[发明专利]一种岩土工程加卸荷综合模拟箱体及操作方法

说明书

本发明提供了一种岩土工程加卸荷综合模拟箱体，包括供注水、加压的密闭箱体以及箱体内水平延伸的多个相互平行的移动杆，箱体的一个侧面与待测试土箱接触固定，侧面由内至外顺序设置约束板、防漏膜和载荷板，移动杆的一端伸出箱体外，另一端穿过有机玻璃板、约束板、防漏膜并密封固定在载荷板上，载荷板包括十二块，载荷板的外表面上设置薄膜压力传感器。本发明解决了长期存在的室内土体侧向加卸荷难模拟问题，通过十二块载荷板对土体侧面进行加卸荷，可以实现土体整体加卸荷和分级加卸荷，同时可以控制气压升降实现任意强度的土体加载模拟和卸载模拟，对诸如高填方堆载和超深基坑侧向开挖卸荷模拟具有实际意义，整个试验装置可控性强、功能性强，易于操作和推广使用。

技术领域

本发明涉及岩土工程领域，具体涉及一种加卸荷综合模拟箱体及操作方法。

背景技术

近年来，大量高层超高层建筑、地铁、地下商场、地下车库、市政管线（综合管廊）、地下工业设施以及地下人防工事等的修建，显示了城市地下空间建设的蓬勃发展。21世纪是地下空间大发展的世纪，地下空间开发对大城市空间拓展、解决城市交通与环境问题及实现低碳社会具有重要意义。目前，以深基坑为典型代表的地下空间开挖已成为城市建设的新常态，城市高密集区各种复杂型式的基坑开挖及堆载工程不断涌现，如邻近基坑开挖、坑中坑开挖、既有建筑地下室增设等，受侧向开挖卸荷、建筑物附加堆载影响的地下空间开发技术难度大大增加，也暴露出了严峻的岩土工程安全与环境问题。

地下空间建设诱发的岩土工程加卸荷问题及环境效应是目前普遍关注的热点问题，英国、荷兰、新加坡、香港等一些国家和地区在这方面已经走在了世界的前列，国内专家学者也进行了一些探索性工作，特别针对基坑开挖引起的地表沉降、支护结构变形、桩基承载及大面积堆载引起的土层运动等开展过一些研究。但至今未有良好的岩土工程加卸荷室内模拟装置，常规室内试验装置受模型箱体量限制不能模拟超深基坑开挖或高填方堆载，离心机试验可控性较弱且代价成本太高。因此，亟待设计提出一种岩土工程加卸荷综合模拟试验装置辅助科研人员开展相关试验研究，为保证现代城市地下空间开发安全提供技术支撑。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种岩土工程加卸荷综合模拟箱体及操作方法。

技术方案：本发明提供了一种岩土工程加卸荷综合模拟箱体，包括供注水、加压的密闭箱体、箱体内水平延伸的多个相互平行的移动杆，所述箱体的一个侧面与待测试土箱接触固定，所述侧面由内至外顺序设置约束板、防漏膜和载荷板，所述约束板上开设有允许水体流通的过水孔，水体通过过水孔将防漏膜压在载荷板上；

移动杆的一端伸出箱体外，另一端穿过有机玻璃板、约束板、防漏膜并密封固定在载荷板上，所述载荷板包括十二块，其中，四块横向的载荷板上下布置四排，每两排横向载荷板的两侧各设置两列纵向的载荷板，所有载荷板围成的面积与待测试土箱中的土体侧向面积一致，载荷板的外表面上设置薄膜压力传感器。

进一步，所述载荷板为金属板，在加卸荷过程中不允许变形。

进一步，所述移动杆上套有同轴的套筒，套筒与载荷板固定连接，套筒上开设有沿长度方向的缺口及与之相交的环向的卡槽，在套筒内部、移动杆上设有可沿缺口滑动或嵌入卡槽的凸起。凸起进入卡槽锁住时，载荷板与移动杆只能整体移动，凸起离开卡槽进入缺口时，载荷板可以自由水平移动。

进一步，所述移动杆伸出箱体的一端在紧贴箱体外壁处设有锁住移动杆使其固定的夹片，夹片夹紧且移动杆的卡槽呈锁住状态时，载荷板也相应被锁住，不再水平移动。

进一步，所述箱体的顶部设有注水注气孔、气压表和调压阀，底部设有排水龙头。

进一步，所述防漏膜为具有弹性的橡胶膜，移动杆穿过防漏膜的同时并将该处变形的橡胶膜压紧在移动杆与载荷板的连接处进行密封，保证不漏水。

一种岩土工程加卸荷综合模拟箱体的操作方法，包括以下步骤：