[发明专利]一种模拟强降雨工况下桩锚支护基坑稳定性的试验装置

摘要

一种模拟强降雨工况下桩锚支护基坑稳定性的试验装置，包括模拟雨淋机构、模拟基坑桩锚支护机构和控制系统。模拟雨淋机构包括支架总成、潜水泵和喷头，喷头与储水箱相连接的输水管路上连接有压力变换器和电动球阀。模拟基坑桩锚支护机构包括试验槽和由桩体、底座、腰梁、冠梁和锚杆组件组成的桩锚支护机构，桩锚支护机构设置在试验槽内，试验槽设置在支架总成的下支架内。控制系统包括PLC编程控制器、开关电源、斗式雨量传感器、压力变送器和二个继电器，用以控制电动球阀、潜水泵和排水泵等。其中斗式雨量传感器设置在喷头下方。通过本装置的模拟与试验，可分析不同降雨工况下对基坑支护工程的影响，并与实际结合，提高基坑支护工程的安全性。

主权项

一种模拟强降雨工况下桩锚支护基坑稳定性的试验装置，包括模拟雨淋机构，模拟基坑桩锚支护机构和控制系统，其特征在于:模拟雨淋机构，包括支架总成，潜水泵（1），储水箱（2）和多个喷头（3）；支架总成，由长方形上支架（4）和长方形下支架（5）组成；长方形上支架（4）的四个上支杆（6）的下端分别插入下支架（5）的四个下支杆（7）的上端的中心孔内，且能调节上支架高度；多个喷头（3）等距离安装在分水管（8）上，分水管（8）装设在上支架的上横梁（9）上，分水管（8）通过输水管路（10）与设置在储水箱（2）中的潜水泵（1）的出水口连接；输水管路（10）上分别装设有压力变送器（l1）和电动球阀（12）； 模拟基坑桩锚支护机构，包括试验槽（13）和桩锚支护机构；试验槽（13）设置在长方形下支架（5）内； 桩锚支护机构，包括多个桩体（16），底座（17），腰梁（18）、冠梁（19）和锚杆组件；所述底座（17），包括长条形钢板（20）和多个钢管（21），钢管（21）的数量与桩体的数量相同；钢板（20）上钻有一排钢管插孔（22），钢板(20)固定在防腐木板(23)上;多个钢管（20）竖直设置，每个钢管（20）的下端插入对应的一个钢管插孔（22）内，焊接固定；多个桩体（16）竖直设置，多个桩体（16）的下端分别插入多个钢管（21）内；冠梁（19）上开设有一排盲孔（26），盲孔的数量与桩体的数量相同，盲孔（26）的孔径与桩体（16）的外径相同；冠梁扣设在多个桩体（16）的上端，且多个桩体（16）的上端分别插入冠梁（19）上的多个盲孔（26）内；所述腰梁（18）上开设有多个通孔（25），每个孔位于每两个桩体中间，通孔间距与桩体间距相同；所述锚杆组件，包括自由段（31）和锚固段（30），工程塑料锚杆（29）下端插入塑料管（28）内，且同轴心放置，塑料管（28）内充填环氧树脂，待环氧树脂固定成型后，剥去塑料管（28），再涂刷薄层环氧树脂，并均匀撒粘石英砂，形成锚固段（30），工程塑料锚杆（29）上端余下部分为锚杆自由段（31），在锚杆自由段（31）上固定设置有二个光栅片（32），通过光缆（35）串联连接至相应设备，锚杆的上端固定设置有锚头，由工程塑料（29）顶端与螺母（27）粘合而成；锚头穿过水平设置的腰梁（18）上的孔洞（25）后，加插环氧树脂板垫片（33），使其卡住腰梁，拉住桩体；桩锚支护机构整体放置在试验槽（13）内，并在试验糟（13）内充填土到设定高度；所述控制系统，包括PLC编程控制器（36）、开关电源（37）、斗式雨量传感器（38）、第一继电器（39）、第二继电器（40），其中开关电源（37）的电压输入端与市电连接，将220交流电转换为24V直流电，为PLC编程控制器（36）和电动球阀（12）供电；斗式雨量传感器（38）设置在上支架（4）内，位于多个喷头（3）的下方；控制电路的二个端口分别连接PLC编程控制器的输出端子与C0M；PLC编程控制器的电动球阀电压指令信号输出端与电动球阀（12）的电压输入端连接；开关电源（37）输出正压端连接PLC的L+端子和电动球阀（12）的DC24V+端子，开关电源（37）的输出负端分别连接PLC编程控制器的M端子、接地端子及电动球阀（12）的接地端子；雨量量筒红色信号线、黄色信号线分别连接PLC的VCC和I0.0端口；压力变送器需并联一颗250欧姆电阻，并将黑色、红色信号线分别接入PLC模拟量输入的M和A+端口；电动球阀的模拟量输出OUTPUT‑、OUTPUT+需并联一颗250欧姆的电阻，并分别连接PLC的M和B+端口。模拟量输入INPUT‑、INPUT+分别连接PLC的M和V端口；启动开关按钮两端口分别连接PLC的VCC与I0.1端子，排水泵（44）的排水水泵开关两端口分别连接PLC的VCC与I0.2端子；LC串口通过电缆与计算机（41）对应接口连接。