一種模擬深基坑流土破壞的試驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及水利工程物理模型實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域，具體的說是一種模擬深基坑流土破壞的試驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市地下商城廣場、停車場的建設(shè)，基坑的規(guī)模和形式都在不斷發(fā)展，城市基坑多發(fā)展成為深基坑工程，運(yùn)用的技術(shù)也在不斷提高。但是，基坑工程的安全事故卻屢屢出現(xiàn)，引起了工程建設(shè)者的極大關(guān)注。所以，有必要對(duì)深基坑工程施工安全進(jìn)行深入研究，特別在高地下水位地區(qū)，地下水的滲透作用對(duì)基坑工程的施工帶來的不利影響不容忽視。
[0003]目前，關(guān)于深基坑流土破壞的模擬大多局限于有限元滲流模擬的范圍，因其無法考慮顆粒流失引起的土水相互作用過程，故無法全面解釋深基坑流土破壞的形成、發(fā)展過程。物理模型試驗(yàn)，原理簡單，現(xiàn)象直觀，得出的結(jié)論具有科學(xué)意義，成為是一個(gè)有效的研究手段。
[0004]現(xiàn)有的物理模型，只能夠簡單的模擬破壞結(jié)果，無法直觀的展現(xiàn)深基坑流土破壞過程。所有的物理模型中幾乎都忽略了基坑施工時(shí)的附加荷載，如:施工機(jī)械、施工材料的堆積、施工人員等對(duì)深基坑流土破壞產(chǎn)生的影響。而且，現(xiàn)有模型只能模擬單邊流土現(xiàn)象，現(xiàn)實(shí)基坑流土的發(fā)生來自四面八方，因此模擬得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與現(xiàn)實(shí)差距較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種更加真實(shí)的模擬和測試深基坑工程中的滲流場、應(yīng)力場的模擬深基坑流土破壞的試驗(yàn)裝置。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0007]—種模擬深基坑流土破壞的試驗(yàn)裝置，包括基坑外水位自動(dòng)控制裝置、裝樣槽裝置以及數(shù)據(jù)采集裝置，其中，基坑外水位自動(dòng)控制裝置通過供水管與裝樣槽裝置連通；裝樣槽裝置與數(shù)據(jù)采集裝置通過數(shù)據(jù)線連接；所述裝樣槽裝置為一個(gè)無封蓋的空心圓柱體結(jié)構(gòu)，裝樣槽裝置底部設(shè)置有兩個(gè)直徑不等的圓形卡槽，分別為圓形卡槽一和圓形卡槽二，所述圓形卡槽一和圓形卡槽二與裝樣槽裝置同心，圓形卡槽一位于圓形卡槽二的內(nèi)部，圓形卡槽一上設(shè)置有用于模擬深基坑坑壁的圓柱形的密孔鋼絲網(wǎng)；圓形卡槽二上設(shè)置有圓柱形的透水隔板，透水隔板與密孔鋼絲網(wǎng)之間設(shè)置試樣土；透水隔板與裝樣槽裝置的內(nèi)壁之間填充從供水管流入的外部水源；透水隔板與裝樣槽裝置的內(nèi)壁之間設(shè)置有隔水板，且該隔水板可沿著水隔板與裝樣槽裝置的內(nèi)壁上下移動(dòng)。
[0008]透水隔板與裝樣槽裝置的內(nèi)壁之間設(shè)置有可上下移動(dòng)的隔水板，隔水板將該空間分隔形成一個(gè)可控水位的水位槽，通過上下調(diào)節(jié)隔水板的高度來實(shí)現(xiàn)不同深基坑外水位的模擬。
[0009]優(yōu)選地，透水隔板上標(biāo)有刻度線，可以監(jiān)測隔水板的高度。
[0010]水箱中的水可以采用紅色染色，這樣實(shí)驗(yàn)者可以透過透明玻璃直觀看到水的滲流以及基坑發(fā)生流土破壞的全過程。
[0011]本實(shí)用新型可根據(jù)實(shí)際基坑坑壁情況，設(shè)置不同孔徑的密孔鋼絲網(wǎng)，以達(dá)到與實(shí)際工程環(huán)境相同。
[0012]所述的基坑外水位自動(dòng)控制裝置包括用于將外部水源增壓后送入供水管進(jìn)而送入裝樣槽裝置的全自動(dòng)增壓栗。
[0013]本實(shí)用新型所述數(shù)據(jù)采集裝置包括設(shè)置于模擬深基坑流土破壞的試驗(yàn)裝置外部的計(jì)算機(jī)終端、設(shè)置在密孔鋼絲網(wǎng)內(nèi)壁上的液位傳感器、設(shè)置在供水管出水口處的電子流量計(jì)，其中，電子流量計(jì)、液位傳感器通過數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)終端連接。
[0014]透水隔板上設(shè)置有用于安裝隔水板的滑槽。
[0015]本實(shí)用新型所述的考慮附加荷載對(duì)基坑流土破壞的影響通過在試樣土上方施加配重來實(shí)現(xiàn)，模擬實(shí)際工程中，人、材、機(jī)荷載對(duì)基坑流土破壞的影響。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下有益效果:
[0017]本實(shí)用新型所述該裝置能夠通過在圓柱狀裝樣槽中放置與實(shí)際模擬深基坑相同的試樣土，真實(shí)模擬實(shí)際工程壞境土的滲透性；通過在試樣土上方施加配重來實(shí)現(xiàn)，模擬實(shí)際工程中，人、材、機(jī)荷載對(duì)基坑流土破壞的影響；通過改變鋼絲網(wǎng)密集空洞的大小，模擬實(shí)際基坑坑壁透水性能；通過改變隔水板外的高度可模擬深基坑內(nèi)外不同水位差對(duì)深基坑流土破壞的影響；外水位自動(dòng)控制裝置中全自動(dòng)增壓栗，能夠真實(shí)模擬實(shí)際基坑工程中基坑圍護(hù)外側(cè)水頭的升高產(chǎn)生的水壓力對(duì)基坑土體流土破壞的影響，并不像傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)裝置上下升降水箱只能實(shí)現(xiàn)水位差的模擬，而不能模擬真實(shí)的水壓力，提高了實(shí)驗(yàn)裝置的精度。綜上，本裝置在為基坑工程的設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)作用的同時(shí)，也能作為巖土工程與結(jié)構(gòu)工程的教學(xué)與科研試驗(yàn)設(shè)備之用。
【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是透水隔板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3是裝樣槽裝置的底部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4是本實(shí)用新型裝入試樣土后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖中:1、全自動(dòng)增壓栗；2、供水管；3、電子流量計(jì)；4、隔水板；5、透水隔板；6、密孔鋼絲網(wǎng)；7、液位傳感器；8、計(jì)算機(jī)終端；9、裝樣槽裝置；10、圓形卡槽一 ；11、圓形卡槽二。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本實(shí)用新型，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)式的修改均落于本實(shí)用新型所附權(quán)利要求所限定的范圍。
[0025]實(shí)施例1
[0026]如圖1、2、3所示，所述裝樣槽裝置9為一個(gè)無封蓋的空心圓柱體結(jié)構(gòu)，裝樣槽裝置9底部設(shè)置有兩個(gè)直徑不等的圓形卡槽，分別為圓形卡槽一 10和圓形卡槽二 11，所述圓形卡槽一 10和圓形卡槽二 11與裝樣槽裝置9同心，圓形卡槽一 10位于圓形卡槽二 11的內(nèi)部，圓形卡槽一 10上設(shè)置有用于模擬深基坑坑壁的圓柱形的密孔鋼絲網(wǎng)6 ;圓形卡槽二 11上設(shè)置有圓柱形的透水隔板5，透水隔板5與密孔鋼絲網(wǎng)6之間設(shè)置試樣土 ；透水隔板5與裝樣槽裝置9的內(nèi)壁之間設(shè)置有隔水板4，且該隔水板4可沿著透水隔板5與裝樣槽裝置9的內(nèi)壁上下移動(dòng)。
[0027]實(shí)施例2
[0028]如圖4所示，在利用本實(shí)用新型研究深基坑流土破壞實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以采用如下具體措施:
[0029]a.根據(jù)實(shí)際工程情況，選取與實(shí)際基坑工程土體相近的試樣土，放置在裝樣槽裝置9中，進(jìn)行適當(dāng)壓實(shí)。
[0030]b.根據(jù)實(shí)際模擬基坑內(nèi)外側(cè)水頭差，調(diào)節(jié)隔水板的高度，使之與實(shí)際工程相符。
[0031]c.根據(jù)施工現(xiàn)場施工機(jī)械以及材料堆載、人員分布情況，在試樣土上方加配重，以模擬附加荷載對(duì)基坑流土破壞的影響。
[0032]d.開啟基坑外水位自動(dòng)控制裝置，向裝樣槽裝置9中注入紅色的水，根據(jù)實(shí)際水壓，調(diào)節(jié)全自動(dòng)增壓栗1的參數(shù)，模擬實(shí)際水壓。
[0033]d.均勻分布的液位傳感器7和電子流量計(jì)3能夠測量相關(guān)參數(shù)，可以通過計(jì)算機(jī)終端8實(shí)時(shí)監(jiān)控基坑流土破壞過程中的滲流場與位移場。
[0034]該實(shí)驗(yàn)裝置適用于深基坑流土破壞的研究，為實(shí)際壩體工程施工、設(shè)計(jì)等提供參考和指導(dǎo)，也可以作為巖土工程及水利工程學(xué)科的教學(xué)與科研實(shí)驗(yàn)之用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種模擬深基坑流土破壞的試驗(yàn)裝置，包括基坑外水位自動(dòng)控制裝置、裝樣槽裝置以及數(shù)據(jù)采集裝置，其中，基坑外水位自動(dòng)控制裝置通過供水管與裝樣槽裝置連通；裝樣槽裝置與數(shù)據(jù)采集裝置通過數(shù)據(jù)線連接；其特征在于，所述裝樣槽裝置為一個(gè)無封蓋的空心圓柱體結(jié)構(gòu)，裝樣槽裝置底部設(shè)置有兩個(gè)直徑不等的圓形卡槽，分別為圓形卡槽一和圓形卡槽二，所述圓形卡槽一和圓形卡槽二與裝樣槽裝置同心，圓形卡槽一位于圓形卡槽二的內(nèi)部，圓形卡槽一上設(shè)置有用于模擬深基坑坑壁的圓柱形的密孔鋼絲網(wǎng)；圓形卡槽二上設(shè)置有圓柱形的透水隔板，透水隔板與密孔鋼絲網(wǎng)之間設(shè)置試樣土；透水隔板與裝樣槽裝置的內(nèi)壁之間填充從供水管流入的外部水源；透水隔板與裝樣槽裝置的內(nèi)壁之間設(shè)置有隔水板，且該隔水板可沿著透水隔板與裝樣槽裝置的內(nèi)壁上下移動(dòng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬深基坑流土破壞的試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的基坑外水位自動(dòng)控制裝置包括用于將外部水源增壓后送入供水管進(jìn)而送入裝樣槽裝置的全自動(dòng)增壓栗。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬深基坑流土破壞的試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集裝置包括設(shè)置于模擬深基坑流土破壞的試驗(yàn)裝置外部的計(jì)算機(jī)終端、設(shè)置在密孔鋼絲網(wǎng)內(nèi)壁上的液位傳感器、設(shè)置在供水管出水口處的電子流量計(jì)，其中，電子流量計(jì)、液位傳感器通過數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)終端連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬深基坑流土破壞的試驗(yàn)裝置，其特征在于，透水隔板上設(shè)置有用于安裝隔水板的滑槽。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬深基坑流土破壞的試驗(yàn)裝置，其特征在于，試樣土的上方設(shè)置配重塊。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種模擬深基坑流土破壞的試驗(yàn)裝置，裝樣槽裝置為一個(gè)無封蓋的空心圓柱體結(jié)構(gòu)，底部的圓形卡槽一上設(shè)置有用于模擬深基坑坑壁的圓柱形的密孔鋼絲網(wǎng)；圓形卡槽二上設(shè)置有圓柱形的透水隔板，透水隔板與密孔鋼絲網(wǎng)之間設(shè)置試樣土；透水隔板與裝樣槽裝置的內(nèi)壁之間填充從供水管流入的外部水源。本實(shí)用新型所述該裝置能夠通過在圓柱狀裝樣槽中放置與實(shí)際模擬深基坑相同的土樣，真實(shí)模擬實(shí)際工程壞境土的滲透性；通過在土樣上方施加配重來實(shí)現(xiàn)，模擬實(shí)際工程中，人、材、機(jī)荷載對(duì)基坑流土破壞的影響；通過改變鋼絲網(wǎng)密集空洞的大小，模擬實(shí)際基坑坑壁透水性能；通過改變隔水板外的高度可模擬深基坑內(nèi)外不同水位差對(duì)深基坑流土破壞的影響。
【IPC分類】G01N33/24
【公開號(hào)】CN204964498
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520620982
【發(fā)明人】胡書領(lǐng), 張馨元
【申請(qǐng)人】河海大學(xué)
【公開日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2015年8月18日