[實用新型]一種巖溶區(qū)地鐵抗浮模擬裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201922249698.1
• 申請日: 2019-12-16
• 公開（公告）號: CN211085660U
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李煒軒;張發(fā)旺;欒崧;趙良杰;曹建文
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)科學(xué)院巖溶地質(zhì)研究所
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00;E02D33/00
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11467
• 代理人: 高琦

本實用新型公開了一種巖溶區(qū)地鐵抗浮模擬裝置，包括定水頭補給箱，定水頭補給箱設(shè)置有補給出水口、補給排水口，箱內(nèi)設(shè)置有隔板，補給出水口通過管道與主體模擬箱相連通；主體模擬箱上設(shè)置有第一進(jìn)水口、第二進(jìn)水口、第一排水口、第二排水口，第一進(jìn)水口與補給出水口通過管道連通，第二排水口通過管道與定水頭排泄箱連通，主體模擬箱內(nèi)設(shè)置有巖溶模擬管道、地鐵站模擬箱體、地質(zhì)條件模擬箱，巖溶模擬管道的兩端分別與第一進(jìn)水口、第二排水口相連通，巖溶模擬管道設(shè)置有第一模擬孔和第二模擬孔；地鐵站模擬箱體上設(shè)置有測試口并通過測試口連接平模壓力變送器；地質(zhì)條件模擬箱設(shè)置有若干個第三模擬孔且箱內(nèi)填充有亞克力珠。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及巖土工程領(lǐng)域，尤其涉及一種巖溶區(qū)地鐵抗浮模擬裝置。

背景技術(shù)

近年來，大氣溫室效應(yīng)導(dǎo)致了氣候變暖，加之地下水含水層結(jié)構(gòu)和巖性等因素，導(dǎo)致地下水位上升，威脅到了地下建筑物的結(jié)構(gòu)安全。所以，地下結(jié)構(gòu)的浮力問題研究已成為城市巖土工程中一個極為關(guān)鍵的課題，這既涉及到城市的中長期發(fā)展中地下水位的變化趨勢問題，又涉及到具有不同地下水賦存形態(tài)的土層中孔隙水壓力傳遞機理及分布規(guī)律、地下結(jié)構(gòu)位于不同土層中的浮力取值、多層地下水作用時的浮力取值以及開發(fā)合理的工程抗浮措施等問題。

隨著城市地下軌道交通建設(shè)規(guī)模的不斷擴大，大部分的地鐵車站以淺埋、明挖施工為主。然而城市淺層地下水水位較高，總體呈現(xiàn)出不穩(wěn)定趨勢，地鐵安全在城市安全中占有舉足輕重的地位，故地鐵車站的抗浮設(shè)計是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。巖溶區(qū)有其特殊的地質(zhì)環(huán)境，地鐵施工常伴有溶洞、地下河等自然現(xiàn)象，探索巖溶區(qū)地鐵車站抗浮關(guān)系必須依托相應(yīng)的模擬裝置，因此設(shè)計合理的地下抗浮模擬裝置，為巖溶區(qū)抗浮舉措提供數(shù)據(jù)支持，成為從事地鐵抗浮設(shè)計研究熱點問題。

研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)今的地鐵抗浮模擬裝置存在如下缺點：(1)從功能上看現(xiàn)有模擬裝置大多片面針對一般條件的包氣帶或者含水層，缺乏地下河、溶洞兩方面模擬功能的有機組合裝置，從而缺少巖溶區(qū)地下抗浮模擬功能；(2)現(xiàn)有的模擬裝置無法輕易改變模擬的地質(zhì)條件，對復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境模擬精度不高；(3)現(xiàn)有的定水頭裝置設(shè)計出水波動大、不穩(wěn)定，對后期數(shù)據(jù)影響較大。

這些缺點嚴(yán)重影響了巖溶區(qū)地鐵施工過程中的地下抗浮設(shè)計，面對地下河系統(tǒng)復(fù)雜的水文地質(zhì)條件，巖溶區(qū)地下抗浮模擬已經(jīng)成為科學(xué)工作者科學(xué)研究的重要方向。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型目的是針對上述問題，提供一種可監(jiān)測模擬體抗浮水位和地下水流量動態(tài)變化的巖溶區(qū)地鐵抗浮模擬裝置。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是：

一種巖溶區(qū)地鐵抗浮模擬裝置，包括定水頭補給箱、主體模擬箱、定水頭排泄箱，定水頭補給箱、定水頭排泄箱均通過管道與主體模擬箱相連通；所述定水頭補給箱內(nèi)設(shè)置有高度低于定水頭補給箱側(cè)壁的隔板，定水頭補給箱設(shè)置有補給出水口、補給排水口，補給出水口位于隔板一側(cè)，補給排水口位于隔板另一側(cè)，補給出水口通過管道與主體模擬箱相連通；所述主體模擬箱由有機玻璃制成，主體模擬箱上設(shè)置有第一進(jìn)水口、第二進(jìn)水口、第一排水口、第二排水口，第一進(jìn)水口與補給出水口通過管道連通，第二排水口通過管道與定水頭排泄箱連通，主體模擬箱內(nèi)設(shè)置有巖溶模擬管道、地鐵站模擬箱體、地質(zhì)條件模擬箱，巖溶模擬管道的兩端分別與第一進(jìn)水口、第二排水口相連通，巖溶模擬管道上部設(shè)置有若干個第一模擬孔，巖溶模擬管道下部設(shè)置有若干個第二模擬孔，第一模擬孔的孔間距大于第二模擬孔的孔間距；地鐵站模擬箱體上設(shè)置有測試口并通過測試口連接平模壓力變送器；所述地質(zhì)條件模擬箱有若干個，地質(zhì)條件模擬箱上設(shè)置有若干個第三模擬孔，地質(zhì)條件模擬箱內(nèi)填充有亞克力珠。

進(jìn)一步的，所述補給出水口與第一進(jìn)水口之間的管道上設(shè)置有第一電磁流量計，第一電磁流量計的兩端分別與補給出水口、第一進(jìn)水口管道連接；所述第二排水口與定水頭排泄箱之間的管道上設(shè)置有第二電磁流量計，第二電磁流量計的兩端分別與第二排水口、定水頭排泄箱管道連接。