[發明專利]一種模擬隔-降-灌聯合作用下基坑三維滲流及地層變形機制的試驗裝置

有效

• 申請號: 201310292321.9
• 申請日: 2013-07-12
• 公開（公告）號: CN103487563A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 張興勝;王建秀;黃志全;孫文懷;董金玉;王江鋒;于懷昌;黃天榮;崔江利;郝小紅;劉時鵬;周進;趙靜
• 申請（專利權）人: 華北水利水電大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及地質工程、巖土工程以及城市水文地質、環境地質領域，特別是涉及一種模擬隔-降-灌聯合作用下基坑三維滲流及地層變形機制的試驗裝置。

背景技術

目前，在隔-降-灌聯合作用下基坑三維滲流規律及地層變形機制研究領域，尚無相關試驗裝置；在基坑降水工程中，為使基坑開挖得以實施以及基礎施工處于干燥安全狀態，常采用降水方法將基坑內地下水位降低至開挖面以下；由于地連墻有時不能完全阻隔基坑內外水力聯系。因此隨著基坑內部的地下水位降低，基坑外部地下水位也相應受到不同程度的影響，從而土體的有效自重應力增加，土體固結，進而致使地層產生不均勻沉降、傾斜、開裂等現象，嚴重時甚至危及周邊建筑物安全和正常使用；為了消除基坑降水對周圍環境的影響，通常在基坑外進行回灌來減緩由于基坑降水所引起的基坑外地下水位的波動，從而減少和穩定基坑外地下水位降低以及由此而產生的地層變形及沉降(不均勻沉降)，同時也有利于保護地下水資源環境。因此，開展隔-降-灌聯合作用下基坑三維滲流規律與地層變形機制模型試驗研究具有很高的理論與實際應用價值，而現在還沒有相關的試驗裝置，不能較好地對相關數據及機理進行系統研究。因此發明一種對此能夠進行試驗的裝置是一個急需解決的問題。

發明內容

針對上述情況，為克服現有試驗手段的缺陷，本發明之目的就是提供一種模擬隔-降-灌聯合作用下基坑三維滲流及地層變形機制的試驗裝置，解決目前模擬隔-降-灌聯合作用下基坑三維滲流規律與地層變形機制模擬實驗設備的空白以及缺少對相關數據及機理進行系統研究等問題。

其解決的技術方案是，包括模型箱，模型箱為圓柱形鋼結構，模型箱向內依次分布有與模型箱同圓心的呈圓周分布的第一透水鋼板、第二透水鋼板和第三透水鋼板，透水鋼板上有多個通孔，透水鋼板內外兩側面貼合有濾水型土工織布，第二透水鋼板內側的土工織布和第三透水鋼板外側的土工織布之間貼合有防滲墻，所說的第一透水鋼板和第二透水鋼板之間與第三透水鋼板內有相同的土層，土層內部設有含水層，所說的第一透水鋼板和模型箱之間為水體區，第一透水鋼板和第二透水鋼板之間為土層區，第三透水鋼板內為基坑區，土層區邊緣處有建筑物模型，基坑區內有多個孔隙水壓力計、抽水井和觀測井，抽水井和含水層相連通，土層區內有多個孔隙水壓力計、回灌井、觀測井、第一接觸式電測位移計和地層分層沉降標，回灌井和抽水井上裝有流量計，地層分層沉降標外套裝有沉降標保護筒，地層分層沉降標上端連接有第二接觸式電測位移計，第一接觸式電測位移計和第二接觸式電測位移計經導線連接有電測位移數據采集儀，孔隙水壓力計經導線連接有孔隙水壓力數據采集儀，孔隙水壓力數據采集儀和電測位移數據采集儀分別經導線連接有電腦主機，電腦主機連接有顯示屏。

本發明抽水、回灌、地連墻、多種量測儀器于一體，可以開展單井抽水單井回灌實驗、單井抽水多井回灌實驗和多井抽水多井回灌實驗，從而研究抽水降落漏斗與回灌抬升地下水位三維滲流作用規律以及地層變形與地下水位變動之間的關系。

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖。

圖2為地層分層沉降標和沉降標保護筒相配合的示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步詳細說明。