一种多层承压水分层地层中深基坑开挖变形性状离心模型试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种多层承压水分层地层中深基坑开挖变形性状离心模型试验装置，在一顶部开口的模型箱内竖直嵌有模拟地下连续墙的支护板，支护板上设有弯矩应变片，支护板及分隔板将模型箱的内部空间分成实验区、水位控制箱区以及伺服电机控制区；实验区分为多层承压含水层与黏性隔水层互层构成的地基土层区和开挖区，开挖区的下部为地基土，上部为模拟开挖土的土袋，地基土内布置有土力计，在地基土的表面和支护板上分别设有位移计；水位控制箱区分为对应各承压含水层水位及潜水位的多个控制区，之间有可控阀门，伺服电机控制阀门的开闭，保持水位在预设值，在实验过程中控制阀门实现水位的动态变化。本发明专利技术的优点是操作方便、功能丰富、精度高、误差小。

A Centrifugal Model Test Device for Deformation Behavior of Deep Foundation Pit Excavation in Multilayer Confined Water Stratum

The invention discloses a centrifugal model test device for deformation behavior of deep foundation pit excavation in multi-layer confined water stratum. A supporting plate of simulated diaphragm wall is vertically embedded in a model box with an opening at the top, and a moment strain gauge is arranged on the supporting plate. The supporting plate and partition board divide the inner space of the model box into an experimental area, a water level control box area and a servo motor control area. For the foundation soil layer and excavation area composed of multi-layer confined aquifer and cohesive aquifer, the lower part of the excavation area is foundation soil, the upper part is soil bag of simulated excavation soil, the foundation soil is equipped with soil dynamometer, and the displacement meter is respectively installed on the surface of foundation soil and the supporting plate; the water level control box is divided into several control areas corresponding to the water level of each confined aquifer and the phreatic level, and there is a possibility between them. Control valve, servo motor control valve opening and closing, keep the water level at the preset value, control valve in the experimental process to achieve the dynamic change of water level. The invention has the advantages of convenient operation, rich function, high precision and small error.

【技术实现步骤摘要】
一种多层承压水分层地层中深基坑开挖变形性状离心模型试验装置
本专利技术属于岩土工程离心物理实验模拟
，尤其是涉及一种多层承压水分层地层中深基坑开挖变形性状离心模型试验装置。
技术介绍
城市的快速发展对地下空间开发提出了新的要求，大量超大超深的基坑工程随之涌现，并且由于发达城市主要集中在滨海及沿江地区，而这些地区地层条件复杂，并分布着丰富的承压水。承压水对深基坑工程安全及稳定有着重要影响，动态变化的承压水是深基坑工程变形及失稳的关键因素之一。传统岩土工程1g模型试验是在常重力条件下进行的，由于常为缩尺模型，依据土体自重应力，缩尺模型带来的是土体深度的倍缩，进而改变土体自重应力场，不能反映现场实际的应力状态，导致模型试验无法模拟实际工程所产生的种种现象。土工离心模型试验能够真实模拟重力场的存在，再现工程实际应力状态，被广大学者公认是目前进行岩土工程技术研究中最先进、最有效的试验方法，土工离心模型试验相对于原型观测、室内常重力场试验机数值分析模拟方法具有不可替代和独特的优势。此外，传统的基坑开挖模型试验在研究基坑开挖失稳时存在几个明显的问题，包括：模型试验系统不能模拟承压水动态变化的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多层承压水分层地层中深基坑开挖变形性状离心模型试验装置，其特征在于：在一顶部开口的模型箱内竖直嵌有用于模拟地下连续墙的支护板，支护板上设有检测弯矩应变值的弯矩应变片，支护板及其两侧的分隔板将模型箱的内部空间分成实验区、水位控制箱区以及伺服电机控制区；所述实验区分为地基土层区与开挖区，所述地基土层区为多层承压含水层与黏性隔水层互层构成，所述开挖区的下部为地基土，开挖区的上部为模拟开挖土的土袋，所述地基土内布置有检测地基土压力值的土压力传感器，在地基土的表面和支护板上分别设有位移计以测量地基土顶面位移和支护板顶端位移；所述水位控制箱区包括多个分区水箱，分区水箱经分隔板分为对应各承压含水层水...

【技术特征摘要】
1.一种多层承压水分层地层中深基坑开挖变形性状离心模型试验装置，其特征在于：在一顶部开口的模型箱内竖直嵌有用于模拟地下连续墙的支护板，支护板上设有检测弯矩应变值的弯矩应变片，支护板及其两侧的分隔板将模型箱的内部空间分成实验区、水位控制箱区以及伺服电机控制区；所述实验区分为地基土层区与开挖区，所述地基土层区为多层承压含水层与黏性隔水层互层构成，所述开挖区的下部为地基土，开挖区的上部为模拟开挖土的土袋，所述地基土内布置有检测地基土压力值的土压力传感器，在地基土的表面和支护板上分别设有位移计以测量地基土顶面位移和支护板顶端位移；所述水位控制箱区包括多个分区水箱，分区水箱经分隔板分为对应各承压含水层水位及潜水位的控制区，各分区之间设置可控阀门，并通过伺服电机控制阀门的开闭，且各个分区水箱底部设置孔压计；所述模型箱的前面板为透明材质，模型箱的前部外设拍摄装置；试验装置的模拟试验方法包括如下的步骤：步骤1）、黏性隔水层、承压含水层分别采用高岭土与砂土制备，将高岭土按实际含水率加水搅拌制成重塑土可得黏性隔水层土样，将砂土去除颗粒杂质并烘干得到承压含水层土样，砂土采用落雨法制备；2）将步骤1中的黏性隔水层土样和承压含水层土样分层布置，承压含水层土样的相对密度通过落雨法下落高度控制，承压含水层土样布置后加水至土层表面，通过将模型箱与分区水箱的阀门打开注水，并保持水位高度与土层顶部相等使砂层饱和，而后再加入制备好的高岭土；3）启动离心机使土样固结至一定程度后，重复步骤2形成多层承压含水层与黏性隔水层互层的地层条件，并再次启动离心机使土样固结，并在置入每层地基土层的过程中布置土压力传感器及孔压计；4）注水至分区水箱，控制各层的水位在预定值并保持稳定...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄茂松，李弈杉，吕玺琳，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31