一種研究基坑土體滲透破壞發(fā)展的試驗裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種研究基坑土體滲透破壞發(fā)展的試驗裝置，該裝置主要由半圓柱形裝樣槽、多功能擋水隔板、外水位自動控制裝置、數(shù)據(jù)采集裝置組成。可以通過改變多功能擋水隔板的插入深度和開口寬度來分別模擬實際基坑工程中圍護結(jié)構(gòu)插入深度和存在不同裂隙或漏洞的情況下對基坑土體滲流滲透破壞的影響；也能通過在半圓柱形裝樣槽中設(shè)置兩道隔板來模擬實際基坑中兩道連續(xù)的圍護結(jié)構(gòu)對于降低基坑內(nèi)水位所起的作用。本裝置可為實際基坑工程的設(shè)計與施工提供指導，也可以作為巖土工程與水利工程教學與科研實驗之用。
【專利說明】一種研究基坑土體滲透破壞發(fā)展的試驗裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及水利工程物理模型試驗領(lǐng)域，具體地說是一種研究基坑土體滲透破壞發(fā)展模型的試驗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近20年來是我國城市基坑工程發(fā)展最迅猛的時期，基坑的規(guī)模和新類型得到不斷發(fā)展。但是，基坑工程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，有必要對深基坑工程施工安全進行深入研究，特別在高地下水位地區(qū)，地下水的滲流作用對基坑工程施工的帶來的影響不容忽視。但是現(xiàn)有的模型僅能夠簡單模擬一層圍護結(jié)構(gòu)對于地下水滲流的影響，對于基坑外的水位的控制也僅能依靠上下升降水頭來實現(xiàn)，裝樣槽通常采用的長方體也大大增加了邊界效應(yīng)，這些因素使得目前實際的試驗?zāi)Ｐ痛嬖谥鹊?、尺寸大、邊界效?yīng)顯著等缺點。
[0003]針對這些存在的問題，本實用新型采取相應(yīng)的改進，使得本模型裝置能夠更加真實的模擬和測試基坑工程中的滲流場、應(yīng)力場等。
實用新型內(nèi)容
[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實用新型采用如下方案:
[0005]一種研究基坑土體滲透破壞發(fā)展的試驗裝置，包括外水位自動控制裝置、裝樣槽裝置及數(shù)據(jù)采集裝置，其中，外水位自動控制裝置與裝樣槽裝置通過第一道擋水隔板插入槽連通；裝樣槽裝置與數(shù)據(jù)采集裝置通過數(shù)據(jù)線連接；所述的外水位自動控制裝置包括水位槽、設(shè)置在水位槽中上部的有機玻璃密封蓋板、全自動增壓泵，其中，有機玻璃密封蓋板上一體連接有機玻璃進水管，有機玻璃進水管的另一端連接全自動增壓泵。
[0006]本實用新型所述裝樣槽裝置包括裝樣槽，裝樣槽上開設(shè)有用于安裝第一道擋水隔板的第一道擋水隔板插入槽和用于安裝第二道擋水隔板的第二道擋水隔板插入槽，在裝樣槽的一側(cè)開設(shè)有出水口。
[0007]本實用新型所述數(shù)據(jù)采集裝置包括設(shè)置在裝樣槽上的液位傳感器、設(shè)置在出水口上的電子流量計，其中，液位傳感器、電子流量計通過數(shù)據(jù)線與計算機終端相連；所述出水口下方還放置一套由燒杯和漏斗組成的測量涌砂裝置。
[0008]本實用新型所述第一道擋水隔板、第二道擋水隔板的材料為有機玻璃。
[0009]本實用新型所述第一道擋水隔板與第二道擋水隔板分別由兩塊有機玻璃構(gòu)成，兩塊有機玻璃上有等間距的條形孔槽，其中一塊有機玻璃上有滑槽，另一塊有機玻璃可在該滑槽中移動。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下有益效果:
[0011]該裝置能夠通過在半圓柱狀裝樣槽中插入兩道擋水隔板模擬實際基坑工程中兩道連續(xù)圍護結(jié)構(gòu)對降低基坑內(nèi)水位、防止基坑土體滲流破壞所起的作用；通過改變多功能擋水隔板的開口寬度可以模擬基坑工程中圍護結(jié)構(gòu)存在不同裂隙或漏洞的情況下對基坑內(nèi)土體的滲透破壞情況；外水位自動控制裝置中全自動增壓泵能夠模擬實際基坑工程中基坑圍護結(jié)構(gòu)外側(cè)水頭的升高對基坑土體滲流以及滲透破壞的影響，并不需要像傳統(tǒng)的試驗?zāi)Ｐ蜕舷律倒┧?，顯著降低了裝置的尺寸，提高了試驗裝置的精度。綜上，該裝置在為堤防工程和基坑工程的設(shè)計提供指導作用的同時，也能作為巖土工程與水利工程學科的教學與科研實驗設(shè)備之用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2是多功能擋水隔板示意圖。
[0014]圖3是本實用新型模擬基坑工程采用兩道圍護結(jié)構(gòu)對坑內(nèi)土體滲透破壞影響示意圖。
[0015]圖中:1、全自動增壓泵2、有機玻璃密封蓋板3、水位槽4、裝樣槽5、第一道擋水隔板插入槽6、第二道擋水隔板插入槽7、電子流量計8、出水口 9、液位傳感器10、玻璃燒杯
11、漏斗12、計算機終端13、孔槽14、滑槽15、第一道多功能擋水板16、第二道多功能擋水板。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和具體實施例，進一步闡明本實用新型，應(yīng)理解這些實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)人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。
[0017]如圖1所示，本實用新型公開了一種研究基坑土體滲透破壞發(fā)展模型的試驗裝置，該裝置主要包括外水位自動控制裝置、裝樣槽裝置及數(shù)據(jù)采集裝置，其中，外水位自動控制裝置與裝樣槽一體成型；裝樣槽與數(shù)據(jù)采集裝置通過數(shù)據(jù)線連接。
[0018]本實用新型所述的外水位自動控制裝置包括水位槽3、設(shè)置在水位槽3中上部的有機玻璃密封蓋板2、全自動增壓泵1，其中，有機玻璃密封蓋板2上一體連接有有機玻璃進水管，有機玻璃進水管的另一端連接全自動增壓泵I。
[0019]優(yōu)選地，本實用新型所述的水位槽3為長方體結(jié)構(gòu),材料為有機玻璃。
[0020]本實用新型所述裝樣槽裝置包括裝樣槽4，裝樣槽4上開設(shè)有用于分別安裝第一道擋水隔板15、第二道擋水隔板16的第一道擋水隔板插入槽5和第二道擋水隔板插入槽6，在裝樣槽4的右側(cè)開設(shè)有出水口 8。
[0021]優(yōu)選地，本實用新型所述的裝樣槽4是半圓柱狀結(jié)構(gòu)，材料為有機玻璃。
[0022]如圖2所示，本實用新型所述的第一道擋水隔板15、第二道擋水隔板16的結(jié)構(gòu)是:由兩塊有機玻璃構(gòu)成，兩塊有機玻璃上有等間距的條形孔槽13，其中一塊有機玻璃上有滑槽14，另一塊有機玻璃可在該滑槽14中移動，可實現(xiàn)擋板從不透水狀態(tài)到最大透水狀態(tài)的的變化。
[0023]本實用新型所述數(shù)據(jù)采集裝置包括設(shè)置在裝樣槽4上的液位傳感器9、設(shè)置在出水口 8上的電子流量計7，其中，液位傳感器9、電子流量計7通過數(shù)據(jù)線與計算機終端12相連；所述出水口 8下方還放置一套由燒杯10和漏斗11組成的測量涌砂裝置。
[0024]如圖3所示，可通過改變第一道擋水隔板15、第二道擋水隔板16的插入深度，模擬實際基坑工程中兩道連續(xù)的圍護結(jié)構(gòu)的插入深度對基坑土體滲透破壞的影響。
[0025]優(yōu)選地，本實用新型所述的第一道擋水隔板15、第二道擋水隔板16或者說第一道擋水隔板插入槽5和第二道擋水隔板插入槽6之間的相對位置是可調(diào)的，不是固定不變的，這樣可以通過改變二者之間的相對距離來模擬圍護結(jié)構(gòu)插入間距對基坑土體滲透破壞的影響。
[0026]如圖3所示，在整個實驗裝置中裝入土樣，通過一段時間的試驗，定時收集漏斗11中的涌砂，觀察在計算機終端12上顯示的液位傳感器9和電子流量計7的實時數(shù)據(jù)。
[0027]作為研究基坑土體滲透破壞發(fā)展試驗，本實用新型提供一個優(yōu)選的實施例，參照圖3，其實施步驟如下:
[0028]a、在長方體水位槽3和半圓柱狀裝樣槽4中分層裝入土樣，并進行壓實、排氣及飽和處理，長方體上側(cè)的有機玻璃密封蓋板2處于打開狀態(tài)。
[0029]b、根據(jù)需要模擬的基坑圍護結(jié)構(gòu)裂隙寬度調(diào)節(jié)多功能擋水板兩塊有機玻璃的相對位置，并在第一道擋水入槽5、第二道擋水槽6處依次插入兩塊擋水板。
[0030]C、在水頭差的作用下，水透過隔板在半圓柱狀裝樣槽4的土樣內(nèi)形成滲流場，調(diào)節(jié)增壓泵的壓力，模擬坑外土體因強降雨導致地下水位升高的情形。
[0031]d、液位傳感器9和電子流量計7實時記錄數(shù)據(jù)，并在計算機終端12上顯示，注意觀察半圓柱形裝樣槽4右側(cè)細砂的流動情況并作記錄，定時收集漏斗11中的涌砂，烘干后稱量其重量。
[0032]e、通過改變兩塊多功能擋水隔板15、16的插入深度，模擬實際基坑工程中兩道連續(xù)的圍護結(jié)構(gòu)的插入深度對基坑土體滲透破壞的影響，可為實際基坑工程的施工與設(shè)計提供指導作用。
【權(quán)利要求】
1.一種研究基坑土體滲透破壞發(fā)展的試驗裝置，其特征在于，包括用于控制水位的外水位自動控制裝置，用于放置試驗土樣的裝樣槽裝置及用于收集、處理數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集裝置，其中，外水位自動控制裝置與裝樣槽裝置通過第一道擋水隔板插入槽(5)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；所述的外水位自動控制裝置包括水位槽(3)、設(shè)置在水位槽(3)中上部的有機玻璃密封蓋板(2)、全自動增壓泵(I )，其中，有機玻璃密封蓋板(2)上一體連接有機玻璃進水管，有機玻璃進水管的另一端連接全自動增壓泵(I)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種研究基坑土體滲透破壞發(fā)展的試驗裝置，其特征在于，所述裝樣槽裝置包括裝樣槽(4)，裝樣槽(4)上開設(shè)有用于安裝第一道擋水隔板(15)的第一道擋水隔板插入槽(5)和用于安裝第二道擋水隔板(16)的第二道擋水隔板插入槽(6)，在裝樣槽(4)的一側(cè)開設(shè)有出水口(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種研究基坑土體滲透破壞發(fā)展的試驗裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集裝置包括設(shè)置在裝樣槽(4)上的液位傳感器(9)、設(shè)置在出水口(8)上的電子流量計(7)，其中，液位傳感器(9)、電子流量計(7)通過數(shù)據(jù)線與計算機終端(12)相連；所述出水口(8)下方還放置一套由燒杯(10)和漏斗(11)組成的測量涌砂裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種研究基坑土體滲透破壞發(fā)展的試驗裝置，其特征在于，所述第一道擋水隔板(15)、第二道擋水隔板(16)的材料為有機玻璃。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種研究基坑土體滲透破壞發(fā)展的試驗裝置，其特征在于，所述第一道擋水隔板(15)與第二道擋水隔板(16)分別由兩塊有機玻璃構(gòu)成，兩塊有機玻璃上有等間距的條形孔槽(13)，其中一塊有機玻璃上有滑槽(14)，另一塊有機玻璃可在該滑槽(14)中移動。
【文檔編號】G01N5/04GK203824861SQ201420170404
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年4月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月10日
【發(fā)明者】孫杰, 周曉智, 袁磊, 葛路, 凌煒 申請人:河海大學