[發(fā)明專利]模擬承壓水頭升降的基坑開挖模型試驗裝置有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201610205917.4 | 申請日： | 2016-04-01 |
| 公開（公告）號： | CN105672378B | 公開（公告）日： | 2017-11-17 |
| 發(fā)明（設計）人： | 應宏偉;章麗莎;魏驍;王小剛;朱成偉;沈華偉;張金紅 | 申請（專利權(quán)）人： | 浙江大學 |
| 主分類號： | E02D33/00 | 分類號： | E02D33/00 |
| 代理公司： | 杭州求是專利事務所有限公司33200 | 代理人： | 邱啟旺 |
| 地址： | 310027 浙*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 模擬 水頭 升降 基坑 開挖 模型 試驗裝置 | ||
1.一種模擬承壓水頭升降的基坑開挖模型試驗裝置，其特征在于，包括模型箱(1)、承壓架空層(2)、若干對稱面擋土單元(3)、基坑支護結(jié)構(gòu)、承壓水頭調(diào)節(jié)系統(tǒng)和量測系統(tǒng)六個部分；所述模型箱(1)由模型箱框架(1-1)、鋼化玻璃(1-2)、模型箱底板(1-3)、頂框(1-4)、反力板(1-5)和模型箱底座(1-6)組成；所述模型箱框架(1-1)的底部固定模型箱底板(1-3)，前后兩個側(cè)面固定鋼化玻璃(1-2)；所述模型箱框架(1-1)和反力板(1-5)均固定在模型箱底座(1-6)上，頂部通過頂框(1-4)連接；所述模型箱(1)的右側(cè)底部安裝連通承壓架空層(2)的閥門(9)，用于連接模型箱(1)和承壓水頭調(diào)節(jié)系統(tǒng)；
所述承壓架空層(2)由帶通水孔的不銹鋼板(2-1)、不銹鋼短柱(2-2)和反濾土工織物(2-3)組成；所述帶通水孔的不銹鋼板(2-1)底部固定不銹鋼短柱(2-2)，放置于模型箱(1)內(nèi)的模型箱底板(1-3)上，并與模型箱框架(1-1)、鋼化玻璃(1-2)密封連接；所述帶通水孔的不銹鋼板(2-1)表面粘貼反濾土工織物(2-3)，防止承壓水頭變化過程中試驗土體的流失；
所述對稱面擋土單元(3)為U型不銹鋼條，通過螺栓(4)固定在模型箱框架(1-1)上；所述U型不銹鋼條之間通過H型止水橡膠條連接，U型不銹鋼條與模型箱框架(1-1)通過S型止水橡膠條連接；
所述基坑支護結(jié)構(gòu)包括擋土墻(5)、擋土墻支架(6)和若干支撐單元(8)；所述擋土墻(5)上部通過支架固定螺栓(7)固定擋土墻支架(6)，中部開有螺紋孔，通過螺紋孔螺紋連接安裝支撐單元(8)所需的支撐固定螺栓(8-7)，兩側(cè)開槽固定止水橡膠條(5-1)；所述止水橡膠條(5-1)保證擋土墻(5)移動過程中與模型箱(1)接觸面不發(fā)生漏水；所述支撐單元(8)的一端具有內(nèi)螺紋口，內(nèi)螺紋口與支撐固定螺栓(8-7)螺紋連接，實現(xiàn)支撐單元(8)的安裝；
所述承壓水頭調(diào)節(jié)系統(tǒng)由水壓計(11)、馬里奧特瓶(12)和支架(13)組成；所述水壓計(11)通過三通管連接模型箱(1)和馬里奧特瓶(12)；所述支架(13)的頂端安裝定滑輪(13-1)，鋼絲繩(13-2)一端連接手搖器(13-3)，另一端繞過定滑輪(13-1)連接馬里奧特瓶(12)，通過手搖器(13-3)控制馬里奧特瓶(12)的升降調(diào)節(jié)承壓水頭的大小；所述馬里奧特瓶(12)由有機玻璃圓筒(12-1)、進氣閥門(12-2)、通水閥門(12-3)、出氣閥門(12-4)和氣囊(12-5)組成；所述有機玻璃圓筒(12-1)底部設置進氣閥門(12-2)和通水閥門(12-3)，頂部設置出氣閥門(12-4)；所述進氣閥門(12-2)與氣囊(12-5)連接；
所述量測系統(tǒng)包括微型孔隙水壓力傳感器、微型土壓力盒、位移傳感器、多通道數(shù)據(jù)采集儀和數(shù)碼照相機；所述微型孔隙水壓力傳感器、微型土壓力盒、位移傳感器通過信號傳輸線連接多通道數(shù)據(jù)采集儀；所述數(shù)碼照相機放置于模型箱正前方；所述微型土壓力盒安裝在擋土墻(5)上；所述微型孔隙水壓力傳感器埋設在土體內(nèi)；所述位移傳感器安裝在擋土墻(5)和基坑內(nèi)外土體表面，分別監(jiān)測擋土墻(5)的位移和基坑土體變形情況。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬承壓水頭升降的基坑開挖模型試驗裝置，其特征在于，所述支撐單元(8)包括實心鋁桿(8-1)、伸縮桿(8-2)和支撐連接螺栓(8-3)；所述實心鋁桿(8-1)上開有若干凹槽，一端具有內(nèi)螺紋口；所述伸縮桿(8-2)為空心鋁管，伸縮桿(8-2)上開有若干螺紋孔；所述支撐連接螺栓(8-3)穿過伸縮桿(8-2)上的螺紋孔抵住實心鋁桿(8-1)的凹槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬承壓水頭升降的基坑開挖模型試驗裝置，其特征在于，所述支撐單元(8)包括第一支撐桿(8-4)、第二支撐桿(8-5)和套筒(8-6)；所述第一支撐桿(8-4)的一端具有外螺紋；所述第二支撐桿(8-5)的一端具有內(nèi)螺紋口，另一端具有外螺紋；所述套筒(8-6)具有內(nèi)螺紋通道，一端螺紋連接第一支撐桿(8-4)，另一端螺紋連接第二支撐桿(8-5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬承壓水頭升降的基坑開挖模型試驗裝置，其特征在于，所述數(shù)碼照相機在試驗過程中應排除干擾，其位置不可發(fā)生挪動；可根據(jù)拍攝需要增設光源。
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