1.一種離心場中隧道地層損失模擬系統(tǒng),包括模型箱(1),所述模型箱(1)安裝在離心機上,其特征在于:所述模型箱(1)中設(shè)有隧道模型組件(2),所述隧道模型組件(2)包括一個左右兩段旋向相反的滾珠絲桿(4)、兩個對稱套裝在滾珠絲桿(4)上的絲桿螺母(5)、兩個對稱固定在絲桿螺母(5)上的六角內(nèi)核(6),所述六角內(nèi)核(6)的六個面上分別固定有六個外高內(nèi)低的楔形導(dǎo)板(7),兩個六角內(nèi)核(6)上共固定有十二個兩兩對稱的楔形導(dǎo)板(7),形成六組楔形導(dǎo)板;所述楔形導(dǎo)板(7)上均固定有線性滑軌(8),十二個線性滑軌(8)兩兩對稱形成六組線性滑軌;六個拱形蓋板(10)分別對應(yīng)六組楔形導(dǎo)板(7),且每個拱形蓋板(10)內(nèi)側(cè)均具有與所對應(yīng)的那組楔形導(dǎo)板(7)斜度相同的兩個斜面(25),所述斜面上均固定有線性滑臺(9),所述線性滑臺(9)安裝在對應(yīng)的線性滑軌(8)上,使六個拱形蓋板(10)分別位于六組線性滑軌上構(gòu)成隧道模型;所述模型箱(1)前后兩側(cè)均設(shè)有絲桿支撐(11),所述滾珠絲桿(4)的兩端安裝在絲桿支撐(11)中,并使拱形蓋板(10)的兩端抵在模型箱(1)的內(nèi)壁上;所述滾珠絲桿(4)的后端聯(lián)接有傳動機構(gòu)(12),所述傳動機構(gòu)(12)通過數(shù)控機構(gòu)(13)控制;所述傳動機構(gòu)(12)帶動滾珠絲桿(4)轉(zhuǎn)動,使兩個對稱的絲桿螺母(5)相互分離,從而帶動兩個六角內(nèi)核(6)以及相互對稱的線性滑軌(8)向兩端分離運動,迫使六個拱形蓋板(10)向滾珠絲桿(4)軸心收縮,實現(xiàn)對土層損失的模擬。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心場中隧道地層損失模擬系統(tǒng),其特征在于:所述位于六角內(nèi)核(6)底部的楔形導(dǎo)板(7)的楔形角度為0-3°,位于六角內(nèi)核(6)下部兩側(cè)的楔形導(dǎo)板(7)的楔形角度為1-4°,位于六角內(nèi)核(6)上部兩側(cè)的楔形導(dǎo)板(7)的楔形角度為1-4°,位于六角內(nèi)核(6)頂部第五楔形導(dǎo)板(7)的楔形角度為2-5°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的離心場中隧道地層損失模擬系統(tǒng),其特征在于:所述傳動機構(gòu)(12)包括直角行星減速機(14)、步進電機(15),所述直角行星減速機(14)的動力輸入軸與步進電機(15)聯(lián)接,動力輸出軸與滾珠絲桿(4)的后端通過聯(lián)軸器(26)相聯(lián)接;所述數(shù)控機構(gòu)(13)包括步進電機驅(qū)動器(16)、數(shù)據(jù)采集器(17)和數(shù)控電腦(18);所述步進電機驅(qū)動器(16)的輸出接口與步進電機(15)相連接,數(shù)據(jù)采集器(17)的輸出端口與步進電機驅(qū)動器(16)的輸入接口相連接,數(shù)據(jù)采集器(17)的輸入端口與數(shù)控電腦(18)相連接控制步進電機(15)的轉(zhuǎn)動角度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的離心場中隧道地層損失模擬系統(tǒng),其特征在于:所述的模型箱(1)包括底板(19)、左右側(cè)板(20)、后蓋板(21)、透明觀察窗(22)以及前擋板框(23);所述后蓋板(21)底端與底板(19)固定,所述左右側(cè)板(20)固定在后蓋板(21)兩側(cè);所述前擋板框(23)兩側(cè)與左右側(cè)板(20)固定,底端與底板(19)固定;所述透明觀察窗(22)固定在前擋板框(23)中央;所述拱形蓋板(10)的兩端抵在透明觀察窗(22)和后蓋板(21)的內(nèi)側(cè)不能進行水平方向的移動;所述后蓋板(21)、透明觀察窗(22)上對應(yīng)六角內(nèi)核(6)的位置具有通孔(24),使兩個六角內(nèi)核(6)以及相互對稱的線性滑軌(8)向兩端分離運動時能自通孔(24)中通過。