[发明专利]模拟隧道开挖对桩基影响的试验装置及方法

摘要

本发明提供一种模拟隧道开挖对桩基影响的试验装置，该试验装置包括：试验箱体装置，包括试验箱体和地层结构；桩基模型，具有桩身和呈尖锥形的桩靴；隧道开挖模拟装置，包括中空的不锈钢筒、多个橡胶环以及多个钢杆，每个所述钢杆具有用于拉拽的牵拉端，通过拉拽所述牵拉端能够将与钢杆对应的橡胶环逐个从所述试验箱体中牵拉出；量测装置，包括激光器、计算机、支架以及至少两个工业相机，所述工业相机用于采集所述桩基模型经照射的视场内的地层结构在变形前后的图像数据，所述计算机与所述工业相机电连接，用于通过所述图像数据获得所述地层结构中的透明土的土体颗粒的移动变化规律。本发明还提供一种模拟隧道开挖对桩基影响的试验方法。

主权项

1.一种模拟隧道开挖对桩基影响的试验装置，其特征在于，所述试验装置包括：试验箱体装置，包括试验箱体和地层结构；所述试验箱体为单开口中空立方形箱体结构，包括构成试验箱体底面的工作平台(5)以及构成试验箱体侧壁的多个透明玻璃板(1)，在其中两个相对设置的透明玻璃板(1)上分别开设有作为隧道孔洞的通孔(4)，所述通孔(4)的中心线重合且中心线与地面平行，在其中一块透明玻璃板(1)的靠近所述工作平台(5)的边缘位置处开设有过滤排水口(3)；所述试验箱体内填加有所述地层结构，所述地层结构由透明土(2)以及填加在透明土(2)的孔隙中的溴化钙溶液构成；桩基模型，具有桩身(6)和呈尖锥形的桩靴(7)，所述桩基模型由桩靴(7)作为插入端垂直插入在所述地层结构中；隧道开挖模拟装置，包括中空的不锈钢筒(12)、多个橡胶环(8)以及多个钢杆(11)；所述多个橡胶环(8)通过多个钢杆(11)串接并套装在所述不锈钢筒(12)上，所述不锈钢筒(12)的两端分别通过对应的通孔(4)安装在所述试验箱体中，每个所述钢杆(11)具有用于拉拽的牵拉端，通过拉拽所述牵拉端能够将与钢杆(11)对应的橡胶环(8)逐个从所述模型箱中牵拉出；量测装置，包括激光器(15)、计算机(18)、至少两个支架(17)以及至少两个工业相机(16)；所述激光器(15)固定安装在所述试验箱体的上方，用于照射所述桩基模型周围预定范围内的地层结构，所述工业相机(16)通过安装在所述支架(17)上布置在所述试验箱体的外侧，用于采集所述桩基模型经照射的视场内的地层结构在变形前后的图像数据，所述计算机(18)与所述工业相机(16)电连接，用于通过所述图像数据获得所述地层结构中的透明土(2)的土体颗粒的移动变化规律。