[实用新型]一种用于模拟土体沉降变形的测试装置

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种用于模拟土体沉降变形的测试装置。

背景技术：

目前，越来越多的学者通过各种方式来研究土体渗流以及突水突砂引起的沉降变化。中国专利CN2630839Y公开了一种粗颗粒土渗透系数及土体渗透变形测试仪，包含上、下游水位调节装置、试样筒及透水板，试样筒上端设置顶箍，下端设置底箍，上顶盖、下顶盖分别设置三通、顶杆，试样筒上端顶箍与上顶盖连接，其下端底箍与下顶盖连接，顶杆接触多孔板外侧，试样筒内形成密封，试样筒下可设置垂直或水平支架；该专利过测定竖向和水平向的渗透系数，以及研究测定渗透系数较小的细颗粒土渗透破坏时的临界水力坡降，通过渗透变形来研究土体渗流过程，但该方法却无法直接对土体的沉降现象进行描绘，土体的沉降量与影响范围更无法进行直接测量。中国专利CN102081021A公开了一种离心模型试验装置的土体固结沉降仪，该专利通过土体固结来模拟土体附加荷载逐级变化对土体的固结过程进行实验，虽然测试数据准确，但主要针对的取出的一部分土体，无法反应整体范围内的沉降。

以上研究都未能对突水突砂造成的沉降量以及沉降范围进行直接观察研究，也对具体的工况无法进行直接模拟研究，更不用说通过试验来直接研究观测其沉降量和影响范围之间的关系。

实用新型内容：

本实用新型的目的是针对以上不足之处，提供一种用于模拟土体沉降变形的测试装置。

本实用新型解决技术问题所采用的方案是，一种用于模拟土体沉降变形的测试装置，包括支撑架，所述支撑架上安装有一由透明材料制成的圆柱形测试本体，所述测试本体的外圆周面上沿其轴线方向设置有刻度，测试本体的上端螺接有一顶板，所述顶板的中部设置有一喷淋头，所述喷淋头经一进水管与外接水源连接，所述进水管上设置有水压控制器，所述喷淋头的旁侧设置有摄像装置；所述测试本体的下端固联有一底板，所述底板上开设有若干透水孔，所述透水孔的下端设置有堵头，底板的上侧设置有一突水模拟板，所述突水模拟板上开设有若干模拟孔。

进一步的，所述测试本体由透明钢化玻璃制成，测试本体的上端内壁设置有内螺纹；所述顶板与底板均由不锈钢圆板制成，所述顶板的外圆周面上设置有用于与所述内螺纹相配合的外螺纹，所述底板与测试本体的下端焊接。

进一步的，所述测试本体的内径为600mm，高度为800mm；所述顶板与底板的直径均为600mm。

进一步的，所述底板的中心处开设有一直径为110mm的第一透水孔，所述透水孔的两侧分别开设有一直径为36mm的第二透水孔，所述第二透水孔与所述第一透水孔的中心距为110mm，第一透水孔与第二透水孔的下端分别螺接有一堵头。

进一步的，所述突水模拟板的左右两端部均呈弧形状，以便于紧贴测试本体的内壁，突水模拟板的中心处开设有一与所述第一透水孔同轴设置的第一模拟孔，所述第一模拟孔的两侧分别开设有一与所述第二透水孔同轴设置的第二模拟孔。

进一步的，所述第一模拟孔与第二模拟孔的直径相同，均为2～36mm。

进一步的，所述第一模拟孔的直径为40～110mm；所述第二模拟孔的直径为36mm。

进一步的，所述突水模拟板上活动设置有两块用于盖住第一模拟孔与第二模拟孔的调节盖板，所述调节盖板由长为400mm、宽为300mm的矩形不锈钢板制成。

进一步的，所述摄像装置包括一防水摄像机，所述防水摄像机与顶板可拆连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：（1）结构设计简单、合理，将室外对沉降的研究搬进室内，工序简单、操作方便；（2）进水管上连接水压控制器，便于模拟不同的降雨量，同时配合上突水模拟板以及透水孔，可实现模拟隧道、不同雨量时路面基底以及基坑侧壁由于突水所引发的沉降变形现象；（3）测试本体上刻度的设置，便于直观得出土体的沉降变形量，同时再通过摄像机进行拍摄记录土体的沉降情况，进而用于指导实际工程。

附图说明：

图1是本实用新型实施例中模拟隧道突水和降雨引发沉降的构造示意图；

图2是本实用新型实施例中模拟基坑侧壁突水引发沉降的构造示意图；

图3是使用突水模拟板进行单孔或多孔模拟的构造示意图；

图4是调节盖板与突水模拟板的组合使用的构造示意图；

图5是调节盖板控制缝宽大小的构造示意图；

图6是调节盖板控制不同形状的构造示意图。

图中：