【技术实现步骤摘要】
本技术涉及岩土工程领域，具体涉及一种考虑水位影响的非饱和土中trapdoor试验装置。
技术介绍
1、盾构、地铁、挡土墙等结构物的修筑改变了土体的受力条件，使土中应力发生转移和重新分配，进而影响构筑物的受力和变形性能，称为土拱效应。传统的trapdoor试验装置主要针对干砂，研究干砂中土拱效应的产生、演化和破坏过程。而实际工程中，非饱和土层（包括黏性土和无黏性土）较为常见，非饱和土中表观黏聚力的存在有利于维持土层的稳定性，但受地下水位升降影响，该表观黏聚力极易丧失，进而威胁构筑物的安全。因此，需要开发一种适用与研究不同水位的非饱和土trapdoor试验装置和试验方法，对非饱和土层中的土拱效应展开专项研究。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本技术提供一种考虑水位影响的非饱和土中trapdoor试验装置。
2、本技术的技术方案是这样实现的：考虑水位影响的非饱和土中trapdoor试验装置，包括底座，底座的顶部间隔设置有两个支架，支架之间固定连接有背板和亚克力玻璃板，背板与亚克力玻璃板之间设置有供水系统，供水系统包括两个间隔设置的存水箱，存水箱为空腔的箱体结构，存水箱设置在背板和亚克力玻璃板之间，存水箱的顶板为透水石板，存水箱、背板和亚克力玻璃板的底面相平齐，存水箱、背板和亚克力玻璃板的底面固定连接有两个间隔设置的支撑板，两个支撑板的相背的两个侧面分别与其接近的支架的侧面固定连接，存水箱均通过连接管连接有马氏瓶，两个存水箱之间设置有活动门，活动门的底部安装有使其上下移动
3、数据监测系统包括用于测量活动门向下位移量和土层表面位移量的多个lvdt激光位移计，用于测试活动门下移期间土层土压力的多个土压力计和孔压的多个孔压计，用于piv分析的亚克力玻璃板上布设的多个基准点，用于测量活动门支撑力的轴力计。
4、土压力计和孔压计分层放置在非饱和土层内，每层的土压力计等间距分布，每层的孔压计等间距分布。
5、升降系统为升降气缸，升降气缸的自由端固定连接有轴力计，轴力计的顶部固定连接在活动门的底部。
6、亚克力玻璃板经过抛光处理。
7、lvdt激光位移计通过卡箍固定安装在背板的上部的内侧面，卡箍通过螺栓安装在背板上。
8、升降气缸的固定端固定连接在底座上。
9、两个存水箱的底部且位于升降气缸的两侧均固定连接有竖向设置的限位板，限位板的底部与底座的顶部固定连接。
10、本技术的技术方案有以下积极效果：本模型箱内设置有存水箱，存水箱与马氏瓶相连接，存水箱的顶板为透水石板通过马氏瓶控制水位，水通过透水石板渗入到非饱和土层中，活动门在升降气缸的作用下向下移动，从而模拟水位升降，实现土层内部压力场、孔压场和位移场的精准测试。
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1.考虑水位影响的非饱和土中Trapdoor试验装置，其特征在于：包括底座（2），底座（2）的顶部间隔设置有两个支架（3），支架（3）之间固定连接有背板（4）和亚克力玻璃板（5），背板（4）与亚克力玻璃板（5）之间设置有供水系统，供水系统包括两个间隔设置的存水箱（7），存水箱（7）为空腔的箱体结构，存水箱（7）设置在背板（4）和亚克力玻璃板（5）之间，存水箱（7）的顶板为透水石板（8），存水箱（7）、背板（4）和亚克力玻璃板（5）的底面相平齐，存水箱（7）、背板（4）和亚克力玻璃板（5）的底面固定连接有两个间隔设置的支撑板（6），两个支撑板（6）的相背的两个侧面分别与其接近的支架（3）的侧面固定连接，存水箱（7）均通过连接管连接有马氏瓶（10），两个存水箱（7）之间设置有活动门（11），活动门（11）的底部安装有使其上下移动的升降系统，模型箱（1）上还设置有数据监测系统。
2.根据权利要求1所述的考虑水位影响的非饱和土中Trapdoor试验装置，其特征在于：包括数据监测系统包括用于测量活动门向下位移量和土层表面位移量的多个LVDT激光位移计（12），用于测试活动门下移
3.根据权利要求2所述的考虑水位影响的非饱和土中Trapdoor试验装置，其特征在于：土压力计（13）和孔压计（14）分层放置在非饱和土层内，每层的土压力计（13）等间距分布，每层的孔压计（14）等间距分布。
4.根据权利要求3所述的考虑水位影响的非饱和土中Trapdoor试验装置，其特征在于：升降系统为升降气缸（17），升降气缸（17）的自由端固定连接有轴力计（16），轴力计（16）的顶部固定连接在活动门（11）的底部。
5.根据权利要求4所述的考虑水位影响的非饱和土中Trapdoor试验装置，其特征在于：亚克力玻璃板（5）经过抛光处理。
6.根据权利要求5所述的考虑水位影响的非饱和土中Trapdoor试验装置，其特征在于：LVDT激光位移计（12）通过卡箍（20）固定安装在背板（4）的上部的内侧面，卡箍（20）通过螺栓安装在背板（4）上。
7.根据权利要求4所述的考虑水位影响的非饱和土中Trapdoor试验装置，其特征在于：升降气缸（17）的固定端固定连接在底座（2）上。
8.根据权利要求4所述的考虑水位影响的非饱和土中Trapdoor试验装置，其特征在于：两个存水箱（7）的底部且位于升降气缸（17）的两侧均固定连接有竖向设置的限位板（19），限位板（19）的底部与底座（2）的顶部固定连接。
...【技术特征摘要】
1.考虑水位影响的非饱和土中trapdoor试验装置，其特征在于：包括底座（2），底座（2）的顶部间隔设置有两个支架（3），支架（3）之间固定连接有背板（4）和亚克力玻璃板（5），背板（4）与亚克力玻璃板（5）之间设置有供水系统，供水系统包括两个间隔设置的存水箱（7），存水箱（7）为空腔的箱体结构，存水箱（7）设置在背板（4）和亚克力玻璃板（5）之间，存水箱（7）的顶板为透水石板（8），存水箱（7）、背板（4）和亚克力玻璃板（5）的底面相平齐，存水箱（7）、背板（4）和亚克力玻璃板（5）的底面固定连接有两个间隔设置的支撑板（6），两个支撑板（6）的相背的两个侧面分别与其接近的支架（3）的侧面固定连接，存水箱（7）均通过连接管连接有马氏瓶（10），两个存水箱（7）之间设置有活动门（11），活动门（11）的底部安装有使其上下移动的升降系统，模型箱（1）上还设置有数据监测系统。
2.根据权利要求1所述的考虑水位影响的非饱和土中trapdoor试验装置，其特征在于：包括数据监测系统包括用于测量活动门向下位移量和土层表面位移量的多个lvdt激光位移计（12），用于测试活动门下移期间土层土压力的多个土压力计（13）和孔压的多个孔压计（14），用于piv分析的亚克力玻璃板（5）上布设的多个基准点（15），用于测量活动门支撑力的轴力计（16）。
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【专利技术属性】
技术研发人员：李学刚，商涛，温小东，刘磊，唐赫，王立立，胡万豪，宁巍伟，刘炎，
申请(专利权)人：中铁隧道股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
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