[发明专利]模拟承压水头升降的地基模型试验装置

权利要求书

1.一种模拟承压水头升降的地基模型试验装置，其特征在于，包括模型箱(1)、承压架空层(2)、承压水头调节系统、传感器固定装置(8)和量测系统五个部分；所述模型箱(1)由前后左右以及底部五块有机玻璃组成；所述模型箱(1)左右两个侧面的上部均安装出水阀门(3)，出水阀门(3)底部与试验土体顶面齐平；所述模型箱(1)的底部一侧安装第一通水阀门(4-1)用于饱和土体，另一侧安装第二通水阀门(4-2)用于连通承压水头调节系统；所述承压架空层(2)由带通水孔的有机玻璃板(2-1)、有机玻璃短柱(2-2)和反滤土工织物(2-3)组成；所述带通水孔的有机玻璃板(2-1)底部固定有机玻璃短柱(2-2)，放置于模型箱(1)内，并与模型箱(1)的四个侧面密封连接；所述带通水孔的有机玻璃板(2-1)表面粘贴反滤土工织物(2-3)；所述承压水头调节系统由水压计(5)、支架(6)和马里奥特瓶(7)组成；所述水压计(5)通过三通管连接模型箱(1)和马里奥特瓶(7)；所述支架(6)的顶端安装定滑轮(6-1)，钢丝绳(6-2)一端连接手摇器(6-3)，另一端绕过定滑轮(6-1)连接马里奥特瓶(7)，通过手摇器(6-3)控制马里奥特瓶(7)的升降调节承压水头的大小；所述马里奥特瓶(7)由有机玻璃圆筒(7-1)、进气阀门(7-2)、第三通水阀门(7-3)、出气阀门(7-4)和气囊(7-5)组成；所述有机玻璃圆筒(7-1)底部设置进气阀门(7-2)和第三通水阀门(7-3)，顶部设置出气阀门(7-4)；所述进气阀门(7-2)与气囊(7-5)连接；所述传感器固定装置(8)由不锈钢支架(8-1)、尼龙板(8-2)和螺栓(8-6)组成；所述传感器固定装置(8)通过螺栓(8-6)固定在模型箱(1)内的后侧面上；所述尼龙板(8-2)固定在不锈钢支架(8-1)上，不锈钢支架(8-1)和尼龙板(8-2)上开有贯穿的安装微型孔隙水压力传感器的圆孔(8-3)，尼龙板(8-2)上开有安装微型土压力盒的圆孔(8-4)，不锈钢支架(8-1)和尼龙板(8-2)上开有导线槽(8-5)；所述量测系统包括微型孔隙水压力传感器、微型土压力盒、多通道数据采集仪和数码照相机；所述微型孔隙水压力传感器和微型土压力盒通过信号传输线连接多通道数据采集仪；所述数码照相机放置于模型箱正前方。

2.根据权利要求1所述的一种模拟承压水头升降的地基模型试验装置，其特征在于，所述气囊(7-5)内装有1atm的氮气。

3.根据权利要求1所述的一种模拟承压水头升降的地基模型试验装置，其特征在于，所述有机玻璃圆筒(7-1)内装有无气水(10)。

4.根据权利要求1所述的一种模拟承压水头升降的地基模型试验装置，其特征在于，模型箱(1)内的底部试验土体为砾砂(9-1)，以模拟承压土层；上覆试验土体为弱透水性土体(9-2)，采用无气水饱和。

5.根据权利要求4所述的一种模拟承压水头升降的地基模型试验装置，其特征在于，所述的弱透水性土体(9-2)为粘质粉土。

6.根据权利要求1所述的一种模拟承压水头升降的地基模型试验装置，其特征在于，所述数码照相机在试验过程中应排除干扰，其位置不可发生挪动；可根据拍摄需要增设光源。

7.根据权利要求1所述的一种模拟承压水头升降的地基模型试验装置，其特征在于，所述传感器固定装置(8)的位置可根据试验的需要进行调整，其数量可根据试验的需要增加；传感器固定装置(8)应安装在不影响数码照相机拍摄的模型箱(1)侧面。

8.根据权利要求1所述的一种模拟承压水头升降的地基模型试验装置，其特征在于，所述带通水孔的有机玻璃板(2-1)与模型箱(1)的四个侧面通过玻璃胶密封连接。

9.根据权利要求1所述的一种模拟承压水头升降的地基模型试验装置，其特征在于，所述手摇器(6-3)具有自锁功能。