[發明專利]研究基坑及邊坡失穩破壞機制的多因素耦合試驗系統

在審

• 申請號: 202110338702.0
• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN113063925A
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 陳文昭;劉云峰;肖國華;董冠穎;王文;李鑫;唐之博;劉夕奇;王剛
• 申請（專利權）人: 南華大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01N19/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 張德才

1.一種研究基坑及邊坡失穩破壞機制的多因素耦合試驗系統，其特征在于：包括模型試驗箱、振動模擬系統、降雨模擬系統、地下水模擬系統、加載系統、溫度控制系統和測試系統；

所述模型試驗箱的側面和底面封閉，頂部開放，所述模型試驗箱的側面板上設有透明觀察區，所述模型試驗箱內用于設置基坑模型或邊坡模型；

所述振動模擬系統能夠對所述模型試驗箱施加垂直方向和/或水平方向的振動以模擬地震對基坑或邊坡的影響；

所述降雨模擬系統能夠向所述模型試驗箱內模擬降雨以模擬雨量及降雨歷時對基坑或邊坡的影響；

所述地下水模擬系統能夠向基坑模型或邊坡模型內注入承壓水和/或潛水以模擬承壓水和潛水對基坑或邊坡的影響；

所述加載系統能夠向基坑模型側壁坡頂或邊坡模型坡頂施加載荷以模擬載荷對基坑或邊坡的影響；

所述溫度控制系統能夠控制基坑模型或邊坡模型的溫度以模擬溫度及溫度變化對基坑或邊坡的影響；

所述測試系統能夠對試驗過程中土體內的應力、應變、位移、水位、水壓、土體變形進行監測和收集。

2.根據權利要求1所述的研究基坑及邊坡失穩破壞機制的多因素耦合試驗系統，其特征在于：所述振動模擬系統包括底板、水平軌道、豎直軌道、基座、水平激振器、豎直激振器、第一滑輪和第二滑輪，所述底板設置于所述模型試驗箱下方，所述模型試驗箱兩側面上均安裝有所述第一滑輪，所述底板兩側固定安裝有與所述第一滑輪對應的所述豎直軌道，所述豎直激振器兩端分別固定連接在所述底板上表面和所述模型試驗箱底面，在所述豎直激振器的作用下，所述模型試驗箱能夠沿著所述豎直軌道豎向移動，所述底板下表面安裝有所述第二滑輪，所述第二滑輪移動設置在所述水平軌道上，所述基座固定連接在所述水平軌道一端，所述水平激振器兩端分別固定連接在所述基座和所述底板上，在所述水平激振器的作用下，所述模型試驗箱能夠沿著所述水平軌道水平移動。

3.根據權利要求1所述的研究基坑及邊坡失穩破壞機制的多因素耦合試驗系統，其特征在于：所述降雨模擬系統包括第一增壓泵、噴淋管和霧化噴頭，所述第一增壓泵進水口通過進水管與水源連接，所述第一增壓泵出水口通過出水管與所述噴淋管連接，所述出水管上安裝有一個控制閥和一個流量計，所述噴淋管設置于所述模型試驗箱上方，所述噴淋管上安裝有多個所述霧化噴頭，通過所述霧化噴頭能夠向所述模型試驗箱內噴水以模擬降雨。

4.根據權利要求1所述的研究基坑及邊坡失穩破壞機制的多因素耦合試驗系統，其特征在于：所述地下水模擬系統包括第二增壓泵、潛水控制系統、承壓水控制系統和排水收集箱，所述潛水控制系統包括多個潛水管，各所述潛水管上均安裝有一個控制閥和一個流量計，各所述潛水管一端均與所述第二增壓泵出水口連接，各所述潛水管另一端分別與設置于所述模型試驗箱側壁上不同高度的多個潛水注入口連接，所述承壓水控制系統包括承壓水管，所述承壓水管上安裝有一個所述控制閥和一個所述流量計，所述承壓水管一端與所述第二增壓泵出水口連接，所述承壓水管另一端與所述模型試驗箱側壁底部的水平注水孔連接，所述第二增壓泵進水口通過管路與水源連接，所述排水收集箱通過管路與所述模型試驗箱底部的排水孔連接。

5.根據權利要求1所述的研究基坑及邊坡失穩破壞機制的多因素耦合試驗系統，其特征在于：所述加載系統包括加載空壓機、加載調壓閥和加壓氣囊，所述加壓氣囊用于鋪設于基坑模型或邊坡模型的坡頂上，所述加載空壓機通過加載氣管與所述加壓氣囊連通，所述加載氣管上設有所述加載調壓閥。

6.根據權利要求1所述的研究基坑及邊坡失穩破壞機制的多因素耦合試驗系統，其特征在于：所述溫度控制系統包括低溫輸出軟管、可控溫汽化裝置、流量調節閥和液氮罐，所述液氮罐通過低溫鋼管與所述可控溫汽化裝置一端連接，所述低溫鋼管上設有所述流量調節閥，所述可控溫汽化裝置另一端與所述低溫輸出軟管一端連接，所述低溫輸出軟管另一端連接多個低溫輸出支管，各所述低溫輸出支管分別與設置于所述模型試驗箱側壁上的多個溫度輸入口連接，各所述低溫輸出支管上均設有一個溫度輸出調節閥。