[發明專利]相似材料模擬承壓含水層中基坑降水的試驗裝置及方法

有效

• 申請號: 201711262239.6
• 申請日: 2017-12-04
• 公開（公告）號: CN108118725B
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 汪旭瑋;袁垚;許燁霜;沈水龍
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 徐紅銀

1.一種相似材料模擬承壓含水層中基坑降水的試驗裝置，其特征在于，包括：貯土箱、總供水系統、內部供水系統、圍護裝置、試驗土體、井點系統、抽水設備，其中：

所述貯土箱，其四周側壁的底部水平等距設置排水孔，所述排水孔外側安裝止水閥，用于試驗后將水及時排出，所述排水孔內側貼有防止流土的鋼絲濾網；

所述總供水系統，用于向所述貯土箱中供水并控制用水量；所述總供水系統由總供水管、供水分管、壓力表及供水球閥組成，所述總供水管為含三個三通接頭及一個彎頭的空心管，一側與供水源相連；所述供水分管為多根空心管，其中三根與所述總供水管的三通接口相連，一根與所述總供水管的彎頭相連；所述壓力表安裝于每根所述供水分管上，用于監測各供水分管的水壓；所述供水球閥安裝于每根所述供水分管上，用于調節各所述供水分管的流量；

所述內部供水系統共多組，緊貼所述貯土箱內側壁布置，每組由環形總管及開孔分管組成，所述環形總管為空心管，其上端與所述貯土箱的側壁頂部平齊，所述環形總管的中心處通過三通接口與所述總供水系統的所述供水分管相連；所述開孔分管由一組等間距布置的空心管組成，其底端封死，上端通過三通接頭與所述環形總管相連，每根所述開孔分管在相同高度設有多個出水孔，所述出水孔表面粘貼鋼絲濾網；

所述圍護裝置埋置于所述試驗土體中，所述試驗土體自下而上包括承壓含水層、隔水層和潛水層，分層鋪設于所述貯土箱中；

所述井點系統包括抽水井和觀測井，所述觀測井用于觀測降水過程中所述貯土箱內部水位變化情況，所述抽水井用于模擬抽水；

所述抽水設備放于所述抽水井中，用于抽水。

2.根據權利要求1所述的采用相似材料模擬承壓含水層中基坑降水的試驗裝置，其特征在于：所述貯土箱為鋼制無蓋長方體箱體，箱體外側壁四周各設兩道槽鋼圍檁，分別位于距箱體底部1/3及2/3高度處。

3.根據權利要求2所述的采用相似材料模擬承壓含水層中基坑降水的試驗裝置，其特征在于：所述內部供水系統共4組，緊貼所述貯土箱四個內側壁布置，沿所述開孔分管的管壁豎向等距離設置出水孔，每根開孔分管在相同高度設有4個出水孔。

4.根據權利要求1所述的采用相似材料模擬承壓含水層中基坑降水的試驗裝置，其特征在于：所述承壓含水層為經過篩分處理直徑小于5mm的粗砂顆粒；所述隔水層為細砂、膨潤土、硅油、凡士林制成的相似材料；所述潛水層為經過篩分處理直徑小于2mm的細砂顆粒。

5.根據權利要求1-4任一項所述的采用相似材料模擬承壓含水層中基坑降水的試驗裝置，其特征在于：所述觀測井由觀測井管、觀測浮標及觀測段組成，用于觀測降水過程中貯土箱內部水位變化情況定，所述觀測浮標位于所述觀測井管中心，所述觀測段通過變直徑接頭與所述觀測井管相連。

6.根據權利要求5所述的采用相似材料模擬承壓含水層中基坑降水的試驗裝置，其特征在于：所述觀測浮標由浮管和指針組成，所述浮管包括空心管、上蓋板、下蓋板；所述下蓋板與所述空心管底端密封連接；所述上蓋板設有中心孔，所述上蓋板與所述空心管頂端密封連接，所述指針下端穿過所述上蓋板中心孔后與所述下蓋板中心處粘結，所述上蓋板中心孔四周用密封膠進行密封。

7.根據權利要求6所述的采用相似材料模擬承壓含水層中基坑降水的試驗裝置，其特征在于：所述觀測段由觀測管和底板組成，所述觀測管的管壁設有刻度尺，所述底板的中心設有中心孔，所述中心孔直徑比所述觀測浮標的指針直徑大，所述底板與所述觀測管底端密封連接，所述觀測浮標的指針上端穿過所述觀測管底板的中心孔。