一种用于地下连续墙成槽全过程试验的模拟装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用于地下连续墙成槽全过程试验的模拟装置，它包括模型箱，上水箱，下水箱，开挖土体模型。模型箱的底面和一个侧面采用钢板整体焊接而成，其余三个侧面采用透明的钢化玻璃，模型箱内填砂土；采用上、下两个水箱，用以模拟地下连续墙成槽过程中的泥浆护壁。开挖土体模型块块由蜂巢铝板块体使用承插式制成，由千斤顶控制模块的升降。本实用新型专利技术采用简易的材料完成地下连续墙成槽全过程的模拟，该试验装置按比例缩小了现场的一些地形地貌并且对各种变量进行控制，不需要在实地进行复杂的全尺寸试验，且比数值模型具有更真实的试验成果，同时还具有试验过程直观、成本低廉等优势。

【技术实现步骤摘要】
一种用于地下连续墙成槽全过程试验的模拟装置
本技术涉及地下连续墙施工工程
，尤其涉及一种地下连续墙成槽全过程试验的模拟装置。
技术介绍
地下连续墙因具有防渗、防漏、变形小等优点而被广泛应用于各类基坑支护。由于其工程造价较高，前期的力学性能计算和结构设计极为重要。地下连续墙通常采用工程经验类比法，根据类似工程的施工经验进行施工，具有很大的不确定性。经过近一个世纪的演变，地下连续墙技术在结构形式、施工机械及工法、用途、力学性能以及设计方法等各方面都得到了长足进步和发展，但在地下连续墙成槽施工过程对周围环境造成的影响方面并没有得到足够重视。针对地下连续墙的室内试验通常只是研究其成型后的支护效果，而忽略了在地下连续墙成槽过程中周围土体的变形和应力变化。地下连续墙成槽施工过程造成的周围土体变形和原有应力变化都会对邻近地表建筑物、地下管线等产生不良影响，甚至破坏。因此，提供一种用于地下连续墙成槽全过程试验的模拟装置，并通过该模拟装置研究地连墙施工阶段对土体扰动程度以及土体的衍生问题，以便用于指导地下连续墙的设计、施工工作是十分必要的。
技术实现思路
本技术针对现有技术解决地连墙施工阶段对土体扰动程度及土体的衍生等问题存在的不足，提供了一种结构简单、过程直观、试验速度快、结果准确，且造价低廉的地下连续墙成槽全过程试验模拟装置。实现本技术专利技术目的的技术方案是提供一种用于地下连续墙成槽全过程试验的模拟装置，它包括模型箱、上水箱、下水箱、地下连续墙开挖土体模型；所述的模型箱为由底面和四个侧面围成的正方体，钢板底面和钢板侧壁采用钢板整体焊接而成，其余三个侧面由透明钢化玻璃围成，模型箱整体放置在基座上；若干块的开挖土体模型块和薄膜囊紧靠模型箱内钢板侧壁和前玻璃壁放置，地下连续墙开挖土体模型的底部采用千斤顶支撑，模型箱内填砂土；所述的上水箱挂靠模型箱外钢板侧壁的一侧，上水箱和模型箱的侧壁相对应处分别开有圆孔，圆管穿过圆孔，通过圆管将上水箱与薄膜囊相连连通；上水箱的一侧的上部开有溢水孔，通过管道与下水箱相连；下水箱中的泥浆由压力泵通过管道送人上水箱。本技术所述的开挖土体模型块为长方体，顶部设有插口，底部设有承插口。在本技术技术方案中，开挖土体模型块块体依次叠加五层为一段地下连续墙开挖土体，各层之间通过插口与承插口将上下块体连接；地下连续墙开挖土体模型共设三段地下连续墙开挖土体，依次相邻排列。本技术的有益效果是：采用简易材料完成地下连续墙成槽全过程的模拟，该试验装置按比例缩小了现场的一些地形地貌并且对各种变量进行控制，不用在实地进行复杂的全尺寸试验，且比数值模型具有更真实的试验成果，试验速度快、结果准确；同时还具有试验过程直观、成本低廉等优势。附图说明图1是本技术实施例提供的一种用于地下连续墙成槽全过程试验的模拟装置结构的轴测示意图。图2是本技术提供的一种用于地下连续墙成槽全过程试验的模拟装置结构的正视示意图。图3是本技术提供的一种用于地下连续墙成槽全过程试验的模拟装置的底部示意图。图4是本技术所述的开挖土体模型块的轴测示意图。其中：1.砂土，2.后玻璃壁，3.玻璃侧壁，4.基座，5.千斤顶，6.压力泵，7.下水箱，8.橡胶软管，9上水箱，10橡胶薄膜囊，11圆管，12.开挖土体模型块，13泥浆，14.钢板侧壁，15.前玻璃壁，16.钢板底板，17.插口，18.承插口。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术技术方案作进一步的详细阐述。实施例1参见附图1、2和3，它们分别是本实施例提供的一种用于地下连续墙成槽全过程试验的模拟装置结构的轴测示意图、正视示意图和底部示意图；模拟装置包括模型箱、上水箱9、下水箱7、若干个开挖土体模型块12。模型箱为由底面和四个侧面围成的正方体，底面和一个侧面为钢板，模型箱的前后面及另一个侧面为透明的界面；在本实施例中，钢板底面16和钢板侧壁14采用钢板整体焊接而成，其余三个侧面分别为玻璃侧壁3、后玻璃壁2和前玻璃壁15，采用钢化玻璃进行围护，模型箱整体放置在基座4上；若干个开挖土体模型块12组成的地下连续墙开挖土体模型和薄膜囊10置于模型箱内一侧，地下连续墙挖土体模型的底部采用千斤顶5支撑，模型箱内填砂土1；上水箱9挂靠模型箱外钢板侧壁14的一侧，水箱侧边与模型箱侧壁处各开有相匹配的圆孔，圆管11穿过两圆孔，上水箱9通过圆管11与模型箱内设置的薄膜囊10相连连通；上水箱9内部充填泥浆13，上水箱9的一侧的上部开有溢水孔，通过一根水管8与下水箱7相连；下水箱7中的泥浆13通过压力泵6和另一根水管8将其填充进入模型箱，再进入薄膜囊10内。参见附图4，它是开挖土体模型块12的轴测示意图，它为长方形块体，顶部设有插口17，底部设有承插口18。地下连续墙开挖土体模型为三段式，每段由五层开挖土体模型块12叠加而成，每层之间通过插口17与承插口18，采用承插式接口方式将上下块体连接，连接处粘贴橡胶密封条。三段地下连续墙开挖土体之间相互独立、依次相邻排列，置于模型箱内，使用千斤顶5独立控制各段中开挖土体模型块12的升降。本实施例中，模型箱的尺寸为1.2m*1.2m*1.2m的正方体，模型箱整体放置在基座4上，基座4可由砖石砌筑，或由千斤顶顶升，高度为40cm。模型箱所使用的钢板侧壁的钢板厚度为1.2mm的碳素钢；三面玻璃侧壁所使用的钢化玻璃的厚度为12mm。模型箱钢板底板16对应地下连续墙模型处开口。模型箱内砂土1为干细砂，砂层与模型钢板底板16相对高度为1m。模型箱侧壁开孔与模型钢板底板16相对高度为1m。薄膜囊10为橡胶薄膜囊。本实施例中，地下连续墙开挖土体模型分为三段，从模型箱开孔一侧开始，依次为Ⅰ段的开挖土体模型块12的长度15cm，宽度5cm,Ⅱ段的开挖土体模型块12的长度30cm，宽度5cm，Ⅲ段的开挖土体模型块12的长度30cm，宽度5cm，依次相邻设置在模型箱的一侧。每段中的开挖土体模型块12共有五层，每层厚度20cm，材质为蜂巢铝板。上水箱9尺寸为30cm*30cm*30cm，上水箱9内的液体高度与模型箱内的砂面平齐；上水箱9内侧壁开溢水孔高度略高于模型箱内的砂土1表面。下水箱7尺寸约为50cm*50cm*50cm。使用压力泵6将下水箱7里的液体抽到上水箱9。千斤顶5为液压千斤顶，承重2t。采用本实施例提供的用于地下连续墙成槽全过程试验的模拟装置，试验方法步骤如下：步骤一，安装模型箱，承插连接开挖土体模型块12的插口17和承插口18，设置地下连续墙开挖土体模型各层各段，紧靠模型箱前玻璃壁15放置，使用三个液压千斤顶5分别顶住三段开挖土体模型块12滑块的最下部块体，使三段开挖土体滑块模型块12最顶面与砂土1表面相平齐；步骤二，将砂土1分层填筑进大模型箱中，用以模拟自然条件下砂土的沉积过程。每层填土完毕后进行整平再填筑下一层土，直到试验设定土层厚度值；步骤三、在下水箱7中配置相关配比的泥浆浆液13，通过泵6将浆液抽送到上水箱9中，液面略高于砂面；步骤四，上水箱9侧边与模型箱一侧14相近处各自开圆孔，通过圆管11连通，模型箱内侧14有开口薄膜囊10，薄膜囊10开口与侧壁圆孔内的圆管11相连；步骤五，降低Ⅰ段中底部开挖土体模型块12的千斤顶5的高度，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于地下连续墙成槽全过程试验的模拟装置，其特征在于：它包括模型箱、上水箱（9）、下水箱（7）、地下连续墙开挖土体模型；所述的模型箱为由底面和四个侧面围成的正方体，钢板底面（16）和钢板侧壁（14）采用钢板整体焊接而成，其余三个侧面由透明钢化玻璃围成，模型箱整体放置在基座（4）上；若干块的开挖土体模型块（12）叠加、排列而成的地下连续墙开挖土体模型和薄膜囊，紧靠模型箱内钢板侧壁（14）和前玻璃壁（15）放置，地下连续墙开挖土体模型的底部采用千斤顶（5）支撑，模型箱内填砂土（1）；所述的上水箱（9）挂靠模型箱外钢板侧壁（14）的一侧，上水箱和模型箱的侧壁相对应处分别开有圆孔，圆管（11）穿过圆孔，通过圆管（11）将上水箱（9）与薄膜囊（10）相连通；上水箱（9）的一侧的上部开有溢水孔，通过管道与下水箱（7）相连；下水箱（7）中的泥浆（13）由压力泵（6）通过管道送人上水箱（9）。

【技术特征摘要】
1.一种用于地下连续墙成槽全过程试验的模拟装置，其特征在于：它包括模型箱、上水箱（9）、下水箱（7）、地下连续墙开挖土体模型；所述的模型箱为由底面和四个侧面围成的正方体，钢板底面（16）和钢板侧壁（14）采用钢板整体焊接而成，其余三个侧面由透明钢化玻璃围成，模型箱整体放置在基座（4）上；若干块的开挖土体模型块（12）叠加、排列而成的地下连续墙开挖土体模型和薄膜囊，紧靠模型箱内钢板侧壁（14）和前玻璃壁（15）放置，地下连续墙开挖土体模型的底部采用千斤顶（5）支撑，模型箱内填砂土（1）；所述的上水箱（9）挂靠模型箱外钢板侧壁（14）的一侧，上水箱和模型箱的侧壁相对应处分别开有圆孔，圆管（1...

【专利技术属性】
技术研发人员：史培新，王占生，朱桂春，陈海丰，王飞，侯冠斐，刘杨，
申请(专利权)人：苏州大学，苏州市轨道交通集团有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32