[发明专利]基坑开挖对大底盘多塔楼变形影响的室内模拟装置及方法

权利要求书

1.一种基坑开挖对大底盘多塔楼变形影响的室内模拟装置，其特征在于，包括：

模型箱，所述模型箱包括底壁和与所述底壁连接的四个侧壁，所述模型箱的顶面设为开口；

设置于所述模型箱内左侧的大底盘单塔楼模型，所述大底盘单塔楼模型包括大底板、设置于所述大底板上的大底盘地下室结构和与所述地下室结构连接的单塔楼的地上结构；

圆筒形的地下连续墙模型，所述地下连续墙模型设置于所述模型箱内大底盘单塔楼模型的右侧；

设置于所述地下连续墙模型内侧壁依次连接的多层基坑环状支撑模型；

固定于所述地下连续墙模型底部的基坑底板模型；

设置于所述地下连续墙模型内部的基坑开挖施工模拟装置，包含多个填满砂土的塑料囊；

多个位移计，每个位移计通过固定在土体的上表面或者土体内部；

多个千分表，每个千分表固定在所述大底盘单塔楼模型的地上结构上；

多个应变计，每个应变计固定在所述大底盘单塔楼模型的大底板的底部。

2.如权利要求1所述的基坑开挖对大底盘多塔楼变形影响的室内模拟装置，其特征在于，所述大底盘单塔楼模型由铝合金材料制成。

3.如权利要求1所述的基坑开挖对大底盘多塔楼变形影响的室内模拟装置，其特征在于，所述箱体和圆筒形的地下连续墙模型，分别由铝合金材料制成。

4.如权利要求1所述的基坑开挖对大底盘多塔楼变形影响的室内模拟装置，其特征在于，还包括：

设置于所述模型箱的顶面上的位移计支架，所述位移计支架上设置有开口和通孔，所述地上结构从所述位移计支架上的开口中伸出，每个位移计通过位移计支架上的通孔固定在地下室结构周围的土体的上表面或者土体内部。

5.如权利要求1所述的基坑开挖对大底盘多塔楼变形影响的室内模拟装置，其特征在于，还包括：

固定在所述位移计支架上的千分表支架，每个千分表支架通过所述千分表支架固定在大底盘单塔楼模型的地上结构的表面。

6.如权利要求1所述的基坑开挖对大底盘多塔楼变形影响的室内模拟装置，其特征在于，所述模型箱的顶面四周的四个侧壁均设有固定所述位移计支架的锚孔。

7.如权利要求1所述的基坑开挖对大底盘多塔楼变形影响的室内模拟装置，其特征在于，所述位移计支架使每个位移计在水平方向被固定，并在竖直方向上可调。

8.如权利要求1所述的基坑开挖对大底盘多塔楼变形影响的室内模拟装置，其特征在于，每个填满砂土的塑料囊为封闭式圆柱体砂土囊，每个封闭式圆柱体砂土囊沿在地下连续墙模型内纵向逐层分布。

9.如权利要求1所述的基坑开挖对大底盘多塔楼变形影响的室内模拟装置，其特征在于，每个基坑环状支撑模型包括上下两个圆环，上下两圆环由4根竖向弧条进行上下连接。

10.一种基坑开挖对大底盘多塔楼变形影响的室内模拟方法装置，其特征在于，采用如权利要求1～9任一项所述基坑开挖对大底盘多塔楼变形影响的室内模拟装置，所述方法包括：

先向模型箱内填入淤泥质粘土，当土体厚度填至100mm，按既定位置放入地下连续墙模型，并用水准尺控制使所述地下连续墙模型的底面与土层保持水平；

将包含4层塑料囊的基坑开挖施工模拟装置放入地下连续墙模型，使基坑开挖施工模拟装置的底面与地下连续墙模型的底面相平；

继续向模型箱内填入淤泥质粘土，当土体厚度达到197mm时，按既定位置放入大底盘单塔楼模型；

继续向模型箱内填入粉质粘土，至土体厚度达到200mm时，开始向模型箱内填入砂土，填土过程中随时测量校准所述地下连续墙模型与模型箱中轴线之间的位置关系，直至土体厚度达到300mm，即填土完成，此时所述地下连续墙模型的入土深度为200mm；

首先取出所述地下连续墙模型内的第一层塑料囊，即完成右基坑第一阶段地基开挖模拟，记录位移计读数、千分表读数以及应变计读数，同时安装第一层基坑环状支撑模型；

接着取出所述地下连续墙模型内的第二层塑料囊，即完成基坑第二阶段地基开挖模拟，记录位移计读数、千分表读数以及应变计读数，同时安装第二层基坑环状支撑模型；

进而取出所述地下连续墙模型内的第三层塑料囊，即完成基坑第三阶段地基开挖模拟，记录位移计读数、千分表读数以及应变计读数，同时安装第三层基坑环状支撑模型；

最后取出所述地下连续墙模型内的第四层塑料囊，即完成基坑第四阶段地基开挖模拟，记录位移计读数、千分表读数以及应变计读数，同时安装第三层基坑环状支撑模型及基坑底板模型，记录位移计读数、千分表读数以及应变计读数，最后得出周围地层的沉降情况以及邻近建筑物的变形受力情况。