[發(fā)明專利]模擬承壓水作用下地下室底板受力的試驗裝置及使用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710089789.6
• 申請日: 2017-02-20
• 公開（公告）號: CN106706416B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周繼凱;林成歡;趙夕瑤;梁遠(yuǎn)志;張倫超;何旭
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02;G01N3/12
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 姜慧勤

本發(fā)明公開了模擬承壓水作用下地下室底板受力的試驗裝置及使用方法，該裝置包括儲水箱、第一至第二個水泵、第一至第二個止回閥、穩(wěn)壓罐、安全閥、水壓傳感器、過濾器、基坑模型箱、管路、地下室模型及量測系統(tǒng)。本發(fā)明可模擬承壓水作用下地下室底板受力，可用于模擬固定承壓水頭下建筑物上部荷載恒定或改變時地下室底板的受力情況，研究地下室底板所受地基反力和水浮力的大小及分布規(guī)律，為理論分析提供有效的數(shù)據(jù)支持。本發(fā)明能夠提供高穩(wěn)定水位，模擬高承壓水頭作用，同時，由于水泵無需一直運(yùn)行且兩臺水泵可相互補(bǔ)充，協(xié)調(diào)工作，因此每臺泵的損耗都較小，減小了故障率，節(jié)能環(huán)保。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種模型試驗裝置，特別是涉及模擬承壓水作用下地下室底板受力的試驗裝置及使用方法，屬于土木工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

承壓水是地下水的一種，常形成于上下兩個弱/不透水層中的含水層里，此含水層一般由透水性好的砂土、裂隙發(fā)育完全的巖石等組成。在沿海、沿江等地下水豐富的地區(qū)，工程上深基坑施工時常常遇到弱/不透水層下存在承壓水層的情況。在承壓水作用下，超大、超深的地下室容易發(fā)生變形和上浮失穩(wěn)等問題，對工程安全造成巨大威脅。工程上對大面積地下室底板所受的地基反力和水浮力難以做到實時監(jiān)測，對于這種情況，可簡化地下室的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，設(shè)計室內(nèi)模型試驗來研究承壓水作用下地下室底板的受力情況。

傳統(tǒng)的室內(nèi)模型試驗?zāi)M承壓水作用時，試驗裝置的供水系統(tǒng)一是采用馬里奧特瓶，二是采用循環(huán)水路、溢流供水裝置。馬里奧特瓶供水系統(tǒng)受限于支架的高度，提供的穩(wěn)定水位低，產(chǎn)生的承壓水頭低，且試驗過程中不能對瓶內(nèi)水源進(jìn)行補(bǔ)充。循環(huán)水路、溢流供水裝置提供的穩(wěn)定水位取決于裝置的支架高度，因支架一般較低，故產(chǎn)生的承壓水頭也較低，且供水系統(tǒng)中的水泵需要持續(xù)運(yùn)行，耗能嚴(yán)重，設(shè)備也易損耗，故障率高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供模擬承壓水作用下地下室底板受力的試驗裝置及使用方法，克服了傳統(tǒng)試驗裝置的缺點，結(jié)構(gòu)簡單可靠，能夠提供高穩(wěn)定水位，產(chǎn)生高承壓水頭，并且水泵不易損耗，節(jié)能環(huán)保。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：

模擬承壓水作用下地下室底板受力的試驗裝置，包括儲水箱、第一至第二個水泵、第一至第二個止回閥、穩(wěn)壓罐、安全閥、水壓傳感器、過濾器、基坑模型箱、管路、地下室模型及量測系統(tǒng)；所述儲水箱通過管路將第一個水泵、第一個止回閥、水壓傳感器、過濾器連成第一條支路，儲水箱通過管路將第二個水泵、第二個止回閥、安全閥、穩(wěn)壓罐連成第二條支路；且第一條支路與第二條支路之間通過管路連通，該管路一端位于第一止回閥與水壓傳感器之間，另一端位于第二止回閥與安全閥之間；第一水泵、第二水泵、水壓傳感器分別與控制器連接；過濾器安裝于基坑模型箱底部進(jìn)水口處，基坑模型箱包括敞口鋼化玻璃容器、至少兩個閥門及容器內(nèi)部由底向上依次填筑的粗砂、細(xì)砂和弱/不透水層，閥門對稱設(shè)置于敞口鋼化玻璃容器左右兩側(cè)上部，地下室模型埋設(shè)于基坑模型箱內(nèi)，且地下室模型的底板與敞口鋼化玻璃容器的底板平行，地下室模型的頂部高于弱/不透水層；量測系統(tǒng)包括微型滲壓計、微型土壓力計和多通道數(shù)據(jù)采集儀，其中，微型滲壓計、微型土壓力計埋設(shè)于地下室模型底板下方，微型滲壓計、微型土壓力計分別與多通道數(shù)據(jù)采集儀連接。

作為本發(fā)明裝置的一種優(yōu)選方案，所述管路由不銹鋼管連接而成。

作為本發(fā)明裝置的一種優(yōu)選方案，所述基坑模型箱還包括外框，外框由角鋼、鋼肋條、中心開孔的鋼板和鋼底座焊接而成；角鋼位于敞口鋼化玻璃容器的四條棱處，相鄰兩個角鋼之間焊接有鋼肋條，中心開孔的鋼板位于敞口鋼化玻璃容器的底板下方，且與底板接觸，鋼底座位于中心開孔的鋼板下方的四個角上。

作為本發(fā)明裝置的一種優(yōu)選方案，所述地下室模型包括敞口不銹鋼容器、壓重部件，壓重部件置于敞口不銹鋼容器內(nèi)，敞口不銹鋼容器的頂部高于弱/不透水層。

作為本發(fā)明裝置的一種優(yōu)選方案，所述第一個水泵和第二個水泵的揚(yáng)程均大于等于20米。