隧道多種超前支護模擬試驗裝置是一種用于模擬隧道多種超前支護的試驗裝置，屬于地下工程技術(shù)領(lǐng)域。本裝置通過縮尺模型試驗，模擬不同超前支護類型及不同隧道施工工藝下圍巖受力與變形特征，揭示超前支護對隧道開挖過程中圍巖未定型的作用機制，為實際隧道工程的超前支護設(shè)計與施工提供試驗依據(jù)。

裝置組成與功能：

1. 箱體系統(tǒng)

(1) 結(jié)構(gòu)設(shè)計：采用高強度鋼材或有機玻璃搭建封閉模型箱體，尺寸根據(jù)試驗需求定制，保證足夠空間模擬隧道及周圍地層環(huán)境。

(2) 功能：作為試驗載體，內(nèi)部填充相似材料模擬實際地層，箱體側(cè)面可設(shè)透明觀察窗，便于直觀記錄試驗過程。

2. 超前支護系統(tǒng)

(1) 核心組件：包含鋼拱架、錨桿、鋼管、超前小導(dǎo)管等。

(2) 功能：可靈活組合不同支護類型，通過調(diào)整支護參數(shù)，模擬多樣化的超前支護方案。

3. 橡膠充氣裝置

(1) 結(jié)構(gòu)：由橡膠氣囊、充氣泵、控制閥組成，氣囊埋設(shè)于模型隧道預(yù)設(shè)位置。

(2) 功能：通過充氣使氣囊膨脹，模擬隧道開挖過程中的“開挖面推進”——氣囊膨脹擠壓周圍地層，模擬實際施工中開挖引起的地層應(yīng)力釋放與變形，實現(xiàn)開挖過程的動態(tài)模擬。

4. 受力變形監(jiān)測系統(tǒng)

(1) 監(jiān)測設(shè)備：

u單點位移計：埋設(shè)于地層及支護結(jié)構(gòu)關(guān)鍵位置，監(jiān)測位移變化。

u單點應(yīng)變片：粘貼于鋼拱架、錨桿等支護構(gòu)件表面，采集應(yīng)變數(shù)據(jù)，換算受力情況。

(2) 數(shù)據(jù)采集：通過數(shù)據(jù)線連接至應(yīng)變儀及數(shù)據(jù)采集儀，實時記錄監(jiān)測數(shù)據(jù)，生成變化曲線。

應(yīng)用價值

1、直觀模擬隧道超前支護的實際工作狀態(tài)，揭示不同支護方案的力學(xué)響應(yīng)規(guī)律。2、為優(yōu)化超前支護設(shè)計（如支護類型選擇、參數(shù)調(diào)整）提供試驗支撐，降低工程實踐中的風(fēng)險。

3、適用于教學(xué)、科研及工程前期論證，助力理解超前支護與圍巖的相互作用機制。