[发明专利]一种偏压和渗流条件下狭长基坑隆起变形的模拟装置

权利要求书

1.一种偏压和渗流条件下狭长基坑隆起变形的模拟装置，其特征在于：包括模型箱(1)、基坑支护系统(2)、偏压加载系统(3)、水循环与水位控制系统(4)和监测系统(5)；模型箱(1)内装有模型土，模型土内设有基坑，基坑支护系统(2)安装在基坑内；模型箱(1)外装有偏压加载系统(3)，偏压加载系统(3)对基坑外侧的模型土加压；水循环与水位控制系统对模型箱(1)内的模型土供水，并从基坑底部排水，以模拟基坑的渗流；

所述偏压加载系统(3)的立柱(3-5)设立在模型箱(1)外，架设在立柱(3-5)上的反力梁(3-4)横跨基坑上方，千斤顶(3-6)可在反力梁(3-4)上移动，通过第一螺栓(3-7)与钢板(3-3)连接固定在反力梁上(3-4)，千斤顶(3-6)的顶升部连接荷载传递板(3-8)；

所述基坑支护系统(2)包括围护墙(2-1)，相对的围护墙(2-1)之间安装有若干内支撑杆(2-2)；

所述水循环与水位控制系统(4)包括储水箱(4-1)，储水箱(4-1)内设有抽水泵(4-2-1)，抽水泵(4-2-1)通过第一水管(4-2-3)连接进水水箱(4-2-4)，进水水箱(4-2-4)通过第二水管(4-2-6)连接设在模型箱(1)内的两个进水分布管网(4-2-7)，两个进水分布管网(4-2-7)之间以第三水管(4-2-8)相连，第二水管(4-2-6)上安装有进水阀门(4-2-5)和第一流量计(5-1)；基坑底部的模型土面上的排水管网(4-3-1)通过第四水管(4-3-2)连接模型箱(1)外的第五水管(4-3-4)，第五水管(4-3-4)连接储水箱(4-1)，第五水管(4-3-4)上装有蠕动泵(4-3-3)和第二流量计(5-2)；

所述监测系统(5)包括第一流量计(5-1)、第二流量计(5-2)、大头钉(5-3)、橡胶薄膜(5-4)、激光位移计(5-5)、应变式土压力盒、应变式孔隙水压力传感器、电阻应变片、多通道数据采集仪；电阻应变片贴在围护墙(2-1)的两个侧面，应变式土压力盒、应变式孔隙水压力传感器埋设在模型箱(1)的模型土土里；应变式土压力盒、应变式孔隙水压力传感器、激光位移计、电阻应变片通过信号传输线连接多通道数据采集仪；所述基坑隆起监测点包括大头钉(5-3)与橡胶薄膜(5-4)，所述橡胶薄膜(5-4)放置在基坑底部的模型土上，大头钉头(5-3)穿透橡胶薄膜(5-4)并插入土体。布置在模型箱(1)上方的激光位移计(5-5)检测大头钉(5-3)所在基坑底部的垂直深度。

2.如权利要求1所述的一种偏压和渗流条件下狭长基坑隆起变形的模拟装置，其特征在于：围护墙(2-1)通过橡胶薄膜(2-5)与模型箱侧板(1-1)连接。

3.如权利要求1所述的一种偏压和渗流条件下狭长基坑隆起变形的模拟装置，其特征在于：在进水水箱(4-2-4)内设有检测水位的上探头和下探头，分别位于进水水头高度h_in上下10mm处，上探头和下探头连接水位控制器(4-2-2)，水位控制器(4-2-2)连接抽水泵(4-2-1)的控制端。

4.如权利要求1所述的一种偏压和渗流条件下狭长基坑隆起变形的模拟装置，其特征在于：内支撑单元(2-2)包括两根端部带有内螺纹的支撑杆，两根支撑杆通过螺纹杆(2-4)连接，每个支撑杆的另一端顶在围护墙(2-1)的螺栓(2-3)上。

5.如权利要求1所述的一种偏压和渗流条件下狭长基坑隆起变形的模拟装置，其特征在于：如第一流量计(5-1)和第二流量计(5-2)的读数相等，则判断基坑的渗流条件为稳定渗流。