[实用新型]一种模拟承压水作用下地下室底板受力的试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种模型试验装置，特别是涉及模拟承压水作用下地下室底板受力的试验装置，属于土木工程技术领域。

背景技术

承压水是地下水的一种，常形成于上下两个弱/不透水层中的含水层里，此含水层一般由透水性好的砂土、裂隙发育完全的岩石等组成。在沿海、沿江等地下水丰富的地区，工程上深基坑施工时常常遇到弱/不透水层下存在承压水层的情况。在承压水作用下，超大、超深的地下室容易发生变形和上浮失稳等问题，对工程安全造成巨大威胁。工程上对大面积地下室底板所受的地基反力和水浮力难以做到实时监测，对于这种情况，可简化地下室的内部结构，设计室内模型试验来研究承压水作用下地下室底板的受力情况。

传统的室内模型试验模拟承压水作用时，试验装置的供水系统一是采用马里奥特瓶，二是采用循环水路、溢流供水装置。马里奥特瓶供水系统受限于支架的高度，提供的稳定水位低，产生的承压水头低，且试验过程中不能对瓶内水源进行补充。循环水路、溢流供水装置提供的稳定水位取决于装置的支架高度，因支架一般较低，故产生的承压水头也较低，且供水系统中的水泵需要持续运行，耗能严重，设备也易损耗，故障率高。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种模拟承压水作用下地下室底板受力的试验装置，克服了传统试验装置的缺点，结构简单可靠，能够提供高稳定水位，产生高承压水头，并且水泵不易损耗，节能环保。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种模拟承压水作用下地下室底板受力的试验装置，包括储水箱、第一至第二个水泵、第一至第二个止回阀、稳压罐、安全阀、水压传感器、过滤器、基坑模型箱、管路、地下室模型及量测系统；所述储水箱通过管路将第一个水泵、第一个止回阀、水压传感器、过滤器连成第一条支路，储水箱通过管路将第二个水泵、第二个止回阀、安全阀、稳压罐连成第二条支路；且第一条支路与第二条支路之间通过管路连通，该管路一端位于第一止回阀与水压传感器之间，另一端位于第二止回阀与安全阀之间；第一水泵、第二水泵、水压传感器分别与控制器连接；过滤器安装于基坑模型箱底部进水口处，基坑模型箱包括敞口钢化玻璃容器、至少两个阀门及容器内部由底向上依次填筑的粗砂、细砂和弱/不透水层，阀门对称设置于敞口钢化玻璃容器左右两侧上部，地下室模型埋设于基坑模型箱内，且地下室模型的底板与敞口钢化玻璃容器的底板平行，地下室模型的顶部高于弱/不透水层；量测系统包括微型渗压计、微型土压力计和多通道数据采集仪，其中，微型渗压计、微型土压力计埋设于地下室模型底板下方，微型渗压计、微型土压力计分别与多通道数据采集仪连接。

作为本实用新型的一种优选方案，所述管路由不锈钢管连接而成。

作为本实用新型的一种优选方案，所述基坑模型箱还包括外框，外框由角钢、钢肋条、中心开孔的钢板和钢底座焊接而成；角钢位于敞口钢化玻璃容器的四条棱处，相邻两个角钢之间焊接有钢肋条，中心开孔的钢板位于敞口钢化玻璃容器的底板下方，且与底板接触，钢底座位于中心开孔的钢板下方的四个角上。

作为本实用新型的一种优选方案，所述地下室模型包括敞口不锈钢容器、压重部件，压重部件置于敞口不锈钢容器内，敞口不锈钢容器的顶部高于弱/不透水层。

作为本实用新型的一种优选方案，所述敞口不锈钢容器的外壁光滑。

作为本实用新型的一种优选方案，所述第一个水泵和第二个水泵的扬程均大于等于20米。

作为本实用新型的一种优选方案，所述弱/不透水层的渗透系数小于1×10^-4cm/s。

本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、本实用新型相比于传统的试验装置能够提供高稳定水位，模拟高承压水头作用，同时，由于水泵无需一直运行且两台水泵可相互补充，协调工作，因此每台泵的损耗都较小，减小了故障率，节能环保，降低了试验成本，提高了经济效益；还可通过改变配重模拟建筑物上部荷载改变时地下室底板的受力情况。

2、本实用新型利用纯净水做水源既可减少水中气体对土体饱和度的影响，避免出现不确定性较大的土体非饱和问题，又可减少水中气体对试验仪器测量精度的影响，还可以减少水中离子对试验仪器和管路的侵蚀。