[发明专利]一种基坑支护体系模型试验装置及方法

权利要求书

1.一种基坑支护体系模型试验装置，其特征在于，包括：底座(1)、模型箱(2)、模型板(3)、补水装置(10)、降温系统(11)、温度传感器和数据采集仪；

底座(1)设置有储水槽；

模型箱(2)设置于底座(1)上；模型箱(2)包括：底板、箱体侧板和盖板；模型箱(2)的底板处于底座(1)的储水槽中；底板上设置有若干渗水通孔；模型箱(2)内用于放入待试验的模型；

模型板(3)固定设置于模型箱(2)内；模型板(3)上固定设置有若干个位移传感器和压力传感器，每个位移传感器和压力传感器的输出端均与数据采集仪的接收端相连接；

温度传感器的采集端用于置入待试验的填土内，温度传感器的输出端与数据采集仪的接收端相连接；

补水装置(10)包括：供水槽和供水管；供水管的入水口与供水槽的出水口相连通，供水管部分设置于模型箱(2)内，供水管设置于模型箱(2)内的部分设置有多个出水口，通过供水槽和供水管能够向模型箱(2)内供水；

降温系统(11)包括：制冷机(7-2)和制冷管(7-1)；制冷管(7-1)与制冷机(7-2)相连接，制冷管(7-1)设置于模型箱(2)内，通过降温系统(11)能够降低模型箱(2)的温度。

2.根据权利要求1所述的一种基坑支护体系模型试验装置，其特征在于，还包括：吊装系统(9)；

吊装系统(9)包括：支撑架和手动葫芦吊；模型箱(2)的盖板的外壁上固定设置有起吊环。

3.根据权利要求1所述的一种基坑支护体系模型试验装置，其特征在于，模型板(3)胶粘固定在模型箱(2)内，能够将模型箱(2)的内腔均分为左右两个腔室；模型板(3)与模型箱(2)的内壁之间设置有密封装置。

4.根据权利要求1所述的一种基坑支护体系模型试验装置，其特征在于，箱体侧板内填充有保温材料，保温材料为聚苯乙烯泡沫板。

5.根据权利要求1所述的一种基坑支护体系模型试验装置，其特征在于，模型箱(2)包括：箱框、底板、箱体侧板和盖板；

箱框设置于底座(1)上，底板固定设置在箱框上，盖板铰接在箱体的上部，盖板的外壁上设置有吊环，盖板的内壁上固定设置有制冷管(7-1)；右侧的箱体侧板铰接在箱框的右部；前侧的箱体侧板交接在箱框的前部，前侧的箱体侧板后设置有钢化玻璃板(7)，钢化玻璃板(7)固定设置在箱框上。

6.根据权利要求5所述的一种基坑支护体系模型试验装置，其特征在于，钢化玻璃板(7)上设置有坐标网格。

7.根据权利要求1所述的一种基坑支护体系模型试验装置，其特征在于，渗水通孔处均设置有土工布；供水管的出水口处均设置有土工布。

8.根据权利要求1所述的一种基坑支护体系模型试验装置，其特征在于，补水装置(10)的供水槽包括：高位水槽和低位水槽；

低位水槽内设置有水泵；水泵的入水口与低位水槽相连通，水泵的出水口与高位水槽相连通；高位水槽的出水口与供水管的入水口相连通；高位水槽的水位能够高于供水管的出水口。

9.一种基坑支护体系模型试验方法，其特征在于，基于权利要求1至8中任一项所述的试验装置，包括以下步骤：

步骤1，根据基坑现场土层的物理状态配置土样；

步骤2，在模型箱(2)底部铺设土工布，然后将步骤1配置的土样填入模型箱(2)内并施作预设支撑构建基坑支护体系模型；

步骤3，按照预设时间、温度和频率，通过补水装置补水，通过降温系统降温，通过温度传感器、位移传感器和压力传感器读取基坑支护体系模型的试验数据。

10.根据权利要求9所述的一种基坑支护体系模型试验方法，其特征在于，步骤2具体包括：当填土至预设基坑支护体系模型的坑底高度时施作模型试验基坑的第三道支撑，施作第三道支撑完毕后继续进行填土工作；填土至第三道支撑高度时施作第二道支撑，然后再将土样高度填至第二道支撑高度；然后施作第一道支撑，待第一道支撑稳定后将土样高度装填至预设基坑支护体系模型高度；

其中，填土过程中土样要压实至预定压实度；填土过程中，在土体内布置预定数量的温度传感器。