[发明专利]一种基坑开挖模型试验的模型箱及试验方法

说明书

本申请公开了一种基坑开挖模型试验的模型箱，其特征在于，包括：箱体，所述箱体形成有一开口向上的腔体；围护结构，两所述围护结构竖直设置在所述腔体内，将所述腔体分成三个容纳腔；以及支撑结构，连接在两所述围护结构之间；在两所述围护结构两侧的所述容纳腔内填筑相同或不同高度的土体来进行基坑两侧等压或偏压的模型试验。同时还提供一种基坑开挖模型试验的方法。本申请的一种基坑开挖模型试验的模型箱及试验方法，可以适用于模拟基坑两侧存在偏压等复杂的地层情形。

技术领域

本申请涉及土木工程技术领域，尤其涉及一种基坑开挖模型试验的模型箱及试验方法。

背景技术

随着国民经济的迅速发展，城市基础设施建设进程不断加快，深基坑工程日趋增多，深基坑工程问题成为岩土工程领域的研究热点。深基坑围护体系的受力和变形特性复杂，围护体系施工过程中的受力和变形特征与设计情况往往存在较大差异，并且坑底土体隆起、坑外地表沉降等问题都与工程安全息息相关。物理模型试验方法可以模拟基坑真实开挖过程，是研究深基坑受力和变形特性的重要手段。

目前在基坑模型试验中，通常模拟对称地层基坑，为简化整体模型箱大小，以基坑中轴为界，取一半制作模型箱，另一侧以反力墙替代。该方法适用于对称地层、对称开挖模式下的基坑开挖过程模拟。但近年来的岩土工程实践中，大量基坑两侧地层不对称，如沿江基坑、一侧高堆载基坑等，其两侧呈现出明显偏压状态，现有基坑模型试验无法反应这种实际情况。

现有技术中的模型箱存在着只适用于对称地层、对称开挖模式下的基坑开挖过程模拟，不能模拟基坑两侧存在偏压等复杂地层情形的问题。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例期望提供一种基坑开挖模型试验的模型箱及试验方法，以解决现有模型箱不能模拟基坑两侧存在偏压等复杂地层情形的问题。

为达到上述目的，本申请实施例的一方面，提供一种基坑开挖模型试验的模型箱，包括：

箱体，所述箱体形成有一开口向上的腔体；

围护结构，两所述围护结构可拆卸地设置在所述腔体内，将所述腔体分成三个容纳腔，中间的所述容纳腔为模拟基坑；以及

支撑结构，连接两所述围护结构并位于中间的所述容纳腔中；

两所述围护结构两侧的所述容纳腔内填筑相同或不同高度的土体，用以进行基坑两侧等压或偏压的模型试验。

进一步地，所述箱体包括：

竖梃；

横梃，与所述竖梃连接形成主体框架；以及

固定侧板，设置在所述主体框架上，形成所述腔体。

进一步地，位于中间的所述容纳腔的所述箱体上形成有开口向上的取土槽口；

所述模型箱还包括活动侧板，所述活动侧板可拆卸地安装在所述取土槽口上。

进一步地，所述箱体还包括磁性挡板，所述磁性挡板固定在所述取土槽口两侧的所述竖梃上或所述固定侧板上；

所述活动侧板包括活动板体以及磁性贴条，所述磁性贴条设置在所述活动板体的两端，所述活动板体通过所述磁性贴条以及所述磁性挡板配合可拆卸地安装在所述取土槽口上。

进一步地，所述固定侧板和/或所述活动板体为透明材料制成。

进一步地，所述围护结构包括：

围护墙，所述围护墙的宽度与所述腔体的宽度一致；以及

冠梁，固定在所述围护墙的上部。

进一步地，所述模型箱还包括导轨，所述导轨固定在所述主体框架顶部；