[实用新型]一种装配式多功能岩土工程试验模型箱

说明书

本实用新型公开了一种装配式多功能岩土工程试验模型箱，包括有机玻璃可视窗、可视窗下部模块、模型箱侧板、模型箱底板、外置试验设备等。模型箱采用模块化装配式设计，可视窗模块采用两种不同尺寸，能够组合成多种尺寸，通过增加、删减和替换相应模块，改变模型箱的功能，克服了模型箱功能单一、收纳困难、尺寸无法调整等缺陷。模型箱可视窗与其下部模块之间有100mm缝隙，方便开展与管‑土相互作用类似试验，若开展其它类型试验，可用钢盖板和螺栓进行封闭。该试验装置可以开展管‑土相互作用试验、桩(基础)与土相互作用试验、隧道开挖试验、隧道冻结法试验、振动台试验、地下水渗流试验等相关试验。模型箱具有易装配，功能多，使用方便的特点。

技术领域

本实用新型属于岩土工程试验装置领域，涉及管-土相互作用试验、桩基础与土相互作用试验、隧道开挖试验、隧道冻结法试验、振动台试验、地下水渗流试验等领域试验装置。

背景技术

现代化城市的建设，正在向更高更深方向进发，会遇到一系列工程难题，同时城市化的推进也对已建成地下结构的抗震性提出更高的要求，研究地下结构的受力特性对保障城市功能具有重要意义。

管道作为地下生命线工程重要组成部分，对维持城市功能的运转具有重大意义，然而随着现代化城市建设向地下深处发展，管道埋深逐渐加大以及近年来世界范围内的地震发生量逐渐增多都在威胁管道的安全性。关于管道与土体的相互作用开展的试验多为低深径比单向荷载作用下试验，均未考虑高深径比和往复荷载作用下管-土相互作用试验。

地铁是城市公共交通系统的重要组成部分，对缓解地上交通压力至关重要。然而城市地铁的建设大都在城市建设完成之后，地铁隧道的开挖会对附近建筑物、管道输水管道、输气管道、排污管道等、地铁车站等产生干扰，施工不当会影响其正常使用，同时也可能造成工程事故，因此研究隧道开挖时土体变形及受力特性相当重要。

同时隧道开挖时不可避免的要穿越建筑物，而施工过程中要求对建筑物的扰动控制在一定范围之内，还需保证建筑物的正常使用。采用冻结法进行隧道施工，可将施工过程中产生的扰动降至最低，但不同施工场地，岩土地质条件差别较大，通常需要试验来研究冻结施工从开始到结束土体的受力和变形特性，在保障施工安全基础上选取最优施工方案。

地下结构不可避免遭受地震作用，开展相关振动台试验，研究地下结构在地震动作用抗震性能，同时可参考地上结构减震和减震设计方法，以便更好指导地下结构设计与施工。

城市建筑基坑开挖面积和深度越来越大，基坑开挖的危险性也逐渐变大，地下水会对基坑的安全性产生影响，近年来为了保护地下水资源，已有部分城市禁止基坑开挖过程中抽取地下水，施工过程中必须考虑地下水对基坑安全性的影响。因基坑内地下水位较低，地下水渗流压力会对基坑支护结构变形特性影响，开展地下水渗流试验可以研究基坑开挖时支护结构受力特性，指导基坑设计和施工。

因此，研发具有多种功能岩土工程试验模型箱能够避免一种或一类试验完成后试验模型箱废弃，降低试验成本，同时提高试验模型箱利用率，减少资源浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服当前模型箱功能单一、尺寸无法调整、收纳困难等缺陷，研发出装配式多功能岩土工程试验模型箱，该模型箱能够开展多种地下建筑物、构筑物、管道等与土体直接接触类试验。另外，该模型箱能够模拟多种类型试验，分析管道、隧道、地下结构、土体的变形及受力规律，为保障结构的安全性提供相应参考和依据。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为一种装配式多功能岩土工程试验模型箱，该模型箱为长方体结构，该模型箱包括可视窗C、可视窗下部模块D、侧板F、底板G和侧板隧道开挖模块H。可视窗C设置在模型箱的正面和反面，可视窗下部模块D设置在可视窗C的底部，侧板F设置在模型箱的两侧，底板G设置在模型箱的底部，侧板隧道开挖模块H安装在侧板F上。

可视窗C包括上层和下层两部分，每层可视窗C包括第一可视窗模块A和第二可视窗模块B；侧板F由侧板模块E组合而成。