[发明专利]一种模拟非等长组合围护桩基坑开挖的试验装置和方法

权利要求书

1.一种模拟非等长组合围护桩基坑开挖的试验装置，其特征在于，所述装置包括模型箱、冠梁、模型桩、内支撑板、应变片和位移计；

所述模型箱是无盖的立方箱体结构，在模型箱内部安装有与内侧面平行的两个水平的冠梁，二个冠梁将所述模型箱等分为三个区域；在两个冠梁之间，均匀相间安装有多个相互平行并垂直于冠梁的支撑板和位移计；所述冠梁上沿其长度方向排列设置有大小一样的多个竖直开孔，每个竖直开孔内均插入固接有模型桩；

所述模型桩的顶部与所述冠梁的上表面齐平；所述模型桩包括长桩和短桩，多个模型桩形成多组试验区，每个模型桩上沿竖直方向均匀排列粘贴有多个应变片，每个应变片均通过导线连接于所述模型箱外部的应变仪。

2.根据权利要求1所述的一种模拟非等长组合围护桩基坑开挖的试验装置，其特征在于，所述模型箱由钢框架、底部垫板和钢化玻璃组成；所述钢框架的四个侧面设置有卡槽，所述钢化玻璃固定卡设于所述卡槽内，所述钢框架的底部固接有底部垫板；所述模型箱的内壁均涂覆有凡士林。

3.根据权利要求1所述的一种模拟非等长组合围护桩基坑开挖的试验装置，其特征在于，所述模型桩的组合方式为：一个长桩一个短桩、一个长桩两个短桩、一个长桩三个短桩、两个长桩两个短桩。

4.根据权利要求1所述的一种模拟非等长组合围护桩基坑开挖的试验装置，其特征在于，所述模型桩为尼龙棒，尼龙棒沿竖直方向设置有多个打磨区，每个打磨区均通过擦拭丙酮后使用细砂纸打磨而形成光滑的表面。

5.根据权利要求1所述的一种模拟非等长组合围护桩基坑开挖的试验装置，其特征在于，所述应变片与所述模型桩之间涂覆有隔潮层；其中，所述隔潮层为环氧树脂胶或铝箔纸。

6.根据权利要求1所述的一种模拟非等长组合围护桩基坑开挖的试验装置，其特征在于，所述冠梁和内支撑板的材料均为木质板。

7.根据权利要求1所述的一种模拟非等长组合围护桩基坑开挖的试验装置，其特征在于，所述底部垫板为钢板、木质板或塑木板。

8.一种模拟非等长组合围护桩基坑开挖的试验方法，其特征在于，所述方法步骤如下：

（1）拆卸掉所述内支撑板和位移计，将砂土均匀填埋于模型箱内，直到与所述冠梁的底面齐平；

（2）待步骤（1）中的砂土夯实后，安装内支撑板和位移计，以冠梁的长度方向间隔安装至两个冠梁之间；

（3）安装好所述内支撑板和位移计后，开挖两个冠梁之间的砂土，并记录应变仪上的应变数据以及位移计上的位移数据

（4）通过步骤（3）中所记载的数据，分析不同试验区内长桩和/或短桩的组合对围护结构内力和位移的影响。

9.根据权利要求8所述的一种模拟非等长组合围护桩基坑开挖的试验方法，其特征在于，所述步骤（3）中采用分段开挖砂土，每段开挖的厚度相同，每开挖完一段之后，待所述模型桩稳定后，记录应变仪上的应变数据以及所述位移计上的位移数据；每段开挖的厚度d为10-15cm。