本实用新型专利技术属于地下空间开发领域的用于离心模型试验的地下水管井抽水模拟装置，技术方案为：该抽水模拟装置设置在离心机的挂斗上；地下水管井抽水模拟装置包括用于内填模拟土和模拟地下水的主模型箱、用于内填模拟地下水的副模型箱、储水箱和抽水系统；副模型箱位于主模型箱的侧边，并通过底部的连通管与主模型箱连通；储水箱安装于副模型箱上方，顶部安装有单向排气阀；储水箱底部开孔安装进气管和出水管，进气管和出水管向下伸入副模型箱内；抽水系统由变频水泵控制，包括管井和导水管；管井伸入主模型箱内；导水管一端连接管井，另一端伸入储水箱内。实现在离心模型试验中地下水管井抽水的模拟。水管井抽水的模拟。水管井抽水的模拟。
【技术实现步骤摘要】
用于离心模型试验的地下水管井抽水模拟装置
[0001]本技术属于地下空间开发领域，尤其涉及一种用于离心模型试验的地下水管井抽水模拟装置。
技术介绍
[0002]随着城市土地资源日益紧缺，地下空间开发成为解决城市用地、人口、交通、环境等问题，优化城市空间结构的重要手段。随着现阶段浅层地下空间的开发日趋饱和，深大地下空间开发也已成为地下空间资源利用的必然趋势，进而带来大量的深基坑工程。地下空间开发建设的热点区域大部分位于沿江沿海地区，该部分地区含水层深厚、水量丰富、水头压力高、渗透性强，对地下工程安全影响显著，基坑工程面临的深层地下水控制问题变得尤为突出。管井抽水是实现基坑安全开挖的常用技术措施，但与此同时伴随城市建设发展，新建建筑周边往往建筑物密集、管线繁多、地铁隧道纵横交错，环境条件日趋复杂敏感，深大基坑工程施工周期长，长时间大面积抽降深层地下水将引起周边地面大范围沉降，影响周边建（构）筑物等环境安全，处理不慎将会引发重大经济损失和社会矛盾。合理评估地下水抽水对周边环境的影响前提是需要对水文地质参数、抽水影响规律清晰认识，目前主要通过现场试验、参数拟合、预估模拟的方式进行，但是由于现场试验获取的数据零散有限，边界难以控制，水文地质参数的拟合还带有较重的经验性，预估结果与工程实施还存在较大差异。室内模型试验可以较精确地控制边界条件和材料特性、相比现场试验成本低且可以根据需要更为方便的布置传感器获得较为丰富的数据。由于自重对于抽水和土体的受力变形具有重要影响，而土工离心模型试验技术的最大优点是能够使模型与原型的应力相等、变形相似、破坏机理相同，因此土工离心模型试验技术已成为当前土工模型试验研究领域一个强有力的工具。土工离心模型试验在一个超重、封闭、狭小空间内进行，在该条件下实现基坑抽水过程、边界水头模拟、数据采集是一个复杂的过程，目前还没有成熟的试验设备和相关技术成果，无法在离心模型试验中模拟管井抽水过程。
技术实现思路
[0003]为解决上述问题，本技术提供一种用于离心模型试验的地下水管井抽水模拟装置，实现在离心模型试验中地下水管井抽水的模拟。
[0004]本技术的技术方案为：地下水管井抽水模拟装置设置在离心机的挂斗上；地下水管井抽水模拟装置包括用于内填模拟土和模拟地下水的主模型箱、用于内填模拟地下水的副模型箱、储水箱和抽水系统；副模型箱位于主模型箱的侧边，并通过底部的连通管与主模型箱连通；储水箱安装于副模型箱上方，顶部安装有单向排气阀；储水箱底部开孔安装进气管和出水管，进气管和出水管向下伸入副模型箱内；抽水系统由变频水泵控制，包括管井和导水管；管井伸入主模型箱内；管井下方为开孔段，内部填滤料；导水管一端连接管井，另一端伸入储水箱内；导水管上安装有单向阀；主模型箱、副模型箱和储水箱的侧面设有可视观察窗。
[0005]基于上述技术特征：连通管上设有阀门。
[0006]基于上述技术特征：副模型箱为两个，分别对称布置在主模型箱的两侧。
[0007]基于上述技术特征：抽水系统为多个，各抽水系统的变频水泵均独立控制。
[0008]基于上述技术特征：连通管位于主模型箱处设置第一反滤装置；进气管和出水管位于储水箱处设置第二反滤装置。
[0009]基于上述技术特征：变频水泵的控制线连接至离心机的滑环后连接至离心场外的控制室。
[0010]有益效果在于：（1）设备原理简单，可根据需要模拟单井或多井抽水；（2）控制方便，变频水泵的控制线可连接至离心机的滑环，再通过离心机滑环连接至控制室，实现离心场外对各抽水井的抽水流量的独立控制；（3）数据采集方便，结合图像采集设备可动态、全面采集水位变化和土层变形数据；（4）适用性广，可用于各种土体和土体模拟材料下的管井抽水模拟；（5）可实现离心场内稳定水位控制；（6）可实现离心场内的内部水循环，无须排水或补水。
附图说明
[0011]图1是本技术装置正视图。
[0012]图2是本技术装置俯视图。
[0013]图中的标号示意为：主模型箱1；副模型箱2；储水箱3；抽水系统4；第一有机玻璃视窗5；第二有机玻璃视窗6；侧壁7；连通管8；阀门9；第一反滤装置10；第三有机玻璃视窗11；单向排气阀12；进气管13；出水管14；第二反滤装置15；管井16；变频水泵17；导水管18；开孔段19；滤料20；控制线22；单向阀23；模拟土24；静水位25；动水位26。
具体实施方式
[0014]下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本技术，而并非对本技术的限制。
[0015]在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0016]在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0017]此外，在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0018]如图1和图2所示，一种用于离心模型试验的地下水管井抽水模拟装置，包括主模型箱1和位于主模型箱1两侧对撑布置的副模型箱2，副模型箱2上方分别安装有储水箱3，在
主模型箱1内部及上方安装有抽水系统4。副模型箱2可以为一个，也可以为多个，图1和图2所示仅为本实施例的举例。主模型箱1的作用为模拟管井抽水过程中，水位变化和土体的变形。副模型箱2和储水箱3的作用为：用于控制主模型箱1内边界水位、水缓存和实现离心场中水循环。边界水位是指模拟土24在主模型箱1的侧壁7位置的水位。
[0019]主模型箱1一侧为有可视观察窗，如图1所示的第一有机玻璃视窗5，其余侧为铝合金，顶部开口。副模型箱2一侧为有可视观察窗，如图1所示的第二有机玻璃视窗6，其余侧为铝合金，顶部可开口。主模型箱1和副模型箱2为一体，共用侧壁7，通过设置在底部间隔布置的数连通管8连通，连通管8带有阀门9，连通管8通向主模型箱1一侧设置有第一反滤装置10。第一反滤装置10的作用为防止模拟土24进入副模型箱2。
[0020]储水箱3安装于副模型箱2上方，储水箱3一侧为可视观察窗，如图1所示的第三有机玻璃视窗11，其余五侧为铝合金，顶部安装有单向排气阀12，储水箱3底部开孔安装进气管13和出水管14，进本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于离心模型试验的地下水管井抽水模拟装置，其特征在于：所述地下水管井抽水模拟装置设置在离心机的挂斗上；所述地下水管井抽水模拟装置包括用于内填模拟土（24）和模拟地下水的主模型箱（1）、用于内填所述模拟地下水的副模型箱（2）、储水箱（3）和抽水系统（4）；所述副模型箱（2）位于所述主模型箱（1）的侧边，并通过底部的连通管（8）与所述主模型箱（1）连通；所述储水箱（3）安装于所述副模型箱（2）上方，顶部安装有单向排气阀（12）；所述储水箱（3）底部开孔安装进气管（13）和出水管(14)，所述进气管（13）和所述出水管(14)向下伸入所述副模型箱（2）内；所述抽水系统（4）由变频水泵（17）控制，包括管井（16）和导水管（18）；所述管井（16）伸入所述主模型箱（1）内；所述管井（16）下方为开孔段（19），内部填滤料（20）；所述导水管（18）一端连接所述管井（16），另一端伸入所述储水箱（3）内；所述导水管（18）上安装有单向阀（23）；所述主模型箱（1）、...
【专利技术属性】
技术研发人员：王卫东，胡耘，沈健，王惠生，陶露萍，姜韬，闵永恩，
申请(专利权)人：华东建筑设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：
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