1.一种适用于下穿输水隧洞模拟加载的试验方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1.设计模型参数根据实际输水隧洞的尺寸和地质资料,依据几何相似比、密度相似比和弹性模量相似比原则,确定模型试验的模型箱(1)尺寸、几何相似比尺、隧洞模型(2)的尺寸、围岩材料、隧洞模型(2)埋深、弹性模量相似比;根据确定的参数制作隧洞模型(2),隧洞模型(2)包括三段,分别为中心段(201)、头段(202)和尾段(203);步骤2:填筑模型模型箱(1)的左右两侧板上分别开孔,开孔位置为隧洞模型(2)的安装位置,开孔大小与隧洞模型(2)大小相同,一端开孔为进水端(204)、另一端为出水端(205);在模型箱(1)内填筑围岩,逐层填筑逐层夯实;填筑高度达到开孔位置时,将三段隧洞模型(2)拼接后安装至开孔位置;在隧洞模型(2)的中心段(201)上设置至少3个监测断面,一边填筑一边在监测断面位置安装传感器,传感器包括应变片传感器、土压力传感器、孔隙水压力与土壤含水率传感器、模型填筑完成后,将隧洞模型(2)的头段(202)和尾段(203)经模型箱(1)开孔位置抽出,中心段(201)留于模型箱(1)内;步骤3:搭建输水装置输水装置包括水箱(4),水箱(4)前端设有出水口,出水口上连接的插板阀(5),插板阀(5)用于控制出水高度;插板阀(5)前段连接有和隧洞模型(2)大小一致的导向筒,导向筒将插板阀(5)的出水端(205)形状调整为隧洞模型(2)状,便于控制隧洞模型(2)内的水位高度;水箱(4)放置于进水端(204)处,导向筒的前端水平固定连接至模型箱(1)进水端(204)位置,水箱(4)内的水经过插板阀(5)和导向筒后进入隧洞模型(2)内;模拟隧道的出水端(205)处设有接水桶;步骤4:进行模拟试验试验时模拟输水隧洞中水位上涨对隧道结构力学响应特征的影响,水位从 0cm 开始每次上涨 1cm,共上涨 3cm,即共设置 4 种工况;此时,时刻观察数据采集界面,同时做好试验记录;步骤5:数据处理根据试验中所测得的数据,进行绘制应变时程曲线,包括各测点处对应的原始应变曲线和平滑应变曲线,进而分析各工况下各截面测点处的应变变化特征;包括应变最值与各点受拉、受压情况,规定正应变为拉应变,使之伸长,负应变为压应变,使之缩短,即应变的正负不表示大小,并对应变与时间之间的关系进行曲线拟合,以此说明应变随时间的变化规律。
2.根据权利要求1所述的适用于下穿输水隧洞模拟加载的试验方法,其特征在于,模型箱(1)的前后两侧安装钢化玻璃,模型箱(1)的左右两侧安装木板,在木板上进行开孔;模型箱(1)底部不封堵,便于水体渗流。
3.根据权利要求1所述的适用于下穿输水隧洞模拟加载的试验方法,其特征在于,所述隧洞模型(2)的仰拱为矩形状,拱顶为半圆顶状。