[發明專利]動態承壓水作用的基坑開挖模型試驗裝置

有效

• 申請號: 201610207317.1
• 申請日: 2016-04-01
• 公開（公告）號: CN105672379B
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 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: 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

1.一種動態承壓水作用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)、基坑支護結構、承壓水壓力調節系統和量測系統六個部分；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)和承壓水壓力調節系統；

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)，防止承壓水動態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；

所述基坑支護結構包括擋土墻(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)接觸面不發生漏水；所述支撐單元(8)的一端具有內螺紋口，內螺紋口與支撐固定螺栓(8-7)螺紋連接，實現支撐單元(8)的安裝；

所述承壓水壓力調節系統由微型水壓力變送器(11)、有機玻璃圓筒裝置(12)和流量計(13)組成；所述有機玻璃圓筒裝置(12)由有機玻璃圓筒(12-1)、有機玻璃底座(12-2)、刻度線(12-3)和通水閥門(12-4)組成；所述有機玻璃圓筒(12-1)固定在有機玻璃底座(12-2)上，側壁豎直設置刻度線(12-3)，底部設置通水閥門(12-4)；所述微型水壓力變送器(11)通過三通管連接模型箱(1)和有機玻璃圓筒裝置(12)，微型水壓力變送器(11)可連續記錄承壓水的動態變化情況；所述有機玻璃圓筒(12-1)通過通水閥門(12-4)與流量計(13)連通，通過流量計(13)精確地調節有機玻璃圓筒(12-1)內水柱高度的變化從而實現模型箱(1)內承壓水的動態變化；

所述量測系統包括微型孔隙水壓力傳感器、微型土壓力盒、位移傳感器、多通道數據采集儀和數碼照相機；所述微型孔隙水壓力傳感器、微型土壓力盒、位移傳感器和微型水壓力變送器(11)通過信號傳輸線連接多通道數據采集儀；所述數碼照相機放置于模型箱正前方。

2.根據權利要求1所述的一種動態承壓水作用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.根據權利要求1所述的一種動態承壓水作用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)的一端具有內螺紋口，另一端具有外螺紋；所述套筒(8-6)具有內螺紋通道，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.根據權利要求1所述的一種動態承壓水作用的基坑開挖模型試驗裝置，其特征在于，所述數碼照相機在試驗過程中應排除干擾，其位置不可發生挪動；可根據拍攝需要增設光源。