本发明公开了一种用于隧道突水模型试验的承载供水装置及其使用方法，包括承载供水箱，所述承载供水箱包括顶板、底板和侧板，所述顶部、底板分别和侧板焊接连接，所述顶板的四角均设有进水孔；所述承载水箱的内部设有多个横向肋板和纵向肋板，所述横向肋板和纵向肋板之间的连接方式为“十”形拼接，所述底板上设有多个均匀分布的渗水孔，所述承载供水箱的内部中央设有一个起吊圆筒，所述顶板上还设有两个排气孔。本装置功能更多样化，兼具水箱和承载的功能，试验模拟与实际情况更为接近，试验结果更精确，为隧道突水突泥前兆信息规律的研究提供好的试验条件，试验可靠性更高。
1.一种用于隧道突水模型试验的承载供水装置，其特征在于，包括承载供水箱，所述承载供水箱包括顶板、底板和侧板，所述顶板、底板分别和侧板焊接连接，所述顶板的四角均设有进水孔；所述承载水箱的内部设有多个横向肋板和纵向肋板，所述横向肋板和纵向肋板之间的连接方式为“十”形拼接，所述底板上设有多个均匀分布的渗水孔，所述承载供水箱的内部中央设有一个起吊圆筒。
2.根据权利要求1所述的一种用于隧道突水模型试验的承载供水装置，其特征在于，所述顶板上还设有两个排气孔。
3.根据权利要求2所述的一种用于隧道突水模型试验的承载供水装置，其特征在于，所述排气孔与排气管相连，所述排气管上设有阀门。
4.根据权利要求1所述的一种用于隧道突水模型试验的承载供水装置，其特征在于，所述进水孔与供水管相连。
5.根据权利要求2所述的一种用于隧道突水模型试验的承载供水装置，其特征在于，所述顶板和底板上与起吊圆筒相对应的位置上均设有圆形的起吊孔。
6.根据权利要求5所述的一种用于隧道突水模型试验的承载供水装置，其特征在于，所述排气孔和起吊孔的中心位于同一直线上。
7.根据权利要求1所述的一种用于隧道突水模型试验的承载供水装置，其特征在于，所述渗水孔之间的间距为50mm。
8.根据权利要求1所述的一种用于隧道突水模型试验的承载供水装置，其特征在于，所述承载供水箱内部还设有多个斜向肋板，所述斜向肋板与相邻的横向肋板和纵向肋板形成千斤顶承载位置。
9.根据权利要求8所述的一种用于隧道突水模型试验的承载供水装置，其特征在于，所述横向肋板、纵向肋板和斜向肋板上均设有流通孔。
10.基于权利要求5所述的一种用于隧道突水模型试验的承载供水装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)在千斤顶承载位置对承载供水箱施压，模拟隧道上部围岩自重形成的应力，承载至一定程度时停止加压；
(3)密封后，通过供水管经进水孔向承载供水箱内注水，待到排气孔有水溢出时，暂停加水，一段时间后，继续加水，直至水通过渗水孔渗入到承载供水箱下部土体中，并达到饱和状态；
(4)通过起吊孔将承载供水箱移开，清理承载供水箱。
一种用于隧道突水模型试验的承载供水装置及其使用方法
技术领域
[0001] 本发明主要涉及一种用于隧道突水模型试验的承载供水装置及其使用方法。
背景技术
[0002] 目前深部岩体工程问题已成为岩石力学与工程领域研究的热点及重点问题。针对深部岩体复杂的力学变形特性，一方面要借助理论研究，另一方面，还必须借助地质力学模型试验进行研究。要开展地质力学模型试验，就必须拥有模型试验装置。
[0003] 由于模型试验手段在解决新的复杂工程现象方面的优势，模型试验系统愈加受到重视，由平面向真三维方向发展。地质力学模型试验可模拟多种地质条件，开采条件下的巷道围岩变形破坏特征，直观反映所研究系统地物理、力学现象，弥补理论分析与现场试验的不足。在满足相应原理的前提下，能够更加准确地对现场方案实施效果进行提前测试，有效避免工程施工后由于方案不合理造成的安全与经济问题。模型试验具有其独特的优越性，在国内外岩土与采矿工程界得到了广泛应用，称为开展地下工程研究的必要手段。
[0004] 目前隧道突水突泥地质模型试验模型还存在实验时无法模拟隧道上部围岩自重形成的应力，供水不足的问题，因此，急需一种兼供水和承载的装置。
发明内容
[0005] 为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种用于隧道突水模型试验的承载供水装置及其使用方法，为隧道突水突泥地质模型试验的模型架提供水源，并可均匀传递载荷，与现有技术相比，本装置功能更多样化，兼具水箱和承载的功能，试验模拟与实际情况更为接近，试验结果更精确，为隧道突水突泥前兆信息规律的研究提供好的试验条件，试验可靠性更高。
[0006] 本发明所采用的技术方案是：
[0007] 一种用于隧道突水模型试验的承载供水装置，其特征在于，包括承载供水箱，所述承载供水箱包括顶板、底板和侧板，所述顶部、底板分别和侧板焊接连接，所述顶板的四角均设有进水孔；所述承载水箱的内部设有多个横向肋板和纵向肋板，所述横向肋板和纵向肋板之间的连接方式为“十”形拼接，所述底板上设有多个均匀分布的渗水孔，所述承载供水箱的内部中央设有一个起吊圆筒。
[0008] 进一步的，所述顶板上还设有两个排气孔。
[0009] 进一步的，所述排气孔与排气管相连，所述排气管上设有阀门。
[0010] 进一步的，所述进水孔与供水管相连。
[0011] 进一步的，所述顶板和底板上与起吊圆筒相对应的位置上均设有圆形的起吊孔。
[0012] 进一步的，所述排气孔和起吊孔的中心位于同一直线上。
[0013] 进一步的，所述渗水孔之间的间距为50mm。
[0014] 进一步的，所述承载供水箱内部还设有多个斜向肋板，所述斜向肋板与相邻的横向肋板和纵向肋板形成千斤顶承载位置。
[0015] 进一步的，所述横向肋板、纵向肋板和斜向肋板上均设有流通孔。
[0016] 一种用于隧道突水模型试验的承载供水装置的使用方法，包括以下步骤：
[0017] (1)在千斤顶承载位置对承载供水箱施压，模拟隧道上部围岩自重形成的应力，承载至一定程度时停止加压；
[0018] (2)对承载供水箱的两侧和顶部进行密封处理；
[0019] (3)密封后，通过供水管经进水孔向承载供水箱内注水，待到排气孔有水溢出时，暂停加水，一段时间后，继续加水，直至水通过渗水孔渗入到承载供水箱下部土体中，并达到饱和状态；
[0020] (4)通过起吊孔将承载供水箱移开，清理承载供水箱。
[0021] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0022] (1)本发明在三维富水断层隧道突水突泥前兆信息模型试验系统中，既为试验系统提供水源，也可传递荷载，在水箱内部加入肋板进行固定，保证水箱能够承受载荷压力，设置多个肋板的目的在于可以平均分配载荷重量，保证水箱整体结构可以保持平衡，防止出现受力不均导致水箱破裂的现象；
[0023] (2)本发明在实现承载供水过程中可实现均匀传载，均匀渗水，模拟试验效果更接近实际情况；
[0024] (3)本发明密封性好，强度和刚度大，能够承受较大的压力，保证试验装置的稳定性；
[0025] (4)本发明的承载供水装置的结构简单，易于组装操作，适用范围更广。
附图说明
[0026] 图1是本发明的俯视图；
[0027] 图2是本发明的内部结构图；
[0028] 图3是本发明的侧视图；
[0029] 其中，1、进水孔，2、排气孔，3、千斤顶承载位置，4、起吊孔，5、横向肋板，6、流通孔，7、渗水孔，8、纵向肋板，9、斜向肋板，10、顶板。
具体实施方式
[0030] 下面结合附图对本发明进一步说明。
[0031] 如图1-3所示，一种用于隧道突水模型试验的承载供水装置，包括承载供水箱，所述承载供水箱包括顶板10、底板和侧板，所述顶板、底板分别和侧板焊接连接。
[0032] 所述顶板10的四角均设有进水孔1，所述进水孔1的直径为25mm，所述进水孔1与供水管相连，为装置提供水源。
[0033] 所述承载水箱的内部设有多个横向肋板5和纵向肋板7，所述横向肋板5和纵向肋板8之间的连接方式为“十”形拼接，所述横向肋板5和纵向肋板8的厚度为10mm，所述承载供水箱内部还设有多个斜向肋板9，所述斜向肋板与相邻的横向肋板和纵向肋板形成千斤顶承载位置，用于支撑千斤顶的承载，增强水箱承载强度；为了方便供水装置内部水源均匀流通，所述横向肋板和纵向肋板上均设有直径为25mm的流通孔6。
[0034] 所述底板上设有多个均匀分布的渗水孔7，所述渗水孔7之间的间距为50mm。
[0035] 所述承载供水箱的内部中央设有一个起吊圆筒；所述顶板和底板上与起吊圆筒相对应的位置上均设有圆形的起吊孔4，用于将装置吊装就位。
[0036] 所述顶板上还设有两个排气孔2，所述排气孔和起吊孔的中心位于同一直线上，所述排气孔2与排气管相连，所述排气管上设有阀门，待试验装置内填料达到饱和状态，装置内气体全部排出，排气管开始涌水，关闭排气管。
[0037] 承载供水装置的使用方法，包括以下步骤：
[0038] (1)在千斤顶承载位置对承载供水箱施压，模拟隧道上部围岩自重形成的应力，承载至一定程度时停止加压；
[0039] (2)对承载供水箱的两侧和顶部进行密封处理，避免水溢出影响试验准确度；
[0040] (3)密封后，通过供水管经进水孔向承载供水箱内注水，待到排气孔有水溢出时，暂停加水，一段时间后，继续加水，直至水通过渗水孔渗入到承载供水箱下部土体中，并达到饱和状态；
[0041] (4)通过起吊孔将承载供水箱移开，清理水箱。
[0042] 本发明在三维富水断层隧道突水突泥前兆信息模型试验系统中，既为试验系统提供水源，也可传递荷载，在水箱内部加入肋板进行固定，保证水箱能够承受载荷压力，设置多个肋板的目的在于可以平均分配载荷重量，保证水箱整体结构可以保持平衡，防止出现受力不均导致水箱破裂的现象；实现承载供水过程中可实现均匀传载，均匀渗水，模拟试验效果更接近实际情况。
[0043] 上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
