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龙图腾网获悉浙大城市学院申请的专利类矩形隧道三维开挖模型试验装置及方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115980313B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-10发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310099097.5，技术领域涉及：G01N33/24；该发明授权类矩形隧道三维开挖模型试验装置及方法是由刁红国;潘百富;王新泉;魏纲;陈智攀;徐绍涵;路明坦;鲁日星设计研发完成，并于2023-01-13向国家知识产权局提交的专利申请。

本类矩形隧道三维开挖模型试验装置及方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种类矩形隧道三维开挖模型试验装置及方法，包括模型箱、试验用土、类矩形隧道衬砌、内置单元类矩形橡胶袋、外置单元类矩形环状橡胶袋、氯化锌内液、聚氯乙烯泡沫、有机溶剂、内液注排管、有机溶剂注液管、外液排液管和集液槽；通过排放内置单元类矩形橡胶袋中的氯化锌内液来模拟隧道开挖引起的土体重量损失，通过注射有机溶剂溶解外置单元类矩形环状橡胶袋中的聚氯乙烯泡沫来隧道开挖引起的土体体积损失。本发明可以实现同时模拟土体体积损失和重量损失的三维模拟开挖，充分考虑了类矩形隧道开挖的时空效应，具有可操作性强、模拟效果好、安拆便捷、测试精度高等特点，适用于室内缩尺寸试验中类矩形隧道的模拟开挖。

本发明授权类矩形隧道三维开挖模型试验装置及方法在权利要求书中公布了：1.一种类矩形隧道三维开挖模型试验装置的试验方法，其特征在于：类矩形隧道三维开挖模型试验装置包括模型箱1、试验用土2、类矩形隧道衬砌3、内置单元类矩形橡胶袋4、外置单元类矩形环状橡胶袋5和集液槽13； 类矩形隧道衬砌3埋设于模型箱1中的试验用土2内，所述类矩形隧道衬砌3的开挖区域包括数个节段； 所述内置单元类矩形橡胶袋4分节段设于类矩形隧道衬砌3内部，内置单元类矩形橡胶袋4内部灌满氯化锌内液6，且氯化锌内液6和试验用土2的密度一致；内置单元类矩形橡胶袋4底部连接有内液注排管9； 所述外置单元类矩形环状橡胶袋5分节段设于类矩形隧道衬砌3外部，外置单元类矩形环状橡胶袋5内部填满聚氯乙烯泡沫7；外置单元类矩形环状橡胶袋5上方一角连接有有机溶剂注液管10，下方相对的另一角连接有外液排液管11；所述聚氯乙烯泡沫7的横断面形状符合类矩形隧道的位移收敛模式，横断面面积尺寸与类矩形隧道开挖引起的土体体积损失率一致； 外液排液管11和内液注排管9分别连接至集液槽13，集液槽13包括内液槽131和外液槽132； 这种类矩形隧道三维开挖模型试验装置的试验方法，包括以下步骤 S1、将类矩形隧道衬砌3分为若干节段，并打设第一预留管口14； S2、制作设有第二预留管口16、有机溶剂注液管10和外液排液管11的外置单元类矩形环状橡胶袋5并填满聚氯乙烯泡沫7；制作设有内液注排管9的内置单元类矩形橡胶袋4； S3、分节段安装外置单元类矩形环状橡胶袋5和内置单元类矩形橡胶袋4，将氯化锌内液6注满内置单元类矩形橡胶袋4，关闭内液排液阀15，形成类矩形隧道模型； S4、在模型箱1内铺设试验用土2并埋设类矩形隧道模型，有机溶剂注液管10水平贯穿模型箱1，外液排液管11和内液注排管9向下贯穿模型箱1至集液槽13； S5、模拟隧道第一节段开挖，打开有机溶剂注液阀17和外液排液阀18，将有机溶剂8注入外置单元类矩形环状橡胶袋5，聚氯乙烯泡沫7溶解形成混合液19并排至外液槽132内；同步打开内液排液阀15，氯化锌内液6排至内液槽131内；依次进行剩余隧道节段的三维模拟开挖；利用注射器12将有机溶剂8通过有机溶剂注液管10注入外置单元类矩形环状橡胶袋5；有机溶剂8为四氢呋喃、二氧杂环己烷或环己酮。

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