一种土工离心模型试验设备及开挖模拟方法技术

本发明专利技术属于离心模型试验领域，具体涉及一种土工离心模型试验设备及开挖模拟方法。包括模型箱，模型箱内底部设有储水箱，中上部位于储水箱上通过立设的地连墙板隔出基坑腔和填设有土料的填土腔，填土腔内设有通过导管一与储水箱连接的用于控制填土腔的水位升降的水位水箱，水位水箱与填土腔之间通过密布的渗水孔连通，基坑腔与储水箱之间通过导管二连接，地连墙板上设有用于监测基坑开挖、地下水位变化对地连墙板所承受的内力的应变片和侧向土压力变化的土压传感器。采用本发明专利技术土工离心机在不停机的情况下模拟水位升降和基坑开挖试验方法。试验操作性强，模型制作方便，可真实的模拟现场基坑周边土体水位的变化以及基坑的开挖过程，为研究基坑壁的稳定性提供有力途径。

Geotechnical centrifuge model test equipment and excavation simulation method

The invention belongs to the field of centrifugal model test, in particular to a geotechnical centrifugal model test equipment and a excavation simulation method. Including the model box, box model at the bottom of a water storage tank, storage tank is located in the upper part of the connected by vertical wall cavity and fill out the pit with earth material filling cavity, filling chamber is provided with a through pipe connected with the water tank for water cavity filling water tank water level control, water level between the water tank and the filling through the hole cavity connected with the foundation pit seepage, between the cavity and the water storage tank is connected with a catheter through the two, even the wallboard is used for monitoring the excavation, underground water level changes on the internal force even under wall strain and lateral earth pressure of the earth pressure sensor. The invention uses the present geotechnical centrifuge to simulate the water level lifting and the test method of the pit excavation without stopping. The test is easy to operate and the model is easy to manufacture. It can simulate the change of soil water level around the foundation pit and the excavation process of the foundation pit. It provides a powerful way to study the stability of the foundation pit wall.

【技术实现步骤摘要】
一种土工离心模型试验设备及开挖模拟方法
本专利技术属于离心模型试验领域，具体涉及一种土工离心模型试验设备及开挖模拟方法。
技术介绍
在透水性较强的地层中,基坑渗流稳定是保证基坑安全的重要因素之一。目前基坑渗流问题的研究主要集中在基坑周边局部范围，较少考虑邻近河流水位变化以及基坑开挖期间暴雨入渗等影响因素对基坑渗流稳定的影响。位于长江I级阶地发展的城市，由于I级阶地本身工程地质特性，加之工程实际中基坑周边地下水位的升降极易引发基坑安全事故。因此，正确的模拟基坑周边水位的升降是再现原型工况的前提。基坑开挖过程中由于基坑土体开挖后，周边土应力重分布引起坑壁发生向基坑侧的侧向位移，若侧向位移过大易导致坑壁坍塌或者影响周边建筑物的正常使用。随着城市建设的发展，深大基坑的设计亦趋频繁。有关学者采用数值模拟、物理模型试验等试验方法对基坑的稳定、周边建筑物的安全性影响展开研究。采用离心模型试验在离心机停机后再开挖土体未能较好地反映实际的开挖工况。因此，如何较好地模拟基坑的开挖反映实际的开挖工况显得颇为重要。如申请公布号CN102828531A公开的土工离心机模型试验中实现地下连续墙沟槽开挖测量系统及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种土工离心模型试验设备，包括模型箱（1），其特征在于：所述模型箱内底部设有储水箱（2），中上部位于储水箱上通过立设的地连墙板（3）隔出基坑腔（5）和填设有土料的填土腔（4），所述填土腔内设有通过导管一（21）与所述储水箱连接的用于控制填土腔的水位升降的水位水箱（6），所述水位水箱与填土腔之间通过密布的渗水孔（61）连通，所述基坑腔与所述储水箱之间通过导管二（22）连接，所述地连墙板上设有用于监测基坑开挖、地下水位变化对地连墙板所承受内力的应变片和侧向土压力变化的土压传感器（7）。

【技术特征摘要】
1.一种土工离心模型试验设备，包括模型箱（1），其特征在于：所述模型箱内底部设有储水箱（2），中上部位于储水箱上通过立设的地连墙板（3）隔出基坑腔（5）和填设有土料的填土腔（4），所述填土腔内设有通过导管一（21）与所述储水箱连接的用于控制填土腔的水位升降的水位水箱（6），所述水位水箱与填土腔之间通过密布的渗水孔（61）连通，所述基坑腔与所述储水箱之间通过导管二（22）连接，所述地连墙板上设有用于监测基坑开挖、地下水位变化对地连墙板所承受内力的应变片和侧向土压力变化的土压传感器（7）。2.根据权利要求1所述一种土工离心模型试验设备，其特征在于：所述基坑腔和填土腔相邻设置，所述水位水箱设于填土腔背向基坑腔一侧的储水箱箱壁上或插设于填土腔内，插设于填土腔内时水位水箱壁周面上布设渗水孔。3.根据权利要求1所述一种土工离心模型试验设备，其特征在于：所述填土腔围设于所述基坑腔外，所述水位水箱贴靠于所述填土腔外侧壁设置或插设于填土腔内，插设于填土腔内时水位水箱逄壁周面上布设渗水孔。4.根据权利要求2所述一种土工离心模型试验设备，其特征在于：所述填土腔和基坑腔内等高位置水平设有隔水层（8），所述填土腔内的隔水层夹设于土料内用于防止下方土料中的水向上渗透，所述基坑腔内的隔水层将基坑腔分为位于下部的定料区和位于上部的开挖区，所述导管二向上延伸且管口可开关地连通所述开挖区。5.根据权利要求4所述一种土工离心模型试验设备，其特征在于：所述开挖区为空腔区或所述开挖区内设有靠连地墙板设置的土...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡勇，李云安，李波，李从安，杜永奎，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：湖北,42