[发明专利]桩基础阻碍地下水渗流的室内模拟试验方法

权利要求书

1.一种桩基础阻碍地下水渗流的室内模拟试验方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

第一步，土体铺设及试验准备工作，具体的：

①分层铺土，洒水养护：将土体分层铺入渗流试验装置的模型箱内，每铺完一层土均进行洒水养护，使每层土都处于饱和状态；铺土过程中保持进水系统中的进水阀门和排水系统中的排水阀门处于关闭状态；

②布置桩基础：在铺土过程中在模型箱中布置桩基础；

③埋设测压装置：在铺土的过程中，将测压装置中的孔隙水压力传感器埋设于承压含水层中，孔隙水压力传感器的埋设位置即为测压点，在孔隙水压力传感器附近围填粒径为0.25mm-1mm的中粗砂；

第二步，注水加压：将水箱的位置调整为试验所需初始水头对应的位置后，保持排水阀门处于关闭状态，打开进水阀门，当各测压点孔隙水压力变化小于0.1kPa时，模型箱内的土体处于饱和状态，此时关闭进水阀门，并计算各测压点水位，取各测压点水位的平均值为初始水位；

第三步，自重固结：自各测压点的孔隙水压力变化小于0.1kPa起，保持土层在自重作用下固结至少24小时；

第四步，室内渗流试验，具体的：

①保持进水系统的水箱中水位不变，将排水系统中的排水总管的出口位置设为试验所需的下游水位后，同时打开进水阀门和排水阀门进行渗流试验；当各测压点的孔隙水压力的变化小于0.1kPa，表示土体内渗流情况趋于稳定，第一次试验即结束；此时关闭进水阀门，通过排水系统将土中的水排出，并将模型箱中的土体挖出；重复第一步至第四步①中各个步骤再进行两次试验；至此第一组试验结束；

②第一组试验结束后，通过排水系统把土中的水排出，并将模型箱中的土体挖出；重复第一步进行土体铺设及试验准备工作，同时改变桩基础的数量和布置形式；再重复第二步至第四步①中各个步骤进行第二组试验；

③重复第四步②，进行余下各组试验；

④将得到的各组试验时的各测压点最终降深的平均值绘制成图，横轴为各测压点离左立面的距离，纵轴为相应的各组试验的各测压点最终降深的平均值，从而确定桩基础数量及布置形式对地下水渗流影响；

所述测压点降深h满足以下公式：

h＝H_初始-H

式中H_初始为初始水位，单位为m；H为测压点水位，单位为m。

2.根据权利要求1所述的一种桩基础阻碍地下水渗流的室内模拟试验方法，其特征在于，步骤一中，所述渗流试验装置包括进水系统、排水系统、模型箱、桩基础和测压装置，其中：

所述模型箱是用于铺设土体的有机玻璃板制成的长方体箱体，左立面为进水面，设有一个进水孔，进水孔位于左立面的中心线上；右立面为排水面，设有一个排水孔，排水孔位于右立面的中心线上；

所述进水系统包括水箱、进水总管、进水分管和进水阀门，水箱通过软管与进水总管相接；进水分管平面形状呈网格状，由一侧间隔打孔洞的空心管组成，孔洞上粘贴有过滤网，进水分管设置在模型箱的进水面的内侧且垂直于箱体底面；进水总管穿过模型箱中的进水孔与进水分管通过三通接头连接；进水阀门为截止阀，其安装在进水总管上；

所述排水系统包括排水总管、排水分管和排水阀门，排水分管平面形状呈网格状，由一侧间隔打孔洞的空心管组成，孔洞上粘贴有过滤网，排水分管设置在模型箱的排水面的内侧且垂直于箱体底面；排水总管穿过模型箱中的排水孔与排水分管通过三通接头连接；排水阀门为截止阀，其安装在排水总管上；

所述测压装置用于测试模型箱内的土体的压力。

3.根据权利要求2所述的一种桩基础阻碍地下水渗流的室内模拟试验方法，其特征在于，步骤一中，所述测压装置包括数据采集系统、孔隙水压力传感器，其中：孔隙水压力传感器埋设于承压含水层中且依次贯穿于潜水含水层和隔水层，所述数据采集系统为与计算机相连的自动化数据采集仪。

4.根据权利要求3所述的一种桩基础阻碍地下水渗流的室内模拟试验方法，其特征在于，所述孔隙水压力传感器的量程为0.1MPa，精度为0.025%的量程，分辨率为0.0001MPa。