[发明专利]模拟水下沉井施工土体位移的可视化试验装置及方法

权利要求书

1.一种模拟水下沉井施工土体位移的可视化试验装置，其特征在于：包括渗流力施加系统、工况模拟系统、数据采集系统、模拟挖掘装置；

所述渗流力施加系统包括竖直设置的支撑杆、可沿支撑杆上下滑动的用于盛装渗透液的供水箱，还包括用于驱动供水箱上下运动的驱动装置；所述驱动装置包括设置在支撑杆顶部的手柄；所述支撑杆上端撑有顶板，所述顶板上开有螺孔；所述手柄上设置有与螺孔配合的螺纹；所述手柄与供水箱连接；

所述工况模拟系统包括透明的模型箱，所述模型箱内盛装有透明土，所述透明土中竖直插有筒状的模拟沉井；所述透明土位于模拟沉井四周插有若干工程桩，所述工程桩上顶有载物板及配重；

所述供水箱通过供水管与模型箱连接。

2.根据权利要求1所述的一种模拟水下沉井施工土体位移的可视化试验装置，其特征在于：还包括布置在模型箱内侧壁上的孔板，所述供水管通达孔板。

3.根据权利要求1所述的一种模拟水下沉井施工土体位移的可视化试验装置，其特征在于：所述模拟沉井下端设置有内刃角。

4.根据权利要求1所述的一种模拟水下沉井施工土体位移的可视化试验装置，其特征在于：所述透明土由熔融石英砂颗粒与正十二烷和十五号白油的混合溶液制备而成。

5.根据权利要求4所述的一种模拟水下沉井施工土体位移的可视化试验装置，其特征在于：所述透明土利用渗透液淹没，所述渗透液具有与透明土中同样配比的正十二烷和十五号白油，并在同样温度和湿度条件下配置而成。

6.根据权利要求1所述的一种模拟水下沉井施工土体位移的可视化试验装置，其特征在于：所述模拟沉井为将玻璃砂、液体石蜡和正十三烷均匀搅拌后塑性而成。

7.根据权利要求1所述的一种模拟水下沉井施工土体位移的可视化试验装置，其特征在于：所述数据采集系统包括位于模型箱一侧的激光发生器以及位于模型箱下方的CCD相机，所述CCD相机与计算机连接。

8.根据权利要求1所述的一种模拟水下沉井施工土体位移的可视化试验装置，其特征在于：所述模拟挖掘装置为机械抓手。

9.根据权利要求1所述的模拟水下沉井施工土体位移的可视化试验装置进行试验的方法，其特征在于具有以下步骤：

1.将模拟沉井放置在透明土上，并将若干工程桩依次打入模拟沉井周围；并将载物板放置在工程桩顶端；

2.向供水箱注入渗透液；并将供水箱提升到设定的高度，使得供水箱中的渗透液对透明土进行冲击；并在载物板上加载配重；

3.利用模拟挖掘装置挖掘模拟沉井内的透明土，直至沉井下沉至预设位置，并用数据采集系统记录该过程；

4.利用计算机软件对获得的图像资料进行分析。