[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

说明书

本发明提供了一种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，包括模型箱；设置于模型箱内大底盘单塔楼模型；圆筒形的地下连续墙模型；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；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；多个千分表和多个应变计，本发明可用于模拟基坑开挖对基坑周围土体的影响效应；基坑可真实反映实际工程中土体初始应力不对称、土质不均匀、基坑周围环境复杂等情况。本发明可以实现基坑开挖对基坑周围土体的影响效应的施工行为模拟，准确测量基坑周围地层纵向沉降值以及邻近大底盘单塔楼变形量并进行分析。

技术领域

本发明涉及一种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。

背景技术

随着社会生产的发展，越来越多的基坑开挖需要在市区或者居民区周围进行。尤其在我国上海，因其特有的历史成因，其地质主要以粘性土和砂、粉性土为主，且软粘性土分布较为广泛。具有高含水量、大孔隙比、低强度、高压缩性、低渗透性等特点，在附加荷载作用下易产生软土地基变形。在此情况下，基坑开挖将给周围建筑带来更大的影响。因此有必要针对基坑开挖对大底盘单塔楼的变形影响效应做更加深入的研究。

国内外相关学者针对基坑开挖对大底盘单塔楼的变形影响效应的研究方法主要是理论分析法、数值模拟法以及现场监测法。理论分析法是利用弹性理论，通过假定对研究模型进行简化，但在一定程度上不能准确考虑基坑开挖与单塔楼沉降的复杂关系，并且计算量大；数值模拟方法一般需要借助大型商用软件，数值模型的建立较为复杂且计算耗时。此外，由于土工测试仪器设备的限制很难获得精确的土体物理力学参数，而土体参数的变化对数值模拟结果影响很大，因此容易造成计算结果的偏差。现场监测方法是获取基坑开挖时周围土体变形的手段之一，但是受仪器设备以及人为观察因素等限制，现场测试结果具有一定偏差，同时现场监测需要投入一定量的人力物力，现场预埋测试元件非常容易在施工中受到破坏，从而延误监测乃至得到错误监测信息。

发明内容

本发明的目的在于提供一种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，能够解决现有的基坑开挖对大底盘单塔楼变形影响效应的研究方法存在复杂且计算耗时或计算结果偏差较大的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种基坑开挖对大底盘多塔楼变形影响的室内模拟装置，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。

进一步的，在上述装置中，所述大底盘单塔楼模型由铝合金材料制成。

进一步的，在上述装置中，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。

进一步的，在上述装置中，还包括：