[发明专利]基坑管涌模拟试验装置及试验方法

权利要求书

1.一种基坑管涌模拟试验装置，其特征在于：包括水箱和用于放置砂土的土体箱，所述土体箱一端与所述水箱相连通，且所述土体箱的另一端顶面上设有模拟基坑，且所述模拟基坑与所述土体箱之间设有多孔板。

2.根据权利要求1所述的基坑管涌模拟试验装置，其特征在于：所述水箱上还设有液位控制系统，所述液位控制系统包括控制器、设置在所述水箱顶部的进水管、设置在所述水箱底部的出水管和设置在所述水箱内用于检测所述水箱内液位高度的液位传感器，所述进水管上设有电控阀门Ⅰ，所述出水管上设有电控阀门Ⅱ，所述控制器接收来自所述液位传感器的液位信号并向所述电控阀门Ⅰ和电控阀门Ⅱ发出控制指令。

3.根据权利要求1或2所述的基坑管涌模拟试验装置，其特征在于：所述水箱采用透明材质制成，所述水箱侧壁上设有用于测量液位高度的刻度尺。

4.根据权利要求3所述的基坑管涌模拟试验装置，其特征在于：所述土体箱采用透明材质制成。

5.根据权利要求1所述的基坑管涌模拟试验装置，其特征在于：所述土体箱呈长条状并水平放置。

6.一种基坑管涌模拟试验方法，其特征在于：包括如下步骤：

1）以基坑施工现场的土样制作所述模拟基坑，并在所述土体箱内填

装基坑施工现场取回的砂土；

2）排气注水，排气注水时的水位高度保持与土体箱的高度平齐，直至水流渗进所述土体箱内的砂土并排除土体箱内的砂土中含有的空气；

3）管涌模拟注水，根据基坑工程施工现场中的基坑底部水头变化规律，来控制所述水箱内的液位高度及其变化规律，观察土体箱和模拟基坑的管涌现象：

当水箱内的水位高度小于砂土管涌临界高度h₀时，砂土不会被冲走，不会形成管涌现象；

当水箱内的水位高度等于砂土管涌临界高度h₀时，砂土中的细颗粒在粗颗粒形成的孔隙中移动，以至流失；

当水箱内的水位高度大于砂土管涌临界高度h₀且小于基坑管涌临界高度h₁时，砂土中孔隙不断增大，渗流速度不断增加，逐渐在所述土体箱与水箱的连接端至所述多孔板之间形成砂土渗流通道；

当水箱内的水位高度等于基坑管涌临界高度h₁时，基坑底部的细颗粒在粗颗粒形成的孔隙中移动，以至流失；

当水箱内的水位高度大于基坑管涌临界高度h₁时，基坑底部的孔隙不断增大，渗流速度不断增加，逐渐在基坑底部形成与所述砂土渗流通道相通的基坑渗流通道，并穿透模拟基坑底部，水流进入模拟基坑内。