[發明專利]模擬承壓水頭升降的地基模型試驗裝置

有效

• 申請號: 201610205933.3
• 申請日: 2016-04-01
• 公開（公告）號: CN105716958B
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發明（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）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

本發明公開了一種模擬承壓水頭升降的地基模型試驗裝置。包括模型箱、承壓架空層、承壓水頭調節系統、傳感器固定裝置和量測系統；模型箱底部設置承壓架空層；承壓架空層與承壓水頭調節系統連接，通過調節承壓水頭調節系統的馬里奧特瓶來控制模型箱內承壓水頭的升降；量測系統包括微型孔隙水壓力傳感器、微型土壓力盒、多通道數據采集儀和數碼照相機；本發明可模擬承壓水頭升降時承壓層和上覆弱透水性地基土體之間的相互作用；量測不同承壓水頭下地基的水土壓力和變形，整理相關試驗數據并確定地基受力和變形發展規律等問題，為承壓水升降引起的地基問題研究提供有效的試驗數據支持，并對于之后理論分析模型提供依據。

技術領域

本發明涉及一種地基模型試驗裝置，特別是涉及承壓水頭升降條件下的地基模型試驗裝置，可用于模擬承壓水頭升降時承壓層和上覆弱透水性地基土體之間的相互作用，研究不同承壓水頭下地基的水土壓力響應和變形問題。

背景技術

在濱海、沿江地區不僅地下水豐富，地基土層常呈強、弱透水層間的互層分布，工程中常面臨深基坑坑底弱透水層以下尚存在承壓層的情況，承壓水作用引起的基坑變形和失穩問題是該類地區深基坑工程的重大風險源之一。對于大面積基坑的中心區域可以簡化為地基模型，可通過設計地基模型試驗的方法來揭示該區域的承壓水頭變化引起的坑底弱透水層水土響應和變形規律。

相比于理論解析方法和有限元數值方法的研究采用既定的土體本構模型，計算得到的承壓水頭變化引起的土體水土壓力和變形大小對計算參數的選取具有很大的依賴性；實際工程中較難進行對基坑坑底(位于基坑開挖區域內)的水土壓力實時監測，進行大量相似的工程監測數據統計分析以獲得承壓水頭變化引起的坑底弱透水層的變形規律的方法也很難實現；鑒于常重力下土工模型試驗，不影響土體微觀結構，土顆粒尺寸及土顆粒間相互作用關系與實際情況相符，能客觀反映承壓水和坑底弱透水層土顆粒之間的相互作用，廣泛應用于考慮土體應力應變關系的微觀研究。傳統的承壓水作用的相關土工模型試驗研究，不考慮水中氣體進入試驗土體可能引起的非飽和土問題。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了模擬承壓水頭升降的地基模型試驗裝置，解決了試驗中承壓水頭升降的模擬問題，可模擬承壓水頭升降時承壓層和上覆弱透水性地基土體之間的相互作用，量測不同承壓水頭下地基的水土壓力和變形，整理相關試驗數據并確定承壓水頭升降下地基的受力和變形發展規律等問題，為承壓水升降引起的地基問題研究提供有效的試驗數據支持，并為之后理論分析模型提供依據。