分表與應變檢測儀的讀數并做記錄);在實驗持續階段,箱體排水口應處于開啟狀態以保持礫石層中有流動的承壓水;
[0032]步驟F:當達到實驗結束條件中的任意一種情況時,實驗研究結束;
[0033]所述實驗結束條件包括:條件I)水頭高度穩定在預先設定的目標高度,即測壓管中的實際水頭高度穩定在預先設定的目標高度,并持續I小時,位移百分表及應變片讀數基本保持不變;條件2)水頭高度在達到預先設定的目標高度前,基坑模型發生突涌;條件3)工程粧模型因粧頂位移過大而發生失穩破壞,或者因粧身應變過大而發生斷裂破壞;
[0034]步驟G:實驗結束后,關閉蓄水箱進水口,打開蓄水箱排水口與演示儀箱體排水口進行排水,將水排干后,回收模型粧與實驗土體。
[0035]本實用新型的工作原理為:實驗時對實驗對象進行等比例縮小從而制作基坑模型,利用基坑突涌演示儀用以模擬工程實際或用以進行基坑突涌機制的研究,通過對基坑模型進行監測,從而做出基坑突涌風險評估或研究不同條件不同工況下基坑突涌機制。
[0036]與現有技術相比,本實用新型的有益效果是:
[0037]本實用新型能直觀地觀察基坑模型隨著工況的改變或水位的上升而發生的基坑突涌,亦能在不發生基坑突涌時對于基坑模型細微的變化進行精確地監測。
[0038]本實用新型不光考慮到土體內摩擦力對于基坑突涌的影響,同時考慮了工程粧負摩阻力與工程粧種類不同對于基坑突涌的影響。
[0039]本實用新型結構簡單、成本低廉,維護費用低,易于上手,模型材料可重復利用,不會造成浪費與污染,也不需要依靠離心機進行實驗,也不需要如原型試驗一般使用巨大的場地。
[0040]本實用新型能較好地模擬基坑工程中任何一種工況與任何一種承壓水條件,也可用于研究如邊坡穩定、基坑變形機理、滑坡機理等防災工程、巖土工程問題。
【附圖說明】
[0041]圖1為本實用新型的實施工作示意圖。
[0042]圖2為圖1中蓄水箱的節點詳圖。
[0043]圖中的附圖標記為:1蓄水箱;2礫石層;3軟土層;4圍護粧模型;5工程粧模型;6箱體進水口 ;7箱體進水口 ;8測壓口 ;9箱體排水口 ;10測壓管;11測壓管支架;12蓄水箱排水口 ; 13蓄水箱排水口 ; 14蓄水箱排水口 ; 15蓄水箱排水口 ;16隔板;17位移百分表;18應變片;19應變監測儀;20蓄水區;21排水區;22蓄水箱進水口 ;23網格支架。
【具體實施方式】
[0044]下面結合附圖與【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細描述:
[0045]如圖1所示的一種基坑突涌演示儀,包括演示儀箱體、蓄水箱I和監測系統。通過蓄水箱I將水諸如演示儀箱體以模擬承壓水,通過監測系統的監測數據做出基坑突涌風險評估或研究不同條件不同工況下基坑突涌機制。該裝置可以被廣泛地應用于巖土工程、防災工程的各個領域中,并且可利用許多適當的材料制作。
[0046]所述演示儀箱體為頂部開口的長方體結構箱體,演示儀箱體的底部為厚度大于1mm的厚鋼板,演示儀箱體的四面側壁為便于觀測采用有機玻璃,且四面側壁的外部箍緊有鐵條,用于增加演示儀箱體的承壓能力;演示儀箱體的內部側壁為用砂紙或鋼刷打毛處理后的側壁。演示儀箱體尺寸不宜過大或過小,過大則不方便實驗,過小則實驗效果不佳。
[0047]所述演示儀箱體上開有兩個箱體進水口 6,7、一個箱體排水口 9和一個測壓口 8,箱體進水口 6,7、測壓口 8分別設在演示儀箱體的側壁上,測壓口 8的高度高于箱體進水口6,7的高度,箱體排水口 9設在演示儀箱體的底部;且箱體進水口 6,7、箱體排水口 9分別裝有用于控制開啟關閉的閥門,箱體進水口 6,7、測壓口 8、箱體排水口 9處都設置有濾網,用于防止土體堵塞管道。演示儀箱體的內部用于裝設基坑模型,演示儀箱體的頂部裝有可拆卸的網格支架23,網格支架23大小應適合模型箱體頂部面積,通過卡扣實現可拆卸及定位,且使其保持固定,從而適合安裝位移百分表17。
[0048]基坑模型包括礫石層2、軟土層3、圍護粧模型4、工程粧模型5,按照實際工程情況等比例縮小并進行布置。
[0049]所述礫石層2鋪設在演示儀箱體內部的下層,且礫石層2頂部在靠近演示儀箱體四周處,涂有用于減少接觸面滲透的防水硅膠,從而防止水流從側面滲漏影響實驗效果。礫石層2的爍石顆粒均勾,最大粒徑不超過5mm,其滲透系數約為5x10 6cm/s,以保證內部滲流穩定;爍石層2的層頂高度高于箱體進水口 6,7的高度,并與測壓口 8的高度相同。
[0050]所述軟土層3鋪設在礫石層2上部,具體是指經5kPa固結壓力固結后的淤泥質粘性土。
[0051]所述圍護粧模型4是指經過等比例縮小的混凝土圍護粧模型,具體應按照比例圍成一個正方形基坑。
[0052]所述工程粧模型5是指經過等比例縮小的混凝土工程粧模型,具體布置時共布置9x9共81根粧。工程粧模型5每一個水平截面均勻布置4片應變片18,每一根工程粧布置3個截面。
[0053]如圖2所示,所述蓄水箱I安裝在導軌上,并連接有電機,蓄水箱I能利用電機提供的動力,沿導軌進行升降,且能通過電機控制升降速度。蓄水箱I的升降范圍滿足:蓄水箱I降至高度最低時,蓄水箱I內部的水位高度低于演示儀箱體上箱體進水口 6,7的高度;蓄水箱I升至高度最高時,蓄水箱I內部的水位高度高于演示儀箱體的高度。
[0054]蓄水箱I內設有與蓄水箱I底部垂直設置的隔板16,用于將蓄水箱I內部分隔為蓄水區20和排水區21,用以在實驗時保持穩定的水頭高度,其水頭高度即為隔板16高度與蓄水箱I底部至演示儀箱體底部垂直距離之和;且隔板16高度為蓄水箱I箱體高度的2/3ο蓄水箱I上開有一個蓄水箱進水口 22與四個蓄水箱排水口 12,13,14,15,蓄水箱進水口 22、蓄水箱排水口 12,13,14,15分別裝有用于控制開啟關閉的閥門;所述蓄水箱進水口22設置在蓄水區20的上方,一個蓄水箱排水口 15設置在排水區21的底部,三個蓄水箱排水口 12,13,14設置在蓄水區20的底部,且蓄水區20底部的其中兩個蓄水箱排水口 13,14分別使用塑料軟管與演示儀箱體的兩個箱體進水口 6,7連接,并密封以防止滲漏。
[0055]所述監測系統包括測壓管10、位移百分表17、應變片18、應變監測儀19。
[0056]所述測壓管10為標有刻度的透明玻璃管,利用測壓管支架11垂直固定在演示儀箱體外部,測壓管10通過塑料軟管與演示儀箱體的測壓口 8連接,并密封以防止滲漏,用于監測演示儀箱體內承壓水層的實際水頭高度;測壓管10的高度大于蓄水箱I的水頭最大高度,測壓管10零刻度位置的高度與礫石層2的層頂高度相同。其中,水頭高度是指隔板16高度與蓄水箱I底部至演示儀箱體底部垂直距離之和,而根據達西定律,水在礫石層2中滲流會損失水頭高度,因此需要測出實際的水頭高度。
[0057]所述位移百分表17利用網格支架23固定在演示儀箱體的內部上端,并布置于工程粧模型5頂部與粧間土表面,用于監測基坑底部土體與粧頂豎直位移。
[0058]所述應變片18埋設在工程粧模型5的粧內,并通過導線采用半橋接法與應變監測儀19連接,應變片18與應變監測儀19間的導線不應觸碰基坑模型其余部分,用于監測工程粧模型5的形變。
[0059]基于上述基坑突涌演示儀,利用示意圖對基坑突涌實驗研究方法進行詳細描述,為了便于說明,表示裝置結構的示意圖會不依一般比例作局部放大,不應