[發明專利]一種基于水囊法的模擬地基不均勻沉降的試驗模型及方法

在審

• 申請號: 201610116289.2
• 申請日: 2016-03-02
• 公開（公告）號: CN105604105A
• 公開（公告）日: 2016-05-25
• 發明（設計）人: 李晉
• 申請（專利權）人: 山東交通學院
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 褚慶森

1.一種基于水囊法的模擬地基不均勻沉降的試驗模型，包括上端開口的模型箱（1），模型箱的內部為設置地基層（15）的空腔（2），地基層的上方用于設置待試驗的工程結構層（16）；其特征在于：所述模型箱空腔的底部設置有基底框架（3），基底框架由相互交錯的隔板（4）組成，相鄰隔板之間形成內部為空腔的方格（5），方格中設置有預制板（6）；所述預制板的下方設置有水囊（9），預制板下方的兩側固定有滑輪（7），隔板上設置有對滑輪導向的輪軌（8），水囊連接有水箱系統（10）；通過水箱系統可控制不同方格內的水囊縮脹，以實現地基層不同位置的沉降。

2.根據權利要求1所述的基于水囊法的模擬地基不均勻沉降的試驗模型，其特征在于：所述基底框架（3）的上方設置有防止地基層（15）中的泥土下漏至方格（5）中的土工布（14）。

3.根據權利要求1或2所述的基于水囊法的模擬地基不均勻沉降的試驗模型，其特征在于：所述模型箱（1）的一個側面為便于觀察空腔（2）中狀況的透明玻璃門（11），透明玻璃門的兩側設置有固定于模型箱上的固定框架（12），固定框架上設置有便于玻璃門插入和取出的導向槽。

4.一種根據權利要求1所述的基于水囊法的模擬地基不均勻沉降的試驗模型的實驗方法，其特征在于，通過以下步驟來實現：

a).構建模型箱，根據試驗要求和目的，構建長、寬、高尺寸符合要求的模型箱；

b).布置基底框架，根據要模擬的實際工程情況，首先在模型箱空腔的底部安裝尺寸、方格數目符合要求的基底框架；

c).設置水囊和預制板，首先根據所要構建的地基層和工程結構層的重量，計算出每個預制板的受力范圍，在基底框架的每個方格內安裝水囊，并使水囊與水箱系統的相應端口相連接，然后在水囊的上方安置預制板，并保證預制板上的滑輪落入隔板上的輪軌中；

d).填筑地基層，根據要模擬的實際工程地質條件，選取適宜的土質鋪設于基底框架的上方，形成地基層；并根據試驗要求在地基層中埋設一定數量的壓力傳感器、位移傳感器；

e).構建上部工程結構層，針對模擬對象，在地基層上修筑與待模擬對象一致的工程構筑物，形成工程結構層，并在相應的位置埋設應變、壓力、位移傳感器；

f).地基沉降模擬，根據設定的沉降位置，通過水箱系統控制相應方格內的水囊進行收縮，以實現模型箱中地基層相應位置的沉降，通過控制水囊的縮脹大小來控制地基層的沉降量；

g).數據采集和分析，在地基沉降模擬過程中，測量并記錄所有埋設傳感器的數據，通過監測數據傳感器的數據變化，分析地基多點不均勻沉降引起的上部結構受力變形的變化規律，模擬測試可至地基層上的工程結構層完全破壞。