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原文传递一种模拟基坑突涌灾变全过程的装置

专利名称：	一种模拟基坑突涌灾变全过程的装置
摘要：	本发明公开了一种模拟基坑突涌灾变全过程的装置，用于模拟基坑开挖时软弱土层在承压水上顶和基坑开挖卸载联合作用下突涌灾变全过程，该装置主要有五个模块组成，其中包括试验模块、加载模块、恒压模块、加压模块、测量模块。本发明在模型试验中能够自动化地实现基坑开挖、突涌破坏全过程；在试验中，可以实现承压水位的可控性调节，基坑开挖的速度也可以自主控制，能够模拟不同的工况；本发明技术简单，容易实现。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	浙江;33
申请人：	浙江大学
发明人：	洪义;赵俞成;王立忠
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-19T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-22T00:00:00+0800
申请号：	CN201910764290.X
公开号：	CN110485483A
代理机构：	杭州求是专利事务所有限公司
代理人：	应孔月
分类号：	E02D33/00(2006.01);E;E02;E02D;E02D33
申请人地址：	310058 浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号
主权项：	1.一种模拟基坑突涌灾变全过程的装置，用于模拟基坑开挖时软弱土层在承压水上顶和基坑开挖卸载联合作用下突涌灾变全过程，其特征在于，包括试验模块、加载模块、恒压模块、加压模块、测量模块；所述试验模块包括模型箱、大隔板、小隔板、水袋；大隔板设置在模型箱中且将模型箱分隔成左右两个区域，右边区域中填充有模拟土层试块，模拟土层试块左边挖去一块区域作为模拟基坑；小隔板插入到模拟基坑中且通过加载模块将小隔板顶在模拟土层试块上，作为模拟基坑支护；水袋放置在模拟基坑中，水袋充满液体后两边分别抵住大隔板和小隔板，用于模拟基坑开挖；所述恒压模块通过管路通入到模拟土层试块底部、模拟基坑内以及模拟基坑外，保证模拟试验开始前承压水位、基坑内水位、基坑外水位相同；所述加压模块通过管路通入到模拟土层试块底部，用于模拟承压水上顶；所述测量模块用于获取加载模块的支护压力、基坑外侧的竖向位移值、主动土压力、被动土压力、模拟土层试块内的孔压值、模拟土层试块内的土压力值。 2.根据权利要求1所述的一种模拟基坑突涌灾变全过程的装置，其特征在于，所述加载模块包括千斤顶、轴杆和支架；千斤顶通过支架固定在模型箱的左边区域，所述大隔板上设有孔洞以便轴杆穿过，千斤顶通过轴杆顶住小隔板。 3.根据权利要求1所述的一种模拟基坑突涌灾变全过程的装置，其特征在于，所述模拟土层试块由砂土垫层和装于砂土垫层上部的黏土固结而成。 4.根据权利要求1所述的一种模拟基坑突涌灾变全过程的装置，其特征在于，所述水袋内装有液体，液体的重度与试验所使用的黏土比重相同。 5.根据权利要求4所述的一种模拟基坑突涌灾变全过程的装置，其特征在于，试验开始前，水袋中的液体高度与小隔板右侧的模拟土层试块高度一致。 6.根据权利要求4所述的一种模拟基坑突涌灾变全过程的装置，其特征在于，所述液体为氯化锌溶液。 7.根据权利要求1或2所述的一种模拟基坑突涌灾变全过程的装置，其特征在于，所述恒压模块包括恒压水箱、第一进水阀门、第一排水阀门、第二排水阀门、第二进水阀门；恒压水箱通过进水管将水箱中的水通到小隔板的左侧模拟基坑中，此进水管中设置有第一进水阀门，且还连接有排水管，排水管上设置有第二排水阀门；恒压水箱通过进水管将水箱中的水通到模拟土层试块的底部砂层中，此进水管中设置有第二进水阀门；恒压水箱通过进水管将水箱中的水通到小隔板的右侧的模拟土层试块的顶部；将装有第一排水阀门的进水管穿过大隔板，通过法兰盘固定安装于水袋一侧的出水口处。 8.根据权利要求7所述的一种模拟基坑突涌灾变全过程的装置，其特征在于，所述恒压模块还包括铁盒，铁盒夹在模拟土层试块和模型箱右侧壁之间，铁盒底部具有进水口，恒压水箱通过进水管与进水口相连，铁盒侧壁上开有一个出水槽，出水槽位于模拟土层试块的顶部处。 9.根据权利要求7所述的一种模拟基坑突涌灾变全过程的装置，其特征在于，所述加压模块包括加压水箱和第三进水阀门；加压水箱通过进水管将水箱中的水通到模拟土层试块的底部砂层中，此进水管中设置有第三进水阀门。 10.根据权利要求9所述的一种模拟基坑突涌灾变全过程的装置，其特征在于，所述测量模块包括第一位移传感器、第二位移传感器、第一孔压传感器、第二孔压传感器、第三孔压传感器、第四孔压传感器、第五孔压传感器、第六孔压传感器、第一土压力传感器、第二土压力传感器、第三土压力传感器、轴力计；所述第一位移传感器用于测量试验过程中模拟土层试块顶部的竖向位移；所述第二位移传感器用于测量试验过程中小隔板的水平位移；所述第一孔压传感器用于确定初始状态时的恒压水箱底部水压；所述第二孔压传感器用于确定给砂层加压时的水箱底部水压；所述第三孔压传感器用于确定初始状态时模拟土层试块顶部表面的水压；所述第四孔压传感器安装于小隔板右侧黏土中，高度与小隔板底部相同，用于测量基坑外侧该高度的孔压；所述第五孔压传感器安装于小隔板左侧黏土中，高度与小隔板底部相同，用于测量基坑内侧该高度的孔压；所述第六孔压传感器用于测量水袋内底部的水压；所述第一土压力传感器安装于小隔板左侧黏土中，高度与小隔板底部相同，用于测量基坑外侧该高度的土层压力；所述第二土压力传感器安装于小隔板与模拟土层试块接触面上，用于接触面土层压力；所述第三土压力传感器安装于小隔板的左侧面，用于左侧面土层压力；所述轴力计安装在测量千斤顶和轴杆之间，用于测量小隔板的支护压力。
所属类别：	发明专利