一种隧道围岩巨石垮塌大比尺模拟试验装置

1.一种隧道围岩巨石垮塌大比尺模拟试验装置，其特征在于，包括：箱体：顶部敞口设置，敞口处通过开合驱动机构连接第一移动台和第二移动台以实现敞口打开和关闭状态切换，箱体的侧箱壁内表面以及第一移动台和第二移动台的底面设有加载部件；打印机构：包括多个位于箱体上方的机械臂，机械臂的末端连接有打印头，机械臂与三轴联动机构连接；开挖支护机构：设置在箱体内部，由多榀沿隧道纵向设置的开挖支护组件构成，相邻开挖支护组件之间设有伸缩驱动件以模拟开挖支护过程；所述机械臂的末端设置有多个打印头以打印材料不同的岩体和裂隙；第一移动台和第二移动台底面的加载部件采用液压囊袋，所述箱体的内侧面具有高地应力区和低地应力区，其中高地应力区的加载部件采用固定在箱体侧部箱壁的液压囊袋和多个加载液压缸，液压囊袋设置在高地应力区的第一区域，多个加载液压缸分布在高地应力区的第二区域，低地应力区的加载部件采用固定在箱体侧部箱壁的液压囊袋；所述开挖支护组件包括桁架，桁架的内侧面设有与其轮廓面相垂直的液压缸，液压缸的缸体与桁架内侧面固定，其活塞杆穿过桁架后连接支撑板；所述开挖支护机构内部还设置有透明保护罩，透明保护罩沿开挖支护机构的轮廓线设置，透明保护罩的底端设有行走机构，行走机构能够带动透明保护罩沿开挖支护机构的纵向行走。 2.如权利要求1所述的一种隧道围岩巨石垮塌大比尺模拟试验装置，其特征在于，所述顶部开合驱动机构采用安装在箱体顶部的双向丝杠传动机构，双向丝杠传动机构的双向丝杠与第一移动台和第二移动台连接，第一移动台和第二移动台与箱体的顶面滑动连接。 3.如权利要求1所述的一种隧道围岩巨石垮塌大比尺模拟试验装置，其特征在于，所述三轴联动机构包括外部架体，外部架体顶端设有第一水平移动机构，第一水平移动机构与第二水平移动机构连接以带动第二水平移动机构沿第一水平方向运动，第二水平移动机构与竖向移动机构连接以带动竖向移动机构沿与第一水平方向垂直的第二水平方向运动，竖向移动机构与机械臂连接以带动机械臂升降。 4.如权利要求1所述的一种隧道围岩巨石垮塌大比尺模拟试验装置，其特征在于，所述箱体的顶部设置有观察平台，还设置有行人阶梯，行人阶梯的一端延伸至地面，另一端延伸至观察平台。 5.如权利要求1所述的一种隧道围岩巨石垮塌大比尺模拟试验装置，其特征在于，所述箱体的一侧侧部箱壁用于开挖支护机构穿过，另一侧的侧部箱壁设有窗口，窗口处安装钢化玻璃。 6.如权利要求1所述的一种隧道围岩巨石垮塌大比尺模拟试验装置，其特征在于，还包括监测元件，监测元件用于埋设在打印头打印的模型岩块内部。 7.如权利要求6所述的一种隧道围岩巨石垮塌大比尺模拟试验装置，其特征在于，所述监测元件包括用于埋设在模型岩块内部的多轴陀螺仪、应变传感器、位移传感器、微震传感器、温度传感器以及振动频率传感器。