本实用新型专利技术公开了一种地下水浮拖作用模型装置，其包括地下结构模型箱、环境模型箱、地层模拟区、管道、抗浮锚杆、拉力传感器、摩擦力测试板、拉力计、土压力盒、水箱、第一水泵、压力表和阀门；地下水浮拖作用模型装置能够模拟抗浮锚杆抗浮、模拟未设抗浮锚杆抗浮、模拟泄压控抗浮。通过第一水泵将水箱中的水泵入环境模型箱中进入地层模拟区中，对地下结构模型箱受力情况进行浮力计算。其能够快速简便地进行浮托力的测量，方便观测地下水对地下底板的浮拖作用。作用。作用。
【技术实现步骤摘要】
一种地下水浮拖作用模型装置
[0001]本技术涉及地下工程设计研究
，具体涉及一种地下水浮拖作用模型装置。
技术介绍
[0002]当建筑物基础底面位于地下水位以下时，地下水对基础底面产生静水压力，即产生浮托力。地下水不仅对建筑物基础产生浮拖力，同样对其水位以下的岩石、土体产生浮拖力。由于地下水头的不稳定性，所以不存在长期稳定的水面，如果建筑物的基础高程位于潜水或者上层滞水上层，建筑物基础高程会随时间发生不均匀沉降，严重的话会导致建筑物的整体性破坏，近年来，随着我国地下工程的建设，地下水对地下工程的危害仍需关注。
[0003]近年来，我国发生的地下工程事故中，由地下水引发的工程事故占多数，在研究地下水对地下工程作用时，地下水对地下结构底板的浮拖作用需要重点关注。在研究地下水浮拖作用机理时，通过室内相似实验来获取相关技术参数是重要的研究方法，现场试验仅能测定出某一特定工况条件下地下水对地下结构底板作用过程，并不能模拟地下水对地下结构地底板的动态作用过程，所以并不能满足实际工程的需要。同时室外大型试验需要时间周期长，危险因素大，不可控因素多以及成本较高的问题。因此，有必要设计一种便于研究地下水浮拖作用的实验装置。
技术实现思路
[0004]为了解决上述问题，本技术提供了一种地下水浮拖作用模型装置，结构简单，方便模拟地下水对地下底板的浮拖作用。
[0005]为了实现上述目的，本技术涉及的一种地下水浮拖作用模型装置，包括地下结构模型箱、环境模型箱、地层模拟区、管道、抗浮锚杆、拉力传感器、摩擦力测试板、拉力计、土压力盒、水箱、第一水泵、压力表和阀门；抗浮锚杆包括椎体、套管、铝丝和固定螺栓，套管内开设一上下贯通的锥形孔，椎体与锥形孔配合，椎体的窄端从锥形孔宽口插入锥形孔内，与椎体的窄端连接的铝丝与固定螺栓连接，地下结构模型箱和环境模型箱均是一个上部开口的方形箱体，在环境模型箱内从下向上依次铺设土层和岩石层，土层和岩石层构成地层模拟区，地下结构模型箱埋入地层模拟区中部，地下结构模型箱的底板为地下结构底板，在地下结构底板下部的土层中埋入一土压力盒，土压力盒用于测量地下结构底板下部的土体反力F1，地下结构底板上均匀开设若干个第一螺纹孔，对应地在第一螺纹孔正下方的环境模型箱上开设第二螺纹孔，摩擦力测试板与地下结构模型箱侧板材料相同，摩擦力测试板与地下结构模型箱侧板埋入同一高度的土层，摩擦力测试板上表面固定一锚栓，拉力计挂在锚栓上测量拔动摩擦力测试板所需的拉力F5，环境模型箱底部设置有进水口，顶部设置有出水口，进水口通过管道与水箱连通，在管道上依次设置第一水泵、压力表和阀门；
[0006]当地下水浮拖作用模型装置模拟抗浮锚杆抗浮时，铝丝依次穿过拉力传感器中部
通孔和对应第一螺纹孔，再与固定螺栓连接，固定螺栓固定在与第一螺纹孔对应的第二螺纹孔，绷紧铝丝，拉力传感器用于测量抗浮锚杆对地下结构底板向下的拉力F2，拉力传感器与地下结构底板相接处设置固定橡胶垫片，第一螺纹孔中填充密封胶；
[0007]当地下水浮拖作用模型装置模拟未设抗浮锚杆抗浮时，螺栓通过橡胶垫片固定在第一螺纹孔中；
[0008]当地下水浮拖作用模型装置模拟泄压控抗浮时，第一螺纹孔不封堵。
[0009]地下结构模型箱和环境模型箱采用透明材料制作而成。
[0010]具体地，本实施例涉及的一种地下水浮拖作用模型装置，还包括第二水泵，第二水泵通过管道将地下结构模型箱内的水抽出。
[0011]与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：快速简便地进行浮托力的测量，环境模型箱采用透明材料方便观测地下水对地下底板的浮拖作用。
附图说明
[0012]图1为本技术涉及的地下水浮拖作用模型装置模拟抗浮锚杆抗浮时结构示意图。
[0013]图2为本技术涉及的地下水浮拖作用模型装置模拟未设抗浮锚杆抗浮时结构示意图。
[0014]图3为本技术涉及的地下水浮拖作用模型装置模拟泄压控抗浮时结构示意图。
[0015]图4为本技术涉及的抗浮锚杆结构示意图。
[0016]图5A为本技术涉及的拉力传感器正视图。
[0017]图5B为本技术涉及的拉力传感器俯视图。
[0018]图6为地下结构模型箱在垂直方向上的受力示意图。
[0019]图7为不设抗浮锚杆时在垂直方向上的受力示意图。
具体实施方式
[0020]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0021]实施例1：
[0022]如图1所示，本实施例涉及的一种地下水浮拖作用模型装置，包括地下结构模型箱1、环境模型箱2、地层模拟区3、管道4、抗浮锚杆5、拉力传感器6、摩擦力测试板7、拉力计8、土压力盒9、水箱10、第一水泵11、压力表12和阀门13；抗浮锚杆5包括椎体501、套管502、铝丝503和固定螺栓504，套管502内开设一上下贯通的锥形孔，椎体501与锥形孔配合，椎体501的窄端从锥形孔宽口插入锥形孔内，与椎体501的窄端连接的铝丝503与固定螺栓504连接，地下结构模型箱1和环境模型箱2均是一个上部开口的方形箱体，在环境模型箱2内从下向上依次铺设土层301和岩石层302，土层301和岩石层302构成地层模拟区3，地下结构模型箱1埋入地层模拟区3中部，地下结构模型箱1的底板为地下结构底板101，在地下结构底板
101下部的土层301中埋入一土压力盒9，土压力盒9用于测量地下结构底板101下部的土体反力F1，地下结构底板101上均匀开设若干个第一螺纹孔103，对应地在第一螺纹孔103正下方的环境模型箱2上开设第二螺纹孔203，摩擦力测试板7与地下结构模型箱侧板102材料相同，摩擦力测试板7与地下结构模型箱侧板102埋入同一高度的土层301，摩擦力测试板7上表面固定一锚栓，拉力计8挂在锚栓上测量拔动摩擦力测试板7所需的拉力F5，环境模型箱2底部设置有进水口201，顶部设置有出水口202，进水口201通过管道4与水箱10连通，在管道4上依次设置第一水泵11、压力表12和阀门13。
[0023]当地下水浮拖作用模型装置模拟抗浮锚杆5抗浮时，铝丝503依次穿过拉力传感器6中部通孔和对应第一螺纹孔103，再与固定螺栓504连接，固定螺栓504固定在与第一螺纹孔103对应的第二螺纹孔203，绷紧铝丝503，拉力传感器6用于测量抗浮锚杆5对地下结构底板101向下的拉力F2，为保证水密性，拉力传感器6与地下结构底板101相接处设置固定橡胶垫片，第一螺纹孔103中填充密封胶(如玻璃胶)。通过第一水泵11将水箱10中的水泵入环境模型箱2中进入地层模拟区3中，对地下结构模型箱1受力情况进行分析，如图6所示，其受自身重力G、底部土体本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种地下水浮拖作用模型装置，其特征在于，包括地下结构模型箱、环境模型箱、地层模拟区、管道、抗浮锚杆、拉力传感器、摩擦力测试板、拉力计、土压力盒、水箱、第一水泵、压力表和阀门；抗浮锚杆包括椎体、套管、铝丝和固定螺栓，套管内开设一上下贯通的锥形孔，椎体与锥形孔配合，椎体的窄端从锥形孔宽口插入锥形孔内，与椎体的窄端连接的铝丝与固定螺栓连接，地下结构模型箱和环境模型箱均是一个上部开口的方形箱体，在环境模型箱内从下向上依次铺设土层和岩石层，土层和岩石层构成地层模拟区，地下结构模型箱埋入地层模拟区中部，地下结构模型箱的底板为地下结构底板，在地下结构底板下部的土层中埋入一土压力盒，土压力盒用于测量地下结构底板下部的土体反力F1，地下结构底板上均匀开设若干个第一螺纹孔，对应地在第一螺纹孔正下方的环境模型箱上开设第二螺纹孔，摩擦力测试板与地下结构模型箱侧板材料相同，摩擦力测试板与地下结构模型箱侧板埋入同一高度的土层，摩擦力测试板上表面固定一锚栓...
【专利技术属性】
技术研发人员：张瑾，马子涵，李克先，徐传龙，奚传浩，凌贤长，张翔瑜，刘晨，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：新型
国别省市：
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