[發(fā)明專利]基坑內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)變形與土壓力模擬監(jiān)測裝置及模擬方法

在審

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• 申請日: 2019-10-30
• 公開（公告）號: CN110670646A
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王常明;高瑞源;劉一奧;劉瀟陽
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00;E02D17/04
• 代理公司: 11616 北京盛凡智榮知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 趙芳蕾

本發(fā)明公開了基坑內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)變形與土壓力模擬監(jiān)測裝置，其中，土體填裝裝置、多級配重加壓裝置安裝在可視化模擬箱的正上方，內(nèi)部支護(hù)裝置按照模擬要求布置在所述可視化模擬箱的內(nèi)側(cè)，結(jié)構(gòu)變形測試裝置安裝在可視化模擬箱的頂部以及內(nèi)部支護(hù)裝置上，土壓力分布檢測盒均勻安裝在內(nèi)部支撐裝置中設(shè)置在可視化模擬箱中的部分上；其模擬方法為：(1)材料的填裝，(2)各模塊的拼裝及模型構(gòu)建，(3)施工模擬與內(nèi)部支護(hù)裝置的評價(jià)。本發(fā)明具有可以進(jìn)行多尺度、復(fù)雜支護(hù)結(jié)構(gòu)體系的模擬且檢測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，便于推廣的有益效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及土木工程測試技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種基坑內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)變形與土壓力模擬監(jiān)測裝置及模擬方法。

背景技術(shù)

隨著我國城市化的推進(jìn)和建筑水平的提高，基坑工程漸漸面臨施工區(qū)域大型化與施工條件復(fù)雜化的特點(diǎn)。在進(jìn)行施工設(shè)計(jì)時(shí)常采用數(shù)值模擬與物理實(shí)驗(yàn)兩種方法對基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行評價(jià)分析。其中數(shù)值模擬不受實(shí)驗(yàn)條件限制，可進(jìn)行可靠高效地計(jì)算。但在進(jìn)行重要且復(fù)雜的工程設(shè)施建設(shè)時(shí)，常常需要進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行綜合分析。

傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)裝置較為簡單，整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置的各部分各自獨(dú)立，安裝繁瑣復(fù)雜，進(jìn)行較大規(guī)模的基坑模擬時(shí)不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，經(jīng)濟(jì)性也較差。同時(shí)無法方便地模擬施工過程導(dǎo)致結(jié)果不夠可靠。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足之處，本發(fā)明目的是提供一種基坑內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)變形與土壓力模擬監(jiān)測裝置及模擬方法，可以進(jìn)行多尺度、復(fù)雜支護(hù)結(jié)構(gòu)體系的模擬且檢測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，便于推廣。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是：基坑內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)變形與土壓力模擬監(jiān)測裝置，包括可視化模擬箱、土體填裝裝置、多級配重加壓裝置、內(nèi)部支護(hù)裝置、結(jié)構(gòu)變形測試裝置和土壓力分布檢測盒且各裝置采用采用模塊化拼裝的方式進(jìn)行組合安裝，所述土體填裝裝置、多級配重加壓裝置安裝在所述可視化模擬箱的正上方，所述內(nèi)部支護(hù)裝置按照模擬要求布置在所述可視化模擬箱的內(nèi)側(cè)，所述結(jié)構(gòu)變形測試裝置安裝在所述可視化模擬箱的頂部以及內(nèi)部支護(hù)裝置上，所述土壓力分布檢測盒均勻安裝在所述內(nèi)部支撐裝置中設(shè)置在可視化模擬箱中的部分上；所述結(jié)構(gòu)變形測試裝置、土壓力分布檢測盒外接信號接收設(shè)備。

所述可視化模擬箱的前側(cè)擋板采用高強(qiáng)度鋼化玻璃，所述可視化模擬箱的左側(cè)擋板、右側(cè)擋板、后側(cè)擋板中的全部或部分設(shè)置有活動(dòng)擋板，所述活動(dòng)擋板采用上下活動(dòng)的方式嵌合在所述左側(cè)擋板、右側(cè)擋板、后側(cè)擋板并由可視化模擬箱頂端抽出或插入。

所述土體填充裝置包括滑動(dòng)導(dǎo)軌、撒土箱，所述滑動(dòng)導(dǎo)軌水平安裝在所述可視化模擬箱的頂端且包括平行設(shè)置的兩組，所述撒土箱通過滾輪以相對滑動(dòng)導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的方式安裝在所述滑動(dòng)導(dǎo)軌上。

所述多級配重加壓裝置包括多塊呈線性增加的配重荷載以及承壓板，所述配重荷載根據(jù)測試條件進(jìn)行組合。

所述內(nèi)部支護(hù)裝置包括冠梁、腰梁、監(jiān)測樁體以及內(nèi)支撐，所述冠梁設(shè)置在所述可視化模擬箱的頂端，所述監(jiān)測樁體包括多組且均豎直固定在所述冠梁的下表面，相鄰所述監(jiān)測樁體的相對側(cè)壁等高位置處安裝有所述腰梁且相對的腰梁之間通過內(nèi)支撐固定連接。

所述冠梁與監(jiān)測樁體的連接方式、所述腰梁與監(jiān)測樁體的連接方式、所述腰梁與內(nèi)支撐的連接方式均通過螺釘、螺母的固定連接，所述監(jiān)測樁體采用PVC管，所述冠梁采用木材材質(zhì)，所述腰梁采用鐵片，所述內(nèi)支撐采用空心鐵管。

所述結(jié)構(gòu)變形測試裝置包括進(jìn)行地表沉降檢測用的百分表和進(jìn)行樁體水平向位移檢測用的位移傳感器，所述百分表通過橫梁固定安裝在所述可視化模擬箱的頂端且所述橫梁安裝在所述冠梁上，所述位移傳感器豎直均勻排列固定安裝在所述監(jiān)測樁體的表面。

所述內(nèi)部支護(hù)裝置、結(jié)構(gòu)變形測試裝置、土壓力分布檢測盒根據(jù)特定的模擬測試進(jìn)行對應(yīng)的結(jié)構(gòu)布置。

所述土壓力分布檢測盒豎直均勻排列安裝在所述監(jiān)測樁體的外表面，所述百分表、位移傳感器、土壓力分布檢測盒與所述外界信號接收設(shè)備相連接。