[发明专利]地下工程截断水循环路径引发城区地层塌陷的模拟试验装置

权利要求书

1.一种地下工程截断水循环路径引发城区地层塌陷的模拟试验装置，其特征在于，包括模型水箱一(1)、模型土箱(2)、模型水箱二(3)、水循环调节结构(4)、地下水位控制结构(5)、筛分通道(6)和循环水箱(7)；模型水箱一(1)和模型水箱二(3)分别处于模型土箱(2)的左右两侧，并且模型水箱一(1)和模型水箱二(3)均与模型土箱(2)之间设置有渗透膜；模型水箱一(1)和模型水箱二(3)内均被地下水位控制结构(5)间隔形成两个腔体；模型水箱二(3)临近模型土箱(2)的腔体内安装有筛分通道(6)；循环水箱(7)通过第一入水软管(7-7)连通模型水箱一(1)内与模型土箱(2)临近的腔体，循环水箱(7)通过第一出水软管(7-8)连通模型水箱一(1)内与模型土箱(2)远离的腔体；循环水箱(7)通过第二入水软管(7-9)连通模型水箱二(3)内与模型土箱(2)临近的腔体，循环水箱(7)通过第二出水软管(7-10)连通模型水箱二(3)内与模型土箱(2)远离的腔体；第一入水软管(7-7)、第一出水软管(7-8)、第二入水软管(7-9)和第二出水软管(7-10)上均安装有水管开关(7-1)和流量计(7-2)；模型土箱(2)内部装填土料，土料内布置渗流路径和模拟土洞，筛分通道(6)一端插入模型土箱(2)内的土料中，并包裹着渗流路径，另一端与模型水箱二(3)嵌合固定，模型水箱一(1)上接有钢板操作平台；

所述模型水箱二(3)内的筛分通道(6)是透明的玻璃通道，其中玻璃通道有四层筛分截面，筛分截面是由铁丝网构成，四层筛分截面将整个筛分通道分割成5个粒径空间，每个空间下方连接着一个土工布袋。

2.根据权利要求1的地下工程截断水循环路径引发城区地层塌陷的模拟试验装置，其特征在于：所述模型水箱一(1)、模型土箱(2)、模型水箱二(3)均为有机玻璃制成。

3.根据权利要求1的地下工程截断水循环路径引发城区地层塌陷的模拟试验装置，其特征在于：所述模型土箱(2)的有机玻璃面板上设有刻度，刻度均匀，量程为0.5m，其中量程首段0.1m以毫米为精度，量程后面0.4m以厘米为精度。

4.根据权利要求1的地下工程截断水循环路径引发城区地层塌陷的模拟试验装置，其特征在于：所述渗流路径走向的模拟采用随机法既向空中抛洒铁丝，渗流路径的模拟采用土和易溶性物质混合模拟，其中土中初期土洞的模拟采用盐和土的球形混合物模拟形成。

5.根据权利要求1的地下工程截断水循环路径引发城区地层塌陷的模拟试验装置，其特征在于：所述水循环调节结构(4)包括渗透膜、凹槽(4-2)、固定钢板(4-3)、刻度螺杆(4-6)、轴承(4-7)、螺帽(4-4)、扭转盘(4-5)和模拟板，扭转盘(4-5)连接螺杆(4-6)一端，螺杆(4-6)另一端通过轴承(4-7)与模拟板转动连接；螺帽(4-4)螺纹套设在螺杆(4-6)上并与固定钢板(4-3)固定连接。

6.根据权利要求5的地下工程截断水循环路径引发城区地层塌陷的模拟试验装置，其特征在于：所述模拟板为基坑开挖模拟板(4-8)或地铁开挖模拟板(4-9)。

7.根据权利要求1的地下工程截断水循环路径引发城区地层塌陷的模拟试验装置，其特征在于：所述地下水位控制结构(5)包括若干水位挡板(5-1)，所述水位挡板(5-1)在模型箱的两侧稳固嵌合，这些相邻水位挡板(5-1)上下之间稳固嵌合。

8.根据权利要求7的地下工程截断水循环路径引发城区地层塌陷的模拟试验装置，其特征在于：所述水位挡板(5-1)自下向上逐渐变短，水位挡板(5-1)长度从大到小为0.5m、0.05m、0.02m、0.01m、0.005m。