本实用新型专利技术公开的带承压水的软土地基模型实验装置包括集水系统、第一水箱、第二水箱、输水管、模型箱和排水管，第一水箱和第二水箱分别上下设置于两个不同的室内楼层，模型箱设于第二水箱的下侧，第一水箱和第二水箱的入口分别经管道与集水系统的出口相连，第一水箱的出口经第一开关与输水管相连，第二水箱的出口经第二开关与输水管相连，输水管与排水管的中部相连，排水管的一端经第一流量调节阀与模型箱的底部相连、另一端经第二流量调节阀与地下管道相连，模型箱的底部铺设有砂垫层。该装置能改变软土地基模型的承压水头并控制排水速率，有助于实验人员合理、可靠地分析软土地基的承压水头、温度、含水率、孔压、沉降等的发展变化规律。变化规律。变化规律。
【技术实现步骤摘要】
一种带承压水的软土地基模型实验装置
[0001]本技术涉及一种软土地基模型实验装置，具体是一种带承压水的软土地基模型实验装置。
技术介绍
[0002]承压水对基坑底板和基坑施工的危害较大，一般由于埋深大、水头高、水量大等因素，给深基坑的治水工作带来一定的困难。地处东南沿海的宁波市境内广泛分布着深厚软黏土层。因为土体颗粒较小，强度低，承压水在隔水层薄弱处极易形成突涌和流砂，带走基底下部的土颗粒，危及基坑和地基安全。据统计，有70%的基坑事故的原因都直接或间接与地下水有关，轻者造成基坑报废、围护结构倒塌，重者还会危及周边环境的安全、造成人民生命财产的损失。所以研究承压水对软土地基的影响变得尤为重要，这已成为近年来岩土工程领域的一个重要课题。
[0003]在土木工程中，模型试验是一种重要的工程问题研究手段。对于软土地基工程问题而言，可以进行很多模型实验，如：软土地基超深基坑开挖的离心模型实验、软土地基上高层隔震结构模型振动台实验、路堤下软土地基变形性状的室内模型实验等。通过收集已有文献发现，罕见考虑承压水影响的模型试验装置，并且，已有软土地基模型只能研究土样在特定承压水头下进行的模型实验。而在实际的状态下，地基土体的承压水头多变。在不同承压水头下，软土很有可能呈现出不同的性质。因此传统的软土基地模型无法模拟实地土地的真实承压水水情况影响，也无法完成特定承压水头下的土样试验和改变含水率下的土样实验。
技术实现思路
[0004]本技术所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种带承压水的软土地基模型实验装置，该实验装置能改变软土地基模型的承压水头，并能控制实验装置的排水速率，有助于实验人员合理、可靠地分析软土地基的承压水头、温度、含水率、孔压、沉降等的发展变化规律，由此来揭示实际工程应用中承压水对软土地基的影响。
[0005]本技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种带承压水的软土地基模型实验装置，包括集水系统、第一水箱、第二水箱、输水管、模型箱和排水管，所述的集水系统用于收集室外的雨水，所述的第一水箱和所述的第二水箱分别上下设置于两个不同的室内楼层，所述的模型箱设于所述的第二水箱的下侧，所述的第一水箱和所述的第二水箱的入口分别经管道与所述的集水系统的出口相连，所述的第一水箱的出口经第一开关与所述的输水管相连，所述的第二水箱的出口经第二开关与所述的输水管相连，所述的输水管与所述的排水管的中部相连，所述的排水管的一端经第一流量调节阀与所述的模型箱的底部相连，所述的排水管的另一端经第二流量调节阀与地下管道相连，所述的模型箱的底部铺设有砂垫层。
[0006]本技术软土地基模型实验装置，通过集水系统自然收集雨水并向第一水箱和
第二水箱供水。降雨时，关闭第一开关、第二开关、第一流量调节阀和第二流量调节阀，集水系统收集雨水后将雨水储存在第一水箱和第二水箱中。采用本装置进行软土地基模型实验前，先将地基土均匀铺设在砂垫层上，形成地基土层，建立软土地基模型。实验过程中，通过第一水箱和/或第二水箱向模型箱提供承压水头。由于第一水箱和第二水箱上下设置于两个不同的室内楼层，通过调节第一流量调节阀控制流入模型箱的水的流量大小，并通过砂垫层实现对地基土层提供不同的承压水头，稳定调节、控制地基土层的含水率，进而模拟不同含水率下的软土地基模型，测量不同承压水头下土样的性能。实验过程中，多余的水可通过排水管外排排入地下管道；实验结束后，废液也可通过排水管外排排入地下管道。通过调节第二流量调节阀可控制排水速率。
[0007]本技术软土地基模型实验装置对天然雨水加以利用，有利于资源节约和可持续发展。本技术软土地基模型实验装置自带可调节承压水头的承压水，可以测量不同承压水头下土样的性能，真实模拟土体在外承压水下的特性，有助于实验人员合理、可靠地分析软土地基的承压水头、温度、含水率、孔压、沉降等的发展变化规律，由此来揭示实际工程应用中承压水对软土地基的影响，为在承压水影响下软土地基在工程中的应用设计和施工提供技术参数。
[0008]作为优选，所述的模型箱的底板为钢板，所述的钢板的上部开设有通水槽，所述的通水槽与所述的排水管的一端相通，所述的砂垫层铺设在所述的钢板上。通水槽保证在进行软土地基模型实验时的水可以有效地流入和排出模型箱，实现承压水的稳定、可靠施加。
[0009]进一步地，所述的砂垫层的底部的外侧与所述的模型箱的内壁之间设置有橡胶密封圈，以避免水从砂垫层的侧面渗入砂垫层内，保证实验结果的准确性。
[0010]进一步地，所述的通水槽包括等间隔布设的多排横向水槽和等间隔布设的多排纵向水槽，所述的多排横向水槽和多排纵向水槽横纵交错，以确保砂垫层对地基土层提供的承压水头的均匀性和一致性。
[0011]作为优选，所述的集水系统为漏斗状的集水布。通过集水布收集天然雨水，结构简单，成本低。在实际应用中，可将集水布布置在屋面或搭接在两个墙面之间，通过打墙钉固定并且形成一定坡度，便于雨水的收集。
[0012]作为优选，所述的模型箱的下侧设有角度调节机构，所述的角度调节机构用于调节所述的模型箱的倾斜角度。角度调节机构采用现有技术，如垫片、楔形块等，只要能够通过调节模型箱的倾斜角度，实现钢板的倾斜角度和高度调节即可。通过钢板的倾斜角度调节，可获得倾斜软土地基模型，用于室内模型试验或离心试验等，以研究倾斜软土地基的破环机理和变化规律等等，并且便于多次试验的开展。同时，通过钢板的倾斜角度调节，可模拟不同工程环境，使模型更符合工程实际。
[0013]作为优选，两个所述的室内楼层分别设置有楼层平台，所述的第一水箱和所述的第二水箱分别置于楼层平台上。
[0014]与现有技术相比，本技术具有如下优点：本技术公开的带承压水的软土地基模型实验装置能改变软土地基模型的承压水头，并能控制实验装置的排水速率。本技术软土地基模型实验装置对雨水加以利用，有利于资源节约和可持续发展。本技术软土地基模型实验装置自带可调节承压水头的承压水，可以测量不同承压水头下土样的性能，真实模拟土体在外承压水下的特性，有助于实验人员合理、可靠地分析软土地基的承
压水头、温度、含水率、孔压、沉降等的发展变化规律，由此来揭示实际工程应用中承压水对软土地基的影响，为在承压水影响下软土地基在工程中的应用设计和施工提供技术参数。
附图说明
[0015]图1为实施例1中软土地基模型实验装置的结构示意图；
[0016]图2为实施例1中钢板的俯视图。
具体实施方式
[0017]以下结合附图实施例对本技术作进一步详细描述。
[0018]实施例1的带承压水的软土地基模型实验装置，如图1所示，包括集水系统、第一水箱2、第二水箱3、输水管4、模型箱5和排水管6，集水系统用于收集室外的雨水，本实施例中，集水系统为漏斗状的集水布1，第一水箱2和第二水箱3分别上下设置于两个不同的室内楼层，两个室内楼层分别设置有楼层平台7和8，第一水箱2和第二水箱3分别置于楼层平台7本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种带承压水的软土地基模型实验装置，其特征在于，包括集水系统、第一水箱、第二水箱、输水管、模型箱和排水管，所述的集水系统用于收集室外的雨水，所述的第一水箱和所述的第二水箱分别上下设置于两个不同的室内楼层，所述的模型箱设于所述的第二水箱的下侧，所述的第一水箱和所述的第二水箱的入口分别经管道与所述的集水系统的出口相连，所述的第一水箱的出口经第一开关与所述的输水管相连，所述的第二水箱的出口经第二开关与所述的输水管相连，所述的输水管与所述的排水管的中部相连，所述的排水管的一端经第一流量调节阀与所述的模型箱的底部相连，所述的排水管的另一端经第二流量调节阀与地下管道相连，所述的模型箱的底部铺设有砂垫层。2.根据权利要求1所述的一种带承压水的软土地基模型实验装置，其特征在于，所述的模型箱的底板为钢板，所述的钢板的上部开设有通水槽，所述的通水槽与所述的排水管的一端相通，所述的砂垫层...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑嘉伟，邓岳保，孙嘉峰，张逸知，高星宇，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：新型
国别省市：
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