[发明专利]一种基坑开挖岩土离心机试验装置及试验方法

权利要求书

1.一种基坑开挖岩土离心机试验装置，其特征在于，所述试验装置包括：

模型箱(16)：通过挡板(13)将模型箱(16)内部空间分成实验区和水位控制箱，模型箱(16)的上端设有反力支架(7)；

围护墙体(1)：根据试验方案在所述围护墙体(1)的内部设置分隔墙体(2)，将围护墙体(1)的内部空间分成若干开挖区；

定位单元：用于将所述围护墙体(1)吊挂在反力支架(7)上，使围护墙体(1)位于实验区中；

支撑单元：可拆卸的分层安装在所述开挖区内，并和开挖区的内壁抵接；

测试单元：包括孔压计、土压计、应变片和激光位移计。

2.根据权利要求1所述的一种基坑开挖岩土离心机试验装置，其特征在于，所述的围护墙体(1)的上表面设有起吊螺孔(17)。

3.根据权利要求2所述的一种基坑开挖岩土离心机试验装置，其特征在于，所述的定位单元包括螺纹杆(11)、通过钢绞线(8)与螺纹杆(11)底端连接的U型连接件(10)以及固定在U型连接件(10)底部的起吊螺杆(9)，所述螺纹杆(11)顶端通过调节螺帽(12)与所述反力支架(7)固定，螺纹杆(11)的底端设有通孔，所述钢绞线(8)穿过该通孔，且钢绞线(8)的两端分别与U型连接件(10)的两个顶端连接，所述起吊螺杆(9)与围护墙体(1)的上表面的起吊螺孔(17)相匹配。

4.根据权利要求1所述的一种基坑开挖岩土离心机试验装置，其特征在于，所述的开挖区的内壁上设有多层平行设置的凹坑组，每一层所述凹坑组包括多个凹坑(3)。

5.根据权利要求4所述的一种基坑开挖岩土离心机试验装置，其特征在于，所述的支撑单元包括内部支架(4)和支撑端头(5)，所述内部支架(4)设有多个位置与所述凹坑组相匹配的突出部件(41)，所述突出部件(41)的顶端设有螺孔(42)，所述支撑端头(5)的一端设有与螺孔(42)相匹配的螺杆(51)，支撑端头的另一端设有与凹坑(3)相匹配的凸起(18)，支撑端头(5)的中部设有锁定螺母(6)。

6.根据权利要求5所述的一种基坑开挖岩土离心机试验装置，其特征在于，所述的内部支架(4)呈井字形。

7.根据权利要求1所述的一种基坑开挖岩土离心机试验装置，其特征在于，所述的挡板(13)上设有多个排水孔，并通过透水石(15)将排水孔堵住。

8.根据权利要求1所述的一种基坑开挖岩土离心机试验装置，其特征在于，所述的围护墙体(1)和分隔墙体(2)通过螺钉固定，并在连接处涂抹防水胶，所述挡板(13)和模型箱(16)的连接处涂抹防水胶。

9.根据权利要求1所述的一种基坑开挖岩土离心机试验装置，其特征在于，所述的测试单元包括设置在围护墙体(1)外侧沿深度方向布置的孔压计、设置在围护墙体(1)内侧和外侧沿深度方向布置的土压计、设置在围护墙体(1)内侧和外侧在相对位置上设置的应变片、轴向设置在支撑单元上的应变片以及设置在实验区底部及侧面的激光位移计。

10.一种采用如权利要求1～9任一所述装置进行的基坑开挖岩土离心机试验方法，其特征在于，该方法包括以下几个步骤：

(1)将待测土样晒干、粉碎、筛分，按实际含水率加水搅拌制成重塑土样；

(2)将挡板(13)安装在模型箱(16)中，形成实验区和水位控制箱，在实验区底部铺设细砂，然后将步骤(1)所得重塑土样放置在实验区，并将表面抹平；

(3)将模型箱(16)吊装至离心机上，启动离心机，待重塑土样固结至一定程度后将围护墙体(1)通过定位单元吊挂在所述实验区中，继续启动离心机直至重塑土样完全固结；

(4)抽取水位控制箱中的水位直至第一层开挖面以下预定深度，启动离心机进行场地降水，待降水完成后开挖第一层土体并安装支撑单元，启动离心机，读取数据；

(5)重复步骤(4)，直至各层土体开挖完成并全部安装支撑单元，记录每次开挖及施加支撑单元时的数据。