[发明专利]多侧基坑开挖对坑间地基及结构影响的试验装置及方法

说明书

本发明公开了一种多侧基坑开挖对坑间地基及结构影响的试验装置及方法，该试验装置包括模型箱体、挡土墙板(4)、既有结构(6)、支撑杆件(15)、模型土(19)、移动式反力组件、排水组件和数据采集组件；模型箱体为顶部开口的箱型结构，既有结构位于模型箱体的中部，若干块挡土墙板分别活动插接在模型箱体内，并在既有结构的两侧形成开挖基坑；排水组件设置在模型箱体的底部，移动式反力组件设置在模型箱体的顶部，数据采集组件设置在模型箱体、挡土墙板、既有结构和支撑杆件上，模型土填充在模型箱体内。本发明能解决现有技术中无法模拟多侧基坑开挖对坑间地基土体及既有结构影响情况的问题。

技术领域

本发明涉及一种地下工程施工试验装置及方法，尤其涉及一种多侧基坑开挖对坑间地基及结构影响的试验装置及方法。

背景技术

近年来，在城市地下空间综合开发和深度融合的背景下，超大、超深基坑群在全国范围内频繁出现，多边形、凹凸折线型等多种不规则形状的复杂边界基坑在密集城区中屡见不鲜，导致邻近建(构)筑物面临多侧基坑开挖卸荷的情况愈来愈多，地基土体在基坑多侧开挖卸荷、反复扰动下的力学特性和叠加变形特点更加复杂。此类新的工程问题无疑使得基坑设计迎来诸多新困难和新挑战，并大大增加了施工难度和风险。因此，研究多侧基坑开挖卸荷对地层应力的扰动机理和多侧基坑开挖变形控制措施具有重要意义。

目前，针对复杂的岩土工程问题模拟，室内模型试验是被广泛采用的研究方法之一。而关于基坑开挖的模型试验已经很多，通常是在模型箱内模拟的地层条件下设置挡土结构，然后基坑开挖和支撑安装，观察试验过程中挡土结构受力、变形及土体变形和应力状态的变化。

然而已有模型装置及试验方法主要仅模拟二维平面应变状态下的单侧基坑开挖，极少涉及三维空间中多个基坑先后开挖或同步开挖的情况。可见，传统的模型试验箱和试验装置难以针对性地模拟当前大城市中越来越多的有限区域土体受多侧基坑开挖卸荷的问题。因此，需要提供一种多侧基坑开挖对坑间地基及结构影响的试验装置及方法，能解决现有技术中无法模拟多侧基坑开挖对坑间地基土体及既有结构影响情况的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多侧基坑开挖对坑间地基及结构影响的试验装置及方法，能解决现有技术中无法模拟多侧基坑开挖对坑间地基土体及既有结构影响情况的问题。

本发明是这样实现的：

一种多侧基坑开挖对坑间地基及结构影响的试验装置，包括模型箱体、挡土墙板、既有结构、支撑杆件、模型土、移动式反力组件、排水组件和数据采集组件；模型箱体为顶部开口的箱型结构，既有结构位于模型箱体的中部，若干块挡土墙板分别活动插接在模型箱体内，并在既有结构的两侧形成开挖基坑；排水组件设置在模型箱体的底部，移动式反力组件设置在模型箱体的顶部，数据采集组件设置在模型箱体、挡土墙板、既有结构和支撑杆件上，模型土填充在模型箱体内。

所述的模型箱体包括模型箱、箱体框架和万向轮；箱体框架安装在模型箱的内壁上，若干个万向轮分别间隔安装在模型箱的底部；箱体框架的内壁上间隔形成有若干条滑动式凹槽，使挡土墙板通过滑动式凹槽滑动插接在模型箱内；移动式反力组件安装在箱体框架的顶部；数据采集组件包括千分表和位移采集装置，若干个千分表分别间隔设置在箱体框架的顶部并面向模型土设置，若干个千分表均与位移采集装置电连接。

所述的挡土墙板的外壁上间隔设有多道围檩；挡土墙板上间隔形成有若干个支撑孔位，且支撑孔位贯穿挡土墙板和围檩，使支撑杆件能通过支撑孔位水平支设在相邻两块挡土墙板之间；数据采集组件包括应变片、应变采集仪和微型土压力计及孔隙水压力计，若干个微型土压力计及孔隙水压力计沿竖向布置在挡土墙板的外壁上，多个应变片呈矩阵排列贴设在挡土墙板的挡土面和背土面上并与应变采集仪电连接。