[发明专利]一种模拟隔-降-灌联合作用下基坑三维渗流及地层变形机制的试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及地质工程、岩土工程以及城市水文地质、环境地质领域，特别是涉及一种模拟隔-降-灌联合作用下基坑三维渗流及地层变形机制的试验装置。

背景技术

目前，在隔-降-灌联合作用下基坑三维渗流规律及地层变形机制研究领域，尚无相关试验装置；在基坑降水工程中，为使基坑开挖得以实施以及基础施工处于干燥安全状态，常采用降水方法将基坑内地下水位降低至开挖面以下；由于地连墙有时不能完全阻隔基坑内外水力联系。因此随着基坑内部的地下水位降低，基坑外部地下水位也相应受到不同程度的影响，从而土体的有效自重应力增加，土体固结，进而致使地层产生不均匀沉降、倾斜、开裂等现象，严重时甚至危及周边建筑物安全和正常使用；为了消除基坑降水对周围环境的影响，通常在基坑外进行回灌来减缓由于基坑降水所引起的基坑外地下水位的波动，从而减少和稳定基坑外地下水位降低以及由此而产生的地层变形及沉降(不均匀沉降)，同时也有利于保护地下水资源环境。因此，开展隔-降-灌联合作用下基坑三维渗流规律与地层变形机制模型试验研究具有很高的理论与实际应用价值，而现在还没有相关的试验装置，不能较好地对相关数据及机理进行系统研究。因此发明一种对此能够进行试验的装置是一个急需解决的问题。

发明内容

针对上述情况，为克服现有试验手段的缺陷，本发明之目的就是提供一种模拟隔-降-灌联合作用下基坑三维渗流及地层变形机制的试验装置，解决目前模拟隔-降-灌联合作用下基坑三维渗流规律与地层变形机制模拟实验设备的空白以及缺少对相关数据及机理进行系统研究等问题。

其解决的技术方案是，包括模型箱，模型箱为圆柱形钢结构，模型箱向内依次分布有与模型箱同圆心的呈圆周分布的第一透水钢板、第二透水钢板和第三透水钢板，透水钢板上有多个通孔，透水钢板内外两侧面贴合有滤水型土工织布，第二透水钢板内侧的土工织布和第三透水钢板外侧的土工织布之间贴合有防渗墙，所说的第一透水钢板和第二透水钢板之间与第三透水钢板内有相同的土层，土层内部设有含水层，所说的第一透水钢板和模型箱之间为水体区，第一透水钢板和第二透水钢板之间为土层区，第三透水钢板内为基坑区，土层区边缘处有建筑物模型，基坑区内有多个孔隙水压力计、抽水井和观测井，抽水井和含水层相连通，土层区内有多个孔隙水压力计、回灌井、观测井、第一接触式电测位移计和地层分层沉降标，回灌井和抽水井上装有流量计，地层分层沉降标外套装有沉降标保护筒，地层分层沉降标上端连接有第二接触式电测位移计，第一接触式电测位移计和第二接触式电测位移计经导线连接有电测位移数据采集仪，孔隙水压力计经导线连接有孔隙水压力数据采集仪，孔隙水压力数据采集仪和电测位移数据采集仪分别经导线连接有电脑主机，电脑主机连接有显示屏。

本发明抽水、回灌、地连墙、多种量测仪器于一体，可以开展单井抽水单井回灌实验、单井抽水多井回灌实验和多井抽水多井回灌实验，从而研究抽水降落漏斗与回灌抬升地下水位三维渗流作用规律以及地层变形与地下水位变动之间的关系。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为地层分层沉降标和沉降标保护筒相配合的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。