[发明专利]一种模拟盾构二次注浆过程对水平受荷桩影响的试验装置

说明书

本发明公开了一种模拟盾构二次注浆过程对水平受荷桩影响的试验装置，包括内部装有透明土的透明箱体、套管、模型桩和水平拉力调节装置；套管沿轴线和直径方向的外壁上均匀开有多个出水口，出水口外接注浆机，套筒上可滑动安装有套筒；驱动装置驱动套筒滑动而打开或关闭出水口，以控制向透明土内注浆的出水口的数量和位置；透明箱体的上方和侧面设有摄像机。本发明能用于研究盾构二次注浆过程中水平受荷桩的力学性能变化以及桩周土体位移的情况，使得该模型试验的结果可以为真实施工中注浆过程对邻近桩基础和邻近土体的影响提供参考，尤其是有助于研究水平受荷桩的变形和位移，邻近土体的位移，避免城市盾构下穿高层建筑施工过程中出现安全事故。

技术领域

本发明涉及一种试验装置，尤其是指一种模拟盾构二次注浆过程对水平受荷桩影响的试验装置。

背景技术

随着隧道工程建设的蓬勃发展，盾构法在国内，尤其是在城市地铁建造过程中成为了主流的隧道施工方法。在盾构掘进过程中，要对管片和周围土体之间进行注浆，以填补它们之间的空隙，防止土体发生过大变形。在城市中心地带，高层建筑林立，其桩基础承受着不可忽略的水平荷载，桩基础周边的土体一旦发生太大的变形，将会对水平受荷桩的力学性能产生影响。但是在修建城市地铁过程中，盾构隧道不可避免要经过这些高层建筑，盾构二次注浆过程不可避免地会使水平受荷桩周土体发生扰动，影响其力学性能。因此盾构二次注浆过程的桩-土相互作用影响着盾构隧道穿越已有水平受荷桩时的安全和稳定。而这个土体变形的过程，由于现实土体的不透明性，在实际工程中往往难以观测和定量计算。而且已有桩基的力学性能也由于现场条件限制而难以获取，所以进行可视化和可量化的模型试验对工程实际有指导意义。

发明内容

本发明的目的在于针对上述问题，提供一种结构简单、操作方便和试验灵活的模拟盾构二次注浆过程对水平受荷桩影响的试验装置。

本发明的目的可采用以下技术方案来达到：

一种模拟盾构二次注浆过程对水平受荷桩影响的试验装置，包括内部装有透明土的透明箱体，设于透明箱体内的套管，插装于透明土中且带有应变片的模型桩，用于对模型桩上端施加水平拉力的水平拉力调节装置；所述套管沿轴线和直径方向的外壁上均匀开有多个出水口，所述出水口外接注浆机，所述套管上可滑动安装有套筒，所述套筒外接驱动装置；驱动装置驱动套筒滑动而打开或关闭套管的轴线方向上的相应出水口，以控制向透明土内注浆的出水口的数量和位置；所述透明箱体的上方和侧面设有用于采集透明土在水平和竖直方向的位移图像的摄像机

作为一种优选的方案，所述注浆机的输水口通过输送管与所述出水口连通，所述输送管沿轴线和直径方向的外壁上均匀开有多个与所述出水口相对应的通孔，所述通孔上通过连接管与相应的通孔密封连接。

作为一种优选的方案，所述驱动装置为液压装置，所述套筒的一端伸入透明箱体内且可滑动套设于套筒内，套筒的另一端与液压装置的液压缸的活塞杆连接。

作为一种优选的方案，所述水平拉力调节装置包括连接绳、滑轮和砝码，所述滑轮可旋转连接于透明箱体上，连接绳的一端绕接在滑轮上且与模型桩的上端固定连接，连接绳的另一端与砝码连接。

作为一种优选的方案，所述透明箱体内固定安装有环套，所述套筒可滑动套设于环套内。

作为一种优选的方案，所述出水口沿轴线方向设有五排，出水口沿径向方向均匀设有八个。

作为一种优选的方案，两个所述摄像机分别正对于透明箱体的上方和正面。

作为一种优选的方案，所述套筒、套管和环套的横截面为圆形形状。

作为一种优选的方案，两个所述摄像机与计算机通信连接。

实施本发明，具有如下有益效果：