[发明专利]一种模拟多面临河深基坑施工性状的试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及深基坑与地下工程施工安全及环境保护领域，具体涉及一种模拟多面临河深基坑施工性状的试验装置。

背景技术

近年来，随着城市建设与水利交通等行业的逐渐建设发展，产生了大量的深基坑工程，并常邻近河流与湖泊建设地下工程项目，临河开挖施工的基坑工程不可避免地受到地下水条件改变引起渗流及非对称荷载的影响，其设计施工难度更大，对周围环境的控制将更加严格。软土临河场地的深基坑工程开挖施工，特别是多面临河条件下地下水直接参与坑底作用，稍有不慎将产生地下水渗透破坏、土体滑移失稳、坑底隆起回弹、工程桩变位及卸载受拉断裂等问题，甚至引起周围已建居民楼产生倾斜、裂缝与坍塌破坏，造成人民严重的生命财产损失。

然而目前国内外理论的分析与工程计算还是将基坑稳定性与支护结构变形及坑底桩基承载性状的影响分开评估，依靠极限平衡方法进行估算基坑开挖稳定性并忽略地下水作用下的坑底稳定性及其对桩基的影响，分析理论不符合土体实际受力作用条件，具有很大的随意性。尤其是针对软土临河深基坑开挖施工变形预测与稳定性分析问题，现有研究主要集中在普通条件下的地下水渗透稳定分析与支护结构变形预测计算，缺乏直观实用的室内模型试验分析方法，工程建设现场试验成本高，耗时久远与效率低下，且工程建设不允许达到破坏状态，无法进行稳定性破坏机制分析与安全问题预测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种模拟多面临河深基坑施工性状的试验装置，可模拟形成深基坑与临近河流水力与地质条件，预测多面临河的基坑开挖施工变形与稳定性破坏，其结构简单、功能易行，测试效果直观、准确，具有较高的经济性与可重复性。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明提出一种模拟多面临河深基坑施工性状的试验装置，其包括模型箱体与多个传感器，模型箱体内设置有土体，土体设有多块模型板，多块模型板之间形成基坑，基坑内设置有至少一根支撑件，支撑件的两端分别抵住两块模型板，模型箱体内设置有相互连通的第一河流模型槽和第二河流模型槽，第一河流模型槽和第二河流模型槽分别设置于基坑的两侧并与基坑连通，基坑与第二河流模型槽之间具有间隙，多个传感器分别设置于土体以及多块模型板。

进一步地，在本发明较佳实施例中，模型箱体内设置有第一隔板，第一隔板与模型箱体的内壁围成第一河流模型槽；多块模型板包括第一模型板和第二模型板，第一模型板的一端以及第二模型板的一端均与第一隔板的远离第一河流模型槽的一侧连接，第一模型板的另一端以及第二模型板的另一端均与模型箱体的内壁连接并在第一模型板和第二模型板之间形成基坑；模型箱体内设置有第二隔板，第二隔板的两端分别与第一隔板以及模型箱体的内壁连接并在第一隔板以及模型箱体的内壁间形成第二河流模型槽，第二隔板与第二模型板间形成间隙。

进一步地，在本发明较佳实施例中，第二隔板与第一隔板以及模型箱体的内壁均可拆卸连接。

进一步地，在本发明较佳实施例中，第一河流模型槽在远离第二河流模型槽的一端设有第三隔板，第三隔板、第一隔板与模型箱体的内壁之间形成积水箱，积水箱连通有进水管，进水管设置有水流控制阀，第一隔板、第二隔板和第三隔板均设置有通水孔。

进一步地，在本发明较佳实施例中，通水孔设置有过滤装置。

进一步地，在本发明较佳实施例中，过滤装置为纱布。

进一步地，在本发明较佳实施例中，第一河流模型槽设有第一泄水孔并配设有与第一泄水孔配合的第一孔塞，第二河流模型槽设有第二泄水孔并配设有与第二泄水孔配合的第二孔塞。

进一步地，在本发明较佳实施例中，第一河流模型槽与第二河流模型槽内的土体由下至上分别为黏土层、细砂层、淤泥质土层与淤泥层；基坑内的土体由下至上分别为黏土层、细砂层、淤泥质土层。

进一步地，在本发明较佳实施例中，第一模型板的远离第二模型板的一侧的土体的土方量大于间隙内的土体的土方量。

进一步地，在本发明较佳实施例中，试验装置还包括用于记录模型箱体状态的拍照设备。

本发明实施例的模拟多面临河深基坑施工性状的试验装置的有益效果是：