排水減壓模型試驗裝置的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種排水減壓模型試驗裝置，包括：模型箱，所述模型箱內充填有地基土層，所述模型箱上部設有基準線；以及多個建筑結構模型，其埋設于所述模型箱地基土層內，至少有一個所述建筑結構模型設有孔洞，至少有一個所述建筑結構模型無孔洞，所述建筑結構模型上端部設有刻度線；在進行模擬實驗的狀況下，往所述模型箱的地基土層內注水，觀察所述建筑結構模型的上浮情況。本發明排水減壓模型試驗裝置能夠真實的模擬基礎在強滲透性地基中的實際受力情況。將原本比較復雜的模型試驗縮小化，簡單易操作，并且可以迅速的進行批量化生產用于教學和科研。且易于操作，試驗所需的周期短，實驗結果明顯，且材料便宜，非常適合教學和科研。
【專利說明】
排水減壓模型試驗裝置
技術領域
[0001 ]本發明涉及教學設備領域，特別涉及一種排水減壓模型試驗裝置。
【背景技術】
[0002]隨著國家出臺關于雙一流大學的建設方案，很多高校把學生實驗能力的提高作為改革的一項重要內容。如何把工程領域的技術問題用簡單的實驗裝置來驗證是擺在老師面前的一道難題。在土木工程的抗浮減壓方面，目前還沒有相應的教學和科研裝置來模擬排水減壓。但是常常碰到強滲透性地基的抗浮設計，這就需要用教學模型試驗裝置來檢測設計是否合理。目前，抗浮減壓的的效果檢測非常困難，而且成本高。常用的兩種方法有以下兩種。
[0003]—是利用有限元法，結合地基土的變形特征選用各種結構模型，可以比較方便地處理幾何形狀不規則的地基，復雜的邊界條件，以及土的均質性和各向異性。但是有限元法用于教學上并不適合，因為有限元法涉及復雜的數學模型和軟件，是將連續的求解域離散為一組單元的組合體，用在每個單元假設的近似函數來分片的表示求解域上待求的未知函數，近似函數通常未知函數及其導數在單元各節點的數值插值來表達，這種方法復雜，不易于學生理解，操作也很繁瑣，不適合教學使用。
[0004]二是利用壞境模擬器。壞境模擬器可以還原地基條件，真實的模擬建筑物在強滲性地基中的沉降量，但是壞境模擬器所需要的時間長，目前國內外的壞境模擬器造價都比較昂貴，體積通常龐大，不能滿足教學的需求。
[0005]公開于該【背景技術】部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

【發明內容】

[0006]本發明的目的在于提供一種排水減壓模型試驗裝置，從而克服現有試驗方法操作復雜、不便于理解、實驗的成本過高、試驗器材體積龐大的缺點。
[0007]本發明的另一目的在于提供一種排水減壓模型試驗裝置的試驗方法。
[0008]為實現上述目的，本發明提供了一種排水減壓模型試驗裝置，包括:模型箱，所述模型箱內充填有地基土層，所述模型箱上部設有基準線；以及多個建筑結構模型，其埋設于所述模型箱地基土層內，至少有一個所述建筑結構模型設有孔洞，至少有一個所述建筑結構模型無孔洞，所述建筑結構模型上端部設有刻度線;在進行模擬實驗的狀況下，往所述模型箱的地基土層內注水，觀察所述建筑結構模型的上浮情況。
[0009]優選地，上述技術方案中，所述模型箱內設有分隔膜。
[0010]優選地，上述技術方案中，所述模型箱設于水箱中，所述模型箱的底部設有透水膜。
[0011]優選地，上述技術方案中，所述地基土層為粘性土。
[0012]優選地，上述技術方案中，所述建筑結構模型為柱體。
[0013]—種排水減壓模型試驗裝置的試驗方法，包括以下步驟:
[0014](I)將多個建筑結構模型置入模型箱的地基土層中；
[0015](2)往模型箱內注水，觀察建筑結構模型是否上浮。
[0016]與現有技術相比，本發明具有如下有益效果:
[0017](I)本發明排水減壓模型試驗裝置能夠真實的模擬基礎在強滲透性地基中的實際受力情況。
[0018](2)通過控制水箱的水位能較為準確地控制和預測地基土中的水位。能夠不借助于外部儀器，將沉降位移這種微觀量轉化為宏觀，易于觀察的物理量。將原本比較復雜的模型試驗縮小化，簡單易操作，并且可以迅速的進行批量化生產用于教學和科研。且易于操作，試驗所需的周期短，實驗結果明顯，且材料便宜，非常適合教學和科研。
【附圖說明】
[0019]圖1是根據本發明的排水減壓模型試驗裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖，對本發明的【具體實施方式】進行詳細描述，但應當理解本發明的保護范圍并不受【具體實施方式】的限制。
[0021]除非另有其它明確表示，否則在整個說明書和權利要求書中，術語“包括”或其變換如“包含”或“包括有”等等將被理解為包括所陳述的元件或組成部分，而并未排除其它元件或其它組成部分。
[0022]如圖1所示，根據本發明【具體實施方式】的一種排水減壓模型試驗裝置，包括模型箱I和建筑結構模型2。建筑結構模型為圓柱體。模型箱I內充填有地基土層3，試驗選用的地基土層為粘性較好的粘性土。所述模型箱上部設有基準線U。模型箱內設有分隔膜12，建筑結構模型2為兩個，即建筑結構模型21和建筑結構模型22，建筑結構模型21的底部開有孔，并埋設于模型箱I地基土層3的左側，建筑結構模型22的底部開有孔，并置于模型箱I地基土層3的右側。所述建筑結構模型上端部設有刻度線23。在進行模擬實驗的狀況下，往所述模型箱I的地基土層內注水，觀察所述建筑結構2模型的上浮情況。通過圓柱體的建筑模型上的刻度標尺23與模型箱基準線11的相對位置來判斷圓柱體容器是否發生上浮及其上浮量。
[0023]優選地，所述模型箱I設于水箱4中，所述模型箱的底部設有透水膜13。在進行試驗時往水箱4內注水，通過控制水箱的水位能較為準確地控制和預測地基土中的水位。能夠不借助于外部儀器，將沉降位移這種微觀量轉化為宏觀，易于觀察的物理量。
[0024]—種排水減壓模型試驗裝置的試驗方法，包括以下步驟:在圓柱體的建筑結構模型相同的位置上貼上刻度，同時在刻度線上方拉一條基準線。在模型箱內填入相同的透水性好的粘性土，將圓柱體的建筑結構模型置入模型箱的粘性土內，向箱子內注水。本裝置在保證兩個圓柱體容器所處的外部條件相同的情況下，僅需要觀察的是在水箱內的水位達到一定高度時，圓柱體建筑結構模型是否上浮，通過圓柱體容建筑結構模型上的刻度標尺與模型箱上的基準線的相對位置來判斷圓柱體容器是否發生上浮及其上浮量。
[0025]前述對本發明的具體示例性實施方案的描述是為了說明和例證的目的。這些描述并非想將本發明限定為所公開的精確形式，并且很顯然，根據上述教導，可以進行很多改變和變化。對示例性實施例進行選擇和描述的目的在于解釋本發明的特定原理及其實際應用，從而使得本領域的技術人員能夠實現并利用本發明的各種不同的示例性實施方案以及各種不同的選擇和改變。本發明的范圍意在由權利要求書及其等同形式所限定。
【主權項】
1.一種排水減壓模型試驗裝置，其特征在于，包括: 模型箱，所述模型箱內充填有地基土層，所述模型箱上部設有基準線；以及多個建筑結構模型，其埋設于所述模型箱地基土層內，至少有一個所述建筑結構模型設有孔洞，至少有一個所述建筑結構模型無孔洞，所述建筑結構模型上端部設有刻度線;在進行模擬實驗的狀況下，往所述模型箱的地基土層內注水，觀察所述建筑結構模型的上浮情況。2.根據權利要求1所述的排水減壓模型試驗裝置，其特征在于，所述模型箱內設有分隔膜。3.根據權利要求1所述的排水減壓模型試驗裝置，其特征在于，所述模型箱設于水箱中，所述模型箱的底部設有透水膜。4.根據權利要求1所述的排水減壓模型試驗裝置，其特征在于，所述地基土層為粘性土。5.根據權利要求1所述的排水減壓模型試驗裝置，其特征在于，所述建筑結構模型為柱體。6.—種如權利要求1所述的排水減壓模型試驗裝置的試驗方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將多個建筑結構模型置入模型箱的地基土層中； (2)往模型箱內注水，觀察建筑結構模型是否上浮。
【文檔編號】G09B25/00GK105976690SQ201610521422
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月29日
【發明人】梅國雄, 王亞星, 趙艷林, 宋新宇, 任志盛, 李勇義, 姚銳丹
【申請人】廣西大學