[发明专利]一种临海基坑支护结构模型试验装置

说明书

本发明提供了一种临海基坑支护结构模型试验装置，包括动水注入装置、模型箱、水土分离装置、监测装置；所述动水注入装置像模型箱注入水，并且水随时间呈正弦或余弦曲线规律性的变化以模拟海浪和潮汐变化；所述模型箱用于模拟临海不同距离的基坑支护结构，模型箱中装有土样；所述水土分离装置用于模拟基坑支护结构已经破坏下渗土和渗水情况，并测量出土量和出水量；所述监测装置实时记录水流经过模型箱中某个位置时的水压；所述监测装置实时记录基坑支护结构在不同位置所受压力及水平和竖直方向的应变大小。

技术领域

本实验涉及一种临海基坑支护结构模型的实验装置，用来测定潮水涨落时水压力变化所引起土壤内孔隙水压力的变化以及对临海基坑支护结构的影响。

背景技术

随着经济的高速发展，沿海的建筑工程如火如荼地建设起来，随之而来的是大量沿海基坑的开发和建设。根据以往的施工来看，潮水的涨落对基坑的施工有很大影响，基坑支护结构的失稳与破坏与其有重要的关联。通过进一步的研究，在潮水循环涨落作用下，临海基坑周围的土壤内的孔隙水压力不断变化，从而对基坑支护结构产生压力，造成变形，从而影响临海基建筑的安全使用。为研究潮水涨落对基坑支护结构的受力及变形，本实验装置显得格外重要。

目前有关基坑的研究大多仅针对于常规的基坑，例如地表水对基坑围护壁的渗透情况以及基坑支护结构的位移和土体变形等。由于潮水的涨落对常规的基坑的变形可忽略不计，因此前人对常规的基坑的研究并不涉及潮水的影响，对于临海基坑来说，常规基坑的施工设计参照性不大。此外可有参考价值的工程有海堤工程，海堤作为防浪建筑物，在施工设计时必须考虑潮水的涨落。对于此类工程，前人已经做了不少研究，然而，对于一般的基坑支护来说，支护结构只是一种临时性的措施，而海堤工程是永久性工程，若以海堤工程的标准进行施工，会造成资源浪费的现象，无法满足施工要求。

发明内容

本发明的主要目的在于探究潮水涨落变化对支护结构的影响，提供一种能临海基坑支护结构模型试验装置，该装置可模拟临海不同距离的基坑支护结构受潮水涨落变化的影响。

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种临海基坑支护结构模型试验装置，包括动水注入装置、模型箱、水土分离装置、监测装置；

所述动水注入装置像模型箱注入水，并且水随时间呈正弦或余弦曲线规律性的变化以模拟海浪和潮汐变化；

所述模型箱用于模拟临海不同距离的基坑支护结构，模型箱中装有土样；

所述水土分离装置用于模拟基坑支护结构已经破坏下渗土和渗水情况，并测量出土量和出水量；

所述监测装置实时记录水流经过模型箱中某个位置时的水压；所述监测装置实时记录基坑支护结构在不同位置所受压力及水平和竖直方向的应变大小。

在一较佳实施例中：所述动水注入装置包括空压机、调节阀、气液泵、柱塞系统、水箱、波动采集传感器；

所述空压机和调节阀通过法兰连接，调节阀和气液增压泵通过耐压管连接，气液增压泵和柱塞系统通过耐压管连接，气液增压泵和水箱通过导管连接；

所述气液增压泵工作时活塞向后运行，将水箱中的水吸入气液泵内，气液泵入口处单向阀打开，空气通过耐压管进入气液泵中；当活塞向前运行时，液体一侧形成一定压力，气液泵出口处单向阀打开，高压水从出口处流出，再通过耐压管将高压水注入柱塞系统，柱塞系统利用活塞作用将高压水的压力随时间呈正弦或余弦曲线规律性变化，从而得到动态波动的水压，再通过耐压管将水注入模型箱中。

在一较佳实施例中：所述模型箱包括模型槽、透水板、支护结构；

模型槽包括铝材质顶盖、铝材质底板、铝材质侧壁和有机玻璃侧壁；所述铝材质侧壁放于后，有机玻璃侧壁放于前，铝材质侧壁和有机玻璃侧壁的顶部分别与铝材质顶盖通过法兰连接固定，底部与铝材质底板通过法兰连接固定；