一种用于模拟受损无压管道诱发地面塌陷的离心模型试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于模拟受损无压管道诱发地面塌陷的离心模型试验装置，包括底座，以及安装在底座上的下部储水箱和上部模型箱、水泵、伺服控制系统、浊度仪和高速相机；模型箱包括两个透水板、模拟受损的管道、透明视窗、用于测量水位的孔压传感器、用于监测地基土内部孔隙水压力的孔压传感器、激光位移传感器；储水箱呈凸字型，包括透水板、泥水收集漏斗和流量计；本发明专利技术利用离心机试验技术在Ng超重力场下土工模型的缩尺和缩时效应，能够再现真实应力水平作用下，受损无压管道诱发地面塌陷发生、演变的过程。演变的过程。演变的过程。

【技术实现步骤摘要】
一种用于模拟受损无压管道诱发地面塌陷的离心模型试验装置


[0001]本专利技术属于土木工程领域，尤其涉及一种用于模拟受损无压管道诱发地面塌陷的离心模型试验装置。

技术介绍

[0002]城市雨污水排水管道等无压管线是保证现代城市正常运行的重要基础设施。由于服役时长及施工质量等原因，无压管道管壁及接口损伤较为普遍。高地下水位地区，受损管道将导致地下水渗流边界发生改变，周边土体形成集中渗流侵蚀，最终造成地基失稳塌陷。这类灾害往往具有隐蔽性、突发性等特点，且多发于人口密集的城市区域，极易造成人员财产损失，城市无压管道损伤引发的地面塌陷灾害可预见性差、破坏性大，且随着管道的老化，损伤率提高，灾害发生风险也日益增大。无压管道损伤条件下地面塌陷灾害的发生是由土体内部侵蚀导致其力学特性演变的内在机制触发，与传统地基失稳机制存在较大差异。目前由于对这一机制缺乏深入认识，受损管道诱发的地面塌陷灾害管理仍处于被动应急状态。
[0003]在土木工程领域，物理模拟试验是发现规律、揭示机理的重要手段。利用离心机试验技术在Ng超重力场下，土工模型的缩尺和缩时效应，能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于模拟受损无压管道诱发地面塌陷的离心模型试验装置，其特征在于：所述装置包括底座，以及安装在底座上的下部储水箱和上部模型箱、水泵、伺服控制系统、浊度仪和高速相机；所述底座装在离心机吊篮上；所述模型箱包括两个透水板、模拟受损的管道、透明视窗、用于测量水位的孔压传感器、用于监测地基土内部孔隙水压力的孔压传感器、激光位移传感器；在模型箱两块透水板间为土体添加位置，当土体试样填至一定高度时，通过透明视窗预留孔洞和模型箱预留管道安装孔安装模拟受损的管道，并用密封圈密封管道与透明视窗之间的缝隙；所述管道侧面设有两段采用合页、焊接铁片和电磁铁控制开关的细缝，用于模拟管道的正常服役工况、接口处损伤工况和长条形损伤工况；所述储水箱呈凸字型，包括透水板、泥水收集漏斗和流量计；所述泥水收集漏斗收集模拟受损的管道排出的泥水，并将泥水导入储水箱的凸出部分；所述流量计位于泥水收集漏斗下方，测量收集的泥水流量；排入储水箱凸出部分的泥水经过透水板过滤土颗粒后回到下部储水箱中心；所述水泵的进水管连接水泵和下部储水箱，出水管连接水泵和上部模型箱供水侧；所述伺服控制系统连接水泵和用于测量水位的孔压传感器；所述浊度仪的进水管道在流量计下方管道中取样，出水管道延伸到储水箱凸出部分，将泥水排回储水箱；所述模型箱利用离心机试验技术在Ng超重力场下土工模型的缩尺和缩时效应，再现真实应力水平作用下，受损无压管道诱发地面塌陷的过程。2.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述底座和安装在底座上的箱体采用钢结构焊接制成，能够保证模型箱变形和强度适应Ng重力加速度以及承载实验模型的要求。3.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述模型箱的两个透水板分别安装在模型箱内部两侧，用于消除进水导致的...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐耀，高志成，陈云敏，黄博，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：