台3，用于对外提供三向的振动波；模型组件，用于模拟隧洞口边坡，所述模型组件包括模型箱和模型，所述模型设置于所述模型箱内腔底部；所述模型箱为侧壁透明顶面开放的立方体结构；所述模型箱放置于所述振动台3顶面；所述模型箱内腔一侧壁顶端固接有若干可拆卸轨道21；所述模型箱内腔设置有温度计28；渗透系统，用于模拟雨水的渗流作用以及地下水的存在对边坡结构性能的影响，所述渗透系统设置于所述模型箱内腔顶端并与所述可拆卸轨道21滑动连接；冻融系统，用于模拟自然界的冻融作用；所述冻融系统设置于所述模型箱内腔顶端并与所述可拆卸轨道21滑动连接；分析机构，用于收集试验过程中的数据并进行分析，所述分析机构设置于所述模型箱远离所述模型的一侧面外侧，并与所述模型箱正对设置；所述模型包括边坡模型13和隧道模型15；所述隧道模型15嵌设于所述边坡模型13内；所述渗透系统包括降雨单元和渗水软管14，所述渗水软管14设置于所述边坡模型13内；所述降雨单元包括支架27和若干喷头17，所述可拆卸轨道21与所述支架27滑动连接；若干所述喷头17固定安装于所述支架27上，所述喷头17与电子总阀8固接并连通；所述电子总阀8与水泵9固接并连通；所述水泵9与水箱12固接并连通；所述水泵9集成有调速器10和稳压器11用于稳定输出恒定压力的水流；所述喷头17与电子总阀8之间串联有电子分阀6和流量计7；所述渗水软管14分别通过所述电子分阀6、所述流量计7与所述电子总阀8固接并连通；所述冻融系统包括加热单元和制冷单元；所述加热单元包括散热管19和所述支架27，所述支架27与所述可拆卸轨道21滑动连接，所述散热管19固定安装于所述支架27上；所述散热管19外接有电子加热装置；所述制冷单元包括散发管20，所述散发管20外接有制冷设备26；所述散发管20固定安装于所述支架27上，固定安装有所述散发管20的所述支架27与所述可拆卸轨道21滑动连接。

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