CN110308082A - 一种室内基坑降水试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种室内基坑降水试验方法，包括以下步骤：S1、选取至少一种地层材料；S2、对地层材料进行物理力学试验探究；S3、设计模拟基坑试验箱；S4、设计模拟基坑降水；S5、对基坑降水试验进行数据监测。本发明提供一种室内基坑降水试验方法，解决现有技术中欠缺的当含水层较厚，基坑连续墙未将基坑内外含水层完全隔离，基坑内不完整井降水引起坑外水位变化机理，坑外地表沉降以及地下连续墙变形等研究问题，使后续的相关研究者可以以此方法为基础，进行均一或成层地层和不同基坑形式的基坑降水试验研究。
Description
技术领域
本发明涉及基坑渗透领域。更具体地，涉及一种室内基坑降水试验方法。
背景技术
当基坑所处含水层较深，考虑到施工难度和经济因素，基坑挡墙未能将坑内外地下水隔断，坑外地下水向坑内补给使得坑外地下水位降低，基坑内降水引起基坑外水位变化机理如何，对基坑外地表沉降和基坑挡墙变形影响如何的研究显得十分重要，对基坑工程具有重要意义和实用价值。
而现有技术中鲜有对基坑挡墙未将坑内外地下水隔断时的具体影响，研究者无法从现有技术中知晓当基坑挡墙未能将坑内外地下水隔断时，即基坑连续墙底部出现地下水绕渗现象，基于不同地层(均一潜水或承压地层和成层潜水或承压地层)不同基坑(方形基坑或狭长形基坑)内不完整井降水引起坑外的水位变化、地表沉降变化及连续墙变形机理和规律及控制措施等。
因此，需要提供一种室内基坑降水试验方法，以解决上述问题。
发明内容
本发明提供一种室内基坑降水试验方法，以解决目前仍然缺少当含水层较厚，基坑连续墙未将基坑内外含水层完全隔离时，对基坑内不完整井降水引起坑外水位变化机理、坑外地表沉降以及地下连续墙变形等进行系统研究的方法的问题，使后续的相关研究者可以以此方法为基础，进行均一或成层地层和不同基坑形式的基坑降水试验研究。为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
本发明提供一种室内基坑降水试验方法，包括以下步骤：
S1、选取至少一种地层材料，所述地层材料选取相互固耦合的相似材料或不同粒径的相同材料；
S2、对地层材料进行物理力学试验探究，所述物理力学试验探究的参数包括地层材料的密度、摩擦角、弹性模量、压缩模量和渗透系数；
S3、设计模拟基坑试验箱，所述设计模拟基坑针对真实基坑进行等效变换，所述真实基坑包括方形基坑和狭长型基坑，所述模拟基坑为均一或成层地层结构，每层铺设一种地层材料；
S4、设计模拟降水，所述设计模拟降水包括设计模拟抽水和设计模拟回灌；
S5、对基坑降水试验进行数据检测，所述数据检测反映基坑试验中的基坑挡墙的影响变化；
所述S3还包括基坑围护结构和支撑结构平面设计、基坑围护结构和支撑结构材料设计的步骤，所述基坑围护结构和支撑结构平面设计依据公式A计算得到，所述公式A为：
所述基坑围护结构和支撑结构材料设计依据公式B得到，所述公式B为：
优选地，所述相同材料包括石英砂粉。
优选地，所述物理力学试验包括地层材料的密度试验、三轴固结排水剪切试验、无围压单轴压缩试验及渗透试验。
优选地，所述步骤S5中选取微型土压力传感器测量土压力值、选取微型孔隙水压力传感器测量孔隙水压力值、选取地层变形监测仪测量基坑内部分层的垂直变形、选取水位计测量水位。
本发明的有益效果如下：
本发明提供一种室内基坑降水试验方法，解决现有技术中欠缺的当含水层较厚，基坑连续墙未将基坑内外含水层完全隔离，基坑内不完整井降水引起坑外水位变化机理，坑外地表沉降以及地下连续墙变形等研究问题，使后续的相关研究者可以以此方法为基础，进行均一或成层地层和不同基坑形式的基坑降水试验研究。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1示出本发明提供的一种室内基坑降水试验方法步骤图。
图2示出本发明提供的一种室内基坑降水试验方法的具体实施方式中的试验箱剖面图。
图3示出方形基坑内降水模型试验平面布置图。
图4示出方形基坑内降水模型试验剖面布置图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
需要强调的是，下述实施方式中，对应的符号标记为：
Em——模型弹性模量；
Ep——原形弹性模量；
δm——模型地连墙厚度；
δp——原型地连墙厚度；
μm——模型地连墙材料泊松比；
μp——原型地连墙材料泊松比。
Es，Ds，δs，分别为混凝土支撑或钢支撑的弹性模量、直径和厚度；A为混凝土支撑截面积；EAl，DAl，δAl，为模型试验中有机玻璃棒的弹性模量、直径(边长)和壁厚。
此外，下述具体实施方式在方形基坑模型内进行，与之对应的，试验设计的试验箱应当与方形基坑形状相同，并按一定比例缩小，本发明对该比例不做限制，但需要设计的试验箱大小需要满足最基本的试验要求。该方形基坑模型的建立于深圳车公庙附近的一个基坑，当然也可以选取狭长型基坑或者其他不规则型基坑，应当了解的是，基坑的形状固然会影响模型的参数，但不影响该模型设计时的构思，因此，在不脱离本发明构思的情况下，仅仅改变基坑形状仍然属于本发明保护范围内，本发明不再赘述。
本发明提供一种室内基坑降水试验方法的具体实施方式，包括以下步骤：
S1、选取至少一种地层材料，所述地层材料选取相互固耦合的相似材料或不同粒径的相同材料；
S2、对地层材料进行物理力学试验探究，所述物理力学试验探究的参数包括地层材料的密度、摩擦角、弹性模量、压缩模量和渗透系数；
S3、设计模拟基坑试验箱，所述设计模拟基坑针对真实基坑进行等效变换，所述真实基坑包括方形基坑和狭长型基坑，所述模拟基坑为多层地层结构，每层铺设一种地层材料；
S4、设计模拟降水，所述设计模拟降水包括设计模拟抽水和设计模拟回灌；
S5、对基坑试验进行数据检测，所述数据检测反映基坑试验中的基坑挡墙的影响变化；
所述S3还包括基坑围护结构和支撑结构平面设计、基坑围护结构和支撑结构材料设计、地连墙弯矩变化监测和地连墙变形监测的步骤，所述基坑围护结构和支撑结构平面设计依据公式A计算得到，所述公式A为：其中，式中：Em-模型弹性模量；Ep-原形弹性模量；δm -模型地连墙厚度；δp-原型地连墙厚度；μm-模型地连墙材料泊松比；μp-原型地连墙材料泊松比。
查相关规范得钢筋混凝土的弹性模量Ep＝35GPa，泊松比μp＝0.167，有机玻璃的弹性模量Es＝3.1GPa，泊松比μm＝0.25，实际地下连续墙厚度为δp＝1000mm，n＝50。
所述基坑围护结构和支撑结构材料设计依据公式B得到，所述公式B为：
式中：Es，Ds，δs，分别为混凝土支撑或钢支撑的弹性模量、直径和厚度；A为混凝土支撑截面积； EAl，DAl，δAl，为模型试验中有机玻璃棒的弹性模量、直径(边长)和壁厚；
作为本实施方式的一个优选方案，所述相同材料包括石英砂粉。
此外，所述物理力学试验包括地层材料的密度试验、三轴固结排水剪切试验、无围压单轴压缩试验及渗透试验。
此外，所述步骤S5中选取微型土压力传感器测量土压力值、选取微型孔隙水压力传感器测量孔隙水压力值、选取地层变形监测仪测量基坑内部分层的垂直变形、选取水位计测量水位。
更具体的，本发明详细描写了某一次室内基坑试验，以使本领域技术人员进一步具体的了解本发明。如下所示：
1、地层材料的选取
首先选取至少一种地层材料，所述地层材料选取相互固耦合的相似材料或不同粒径的相同材料。
本实施例将不同目数石英砂粉混合，利用搅拌机进行搅拌均匀，并放入烘干箱进行烘干，然后以5％的含水量向每份干砂中掺入少量无气水，使砂土具有一定的凝聚力，随后将每份土样装入成型筒，均匀的将表面拂平，用振捣法使土样达到预计高度；每击实一层土，都要先将其接触面刮毛，使两层土料间接触良好，以免形成结构面。
土样制备完成后，置入饱和器内进行抽真空饱和。将事先将橡皮膜外翻在承膜筒，并将橡皮膜顺直的紧贴于承模筒内壁，待土样砸好后，整平表面，将土样移至承模筒内，上下表面依次加上滤纸和透水石，移至压力室扎紧橡皮膜成样。
2、物理力学试验
1)试样密度
采用饱和法对试样进行饱和，通过环刀的固定内径和高度，可以得到试样的体积，通过将饱和试样与环刀的总重减去环刀的重量可以得到试样的质量，依据密度公式可以得到试样的密度，按照上述方法进行多次测量求平均值，以提高密度测量的精度。将试验结果记录到密度试验记录表中。
2)三轴固结排水剪切试验
本文试验结合《土工试验规程SL237-1999》的相关规定，利用三轴剪切试验仪器，进行固结排水剪试验，主要工作如下：
(1)试验中，固结围压分别为100kPa、240kPa、400kPa；
(2)采用反压饱和法对试样进行饱和，随后对之施加等向固结应力，直至固结排水量基本达到稳定；
(3)保持周围压力不变，试验中使用应变控制，缓慢加载直至试样发生破坏。
通过三轴固结排水剪切试验可以得到配比材料的粘聚力和摩擦角。将试验结果记录到粘聚力和摩擦角试验记录表中。
3)无围压单轴压缩试验
本文试验结合《土工试验规程SL237-1999》的相关规定，利用三轴剪切试验仪器，进行固结排水剪试验，主要工作如下：
(1)试验中，将三轴仪围岩设置成0；
(2)采用反压饱和对试样进行饱和，随后对之缓慢轴向加载直至试样发生破坏。通过单轴压缩试验可以得到配比材料的弹性模量。将试验结果记录到弹性模量试验记录表中。
4)固结试验
(1)在压密容器中放置好透水石和滤纸，将带有环刀的试样和环刀一起刃口向下小心放入护环，再在饱和试样上放置滤纸和透水石，最后放上传压活塞，安装加压装置和百分表；
(2)调零：施加预压力使试样与仪器上下各部件之间接触，将百分表或传感器调整到零位或测读初读数，通常将百分表测距调到大于8mm；
(3)加载：确定需要施加的各级压力，压力等级宜为12.5、25、50、100、 200、400、800、1600、3200kPa。第一级压力的大小应视土的软硬程度而定，宜用12.5kPa、25kPa或50kPa。最后一级压力应大于土的自重压力与附加压力之和。只需测定压缩系数时，最大压力不小于400kPa；
(4)沉降记录：施加每级压力后24h测定试样高度变化作为稳定标准，每间隔1小时变形小于0.01mm时，作为稳定读数；测定沉降速率时，施加每一级压力后宜按下列时间顺序测记试样的高度变化。时间为6s、15s、lmin、 2minl5s、4min、6minl5s、9min、12minl5s、16min、20minl5s、25min、30minl5s、 36min、42minl5s、49min、64min、l00min、200min、400min、23h、24h，至稳定为止；
(5)加第二级荷载：记下稳定读数后，施加第二级荷载。依此逐级加荷，至试验结束；
(6)试验结束：最后一级荷载稳定后，先卸除百分表，然后卸除砝码，升起加压框，拆除仪器各部件，取出试样，测定含水率。
初始孔隙比
各级压力下最终孔隙比
试样体积为V，质量为m，初始高为h0，含水量为ω，比重为GS，
压缩系数：
压缩模量：
e1、e2分别取pi为100kPa、200kPa时对应的孔隙比
通过固结试验可以得到配比材料的压缩模量。将试验结果记录到压缩模量试验记录表中。
5)渗透试验
在40目石英砂粉与150目石英砂粉配比材料中，质量配比大于1:5时，采用常水头渗透试验，反之采用变水头渗透试验。在40目石英砂粉与300目石英砂粉配比材料中，质量配比大于1:2时，采用常水头渗透试验，反之采用变水头渗透试验。在40目石英砂、150目石英砂粉和300目石英砂粉配比材料中， 150目石英砂粉和300目石英砂粉质量配比大于1:2时，采用常水头渗透试验，反之采用变水头渗透试验。
常水头渗透试验试验过程如下：
(1)首先组装好仪器，量测滤网至筒顶的高度，将调节管和供水管相连，从渗水孔向圆筒充水至高出滤网顶面。
(2)取具有代表性的风干土样3～4g，测定其风干含水率。将风干土样分层装入圆筒内，每层2～3cm，根据要求的孔隙比控制试样厚度。当试样中含粘粒时，应在滤网上铺2cm厚的粗砂作为过滤层，防止细粒流失。每层试样装完后从渗水孔向圆筒充水至试样顶面，最后一层试样应高出测压管3～4cm，并在试样顶面铺2cm砾石作为缓冲层。当水面高出试样顶面时，应继续充水至溢水孔有水溢出。
(3)量试样顶面至筒顶高度，计算试样高度，称剩余土样的质量，计算试样质量。
(4)检查测压管水位，当测压管与溢水孔水位不平时，用吸球调整测压管水位，直至两者水位齐平。
变水头渗透试验过程如下：
(1)将装有试样的环刀装入渗透容器，用螺母旋紧要求密封至不漏水不漏气。对不易透水的试样进行抽气饱和；对饱和试样和较易透水的试样直接用变水头装置的水头进行试样饱和；
(2)将渗透容器的进水口与变水头管连接，利用供水瓶中的纯水向进水管注满水，并渗入渗透容器，开排气阀，排除渗透容器底部的空气，直至溢出水中无气泡，关排水阀，放平渗透容器，关进水管夹；
(3)向变水头管注纯水。使水升至预定高度水头高度，根据试样结构的疏松程度确定，一般不应大于2m，待水位稳定后切断水源，开进水管夹，使水通过试样，当出水口有水溢出时开始测记变水头管中起始水头高度和起始时间，按预定时间间隔测记水头和时间的变化，并测记出水口的水温；
(4)将变水头管中的水位变换高度，待水位稳定再进行测记水头和时间变化，重复试验5～6次。当不同开始水头下测定的渗透系数在允许差值范围内时，结束试验。
通过常水头和变水头渗透试验可以得到配比材料的渗透系数。将试验结果记录到渗透系数试验记录表中。
3、基坑围护结构和支撑结构材料设计
围护结构和内支撑的相似材料按抗弯刚度和抗压刚度相似原则计算，通过与不同材料进行对比换算后发现有机玻璃模拟围护结构和内支撑较合理。
对于围护结构根据抗弯刚度相似等效原则，模型材料与原型材料必须满足下式：
式中：Em——模型弹性模量；
Ep——原形弹性模量；
δm——模型地连墙厚度；
δp——原型地连墙厚度；
μm——模型地连墙材料泊松比；
μp——原型地连墙材料泊松比。
由上述公式可推导得到有机玻璃板的厚度为：
查相关规范得钢筋混凝土的弹性模量Ep＝35GPa，泊松比μp＝0.167，有机玻璃的弹性模量Es＝3.1GPa，泊松比μm＝0.25，实际地下连续墙厚度为δp＝1000mm，n＝50。根据该公式计算得，模型有机玻璃板厚度为11mm。
为满足几何相似，混凝土支撑采用方形有机玻璃棒模拟，钢支撑采用圆形有机玻璃管模拟，根据材料的抗压强度相似原则，其支撑的模型材料与原型材料应分别满足以下公式：
混凝土支撑：
钢管支撑：
式中：Es，Ds，δs，分别为混凝土支撑或钢支撑的弹性模量、直径和厚度； A为混凝土支撑截面积；EAl，DAl，δAl，为模型试验中有机玻璃棒的弹性模量、直径(边长)和壁厚；混凝土支撑截面尺寸0.8×0.8m，强度等级C30；弹性模量为Es＝30GPa；钢支撑为Φ609钢支撑，壁厚16mm，弹性模量为210GPa。
经计算，混凝土支撑采用边长10mm的有机玻璃棒模拟；钢支撑采用直径 8mm，壁厚2mm的有机玻璃管模拟。
4、地连墙弯矩变化监测
基坑开挖过程中监测地连墙所受弯矩，绘制地连墙弯矩时程变化曲线，还要记录基坑每开挖一层时各弯矩测点的变化情况，绘制弯矩随开挖深度变化曲线。地下连续墙弯矩的监测可通过在墙体表面粘贴应变片法间接得到，
由应变定义有：
式中：y为应变表面距中性轴的距离，本试验中为地连墙厚度的一半；
ρ为中性轴的曲率半径。
由弯曲的静力关系的：
式中：E为墙的弹性模量；
I为墙横截面对中性轴的惯性矩。
将式(3-2)代入式(3-1)得：
试验中地连墙两侧每隔100mm黏贴应变片。试验中的地连墙是受弯构件，受弯矩M时，根据公式(3-3)，理论上A和B点的应变绝对值相等，一点受拉应变则另一点受压应变，所以弯矩地连墙受到弯矩与应变在理论上成线性关系。在本次试验中，设地连墙迎坑侧测点受拉，迎土侧测点受压时弯矩为正，反之为负。因此只要测得开挖过程中各测点的应变值就可以得到其弯矩值，再对沿地连墙纵向测得的弯矩值进行拟合可以得到地连墙的弯矩分布。
因此，只要测得地连墙迎坑侧或迎土侧的应变就可以计算弯矩。为使得数据尽量准确，在地连墙两侧都粘贴电阻应变片，测得数据取平均值进行计算。
5、被测点墙体水平位移分布
地下连续墙的水平位移也是通过在地墙的表面贴应变片法得到。应变片布置位置与上小节一致。根据试验结果测得的地墙应变片读数，换算出每步开挖墙体的曲率分布，进而计算出每次开挖后加支撑地下连续墙的变形。具体公式推导过程如下：
公式适用于小变形曲线。假定光滑曲线是有多段圆弧连接而成，曲线连续，o点是固定点，在一定小角度各段圆弧内每个点曲率相等。
(1)对于第一个测点，
dx1＝dxr＝-ρ1(1-cosθ1)
(2)对于第i个测点，极坐标系相对于直角坐标系旋转角度为 时，
根据上式可求得各测点墙体水平位移分布。
6、设计模拟降水
1)降水管的设计和埋设
降水井管与观测井管均采用外径为20mm的PVC线管制成，经试验该型管材无论是抗压强度还是柔初性方面均符合标准的，可承受本试验上覆土压力，可有效避免开裂影响试验的正常进行。试验中为保证模型土体中的水分能在各管中自由流动，在PVC管上制作过滤段，通过外侧水位变化及降水试验可发现过滤段透水效果良好，达到了预期目的。
井的过滤段材料准备制作与埋设可分成3部分：裁管打孔、加装滤网缠丝、筛滤料填充。采用2mm钻头开孔。为防止泥沙堵塞滤孔，用砂纸将管材表面打磨干净后缠上两层医用纱布，之后用铁丝将其固定。过滤管外填砂滤料颗粒采用中粗砂，施工中滤料的厚度主要考虑围填的方便。
2)模拟抽水和模拟回灌的设计
整个模拟抽水分为抽水泵、抽水管、抽水量控制阀门和抽水过滤网组成。抽水泵采用直流12v增压自吸电动抽水泵，该泵最大流量为4-5L/分钟，外型尺寸为160*100*60mm，最大吸程2米，扬程可达20-40米，可满足试验对抽水量和抽水高度的要求。抽水管采用直径20mm、15mm、8mm和3mm抽水管，抽水部分：直径15mm抽水管一头与水泵抽水端口连接，另一头通过变径管与直径8mm抽水管相连，直径8mm抽水管的另一头连接带阀门六口分流器，分流器的阀门可较精确的控制降水量的大小以满足试验降水要求，将分别与分流器六口相连的直径3mm抽水管自由端采用纱布包裹后插入PVC管进行抽水；排水部分：直径20mm抽水管一头与抽水泵排水端口连接，另一头通过变径管与直径8mm抽水管相连，直径8mm抽水管的自由端直接插入模型箱的补水箱中，将降水井中抽出的水回补到补水箱中，加大对试验用水的利用和节约。模拟回灌就是将模拟抽水进行倒置，即可对回灌井进行回灌补水。降水系统安装完成后，运用多次测量取平均值的方法测量单泵每分钟抽水量。
7、对基坑试验进行数据检测
1)微型土压力传感器
本试验采用BWM型微型土压力传感器，它是利用单晶硅材料的压阻效应原理采用三维集成电路工艺技术制作而成，具有体积小、高精度、高灵敏度等特点，
该微型土压力盒量程50Ka，直径28mm，厚度5mm，满量程输60με，准确度误差≤0.3F·S，接桥方式全桥，超载能力120％，桥路电阻350Ω，防水性能为可以在饱和水介质中工作，可以进行静动态测量
土压力盒的光洁面是受力面，另一面是支撑面，埋入土壤中，支撑面的着力点要牢固，试验过程中土压力盒的位置方向不能产生偏移，与受力面接触的土或者沙颗粒一定要小，直径小于土压力盒直径的1/20.
土压力的计算公式
P＝K(Fi-F0)+B
式中：P—被测土压力值(MPa)；
K—仪器标定系数(MPa/με)；
ΔF—土压力计基准值相对于实时测量值的变化量，单位为με；
B—土压力计的计算修正值(MPa)。
由上式可知压力计的标定系数K将直接影响到所测土压力的精准度，在仪器出厂时，一般会运用气压法进行标定，但是由于传感器内部结构材料具有不同的介质兼容性，由气压法标定的K值并不能直接用于岩土介质。因而在试验前要对传感器进行重新标定，得出与介质相符的标定系数，确保在试验中得到精准的土压力值。
2)微型孔隙水压力传感器
孔隙水压力监测在基坑工程开挖导致地表沉降方面起着十分重要的作用，其原因在于土体受荷后首先产生的是孔隙水压力的变化或迁移，随后才是颗粒的固结变形，孔隙水压力变化是土体运动的前兆。通过监测孔隙水压力在施工过程中的变化情况，及时为控制开挖速度提供依据，同时结合土压力监测，可以进行土体有效应力分析，作为土体稳定计算的依据。孔隙水压力传感器原理与土压力传感器原理一致，只是在结构上多了一块透水石用于将水压传递给内部感应元件，内部电路方式完全一样。
目前传统微型孔隙水压力传感器如图所示，由于气管材料较硬，在埋置土中时，易碰到气管而引起监测面发生侧移进而孔隙水压监测不准确，同时导气管与孔隙水压力传感器连接处没有进行特殊防水加固处理，试验结束对孔隙水压力传感器回收时，极易造成传感器的破坏，无法进行多次利用，鉴于以上问题，经过与传感器厂家沟通后，对传感器进行了改进如图所示，在传感器与导气管之间加装了L型金属管这样既使传感器能够稳定的埋置于土中不发生侧移，同时也提到了传感器的防水和耐用性。
3)地层变形监测仪器
试验中对于基坑周围地表变形采用位移传感器，以便用电脑高速监测基坑周围地面变形量。
对于基坑周围地层内部变形采用电磁式沉降仪。电磁式沉降仪在土工建筑物和地基工程中的应用极其广泛，结构简单，操作方便，适用用于观测各种结构物地基内部的分层垂直变形。
该仪器测量仪器部分为测头部分：不锈钢制成，内部安装了磁性传感器，当触点接触到磁环的磁力时，便会接通接收系统，发出报警声。当触点离开测力范围时，就会自动关闭接收系统。电缆计数传感器部分：由光电计数传感器组成，精度高，传输效果好。接收系统部分：由深度显示器和报警器组成。绕线盘部分：由绕线圆盘和支架组成，结构牢固、方便耐用。
其中固定配件部分为沉降管(另购)：由PVC工程塑料制成，主管内径Φ45mm，外径Φ53，连接管内径Φ53mm，外径Φ63mm，连接管套于两节主管接头处，起着连接固定作用；磁环(另购)：埋设时，按要求固定磁环所需深度，并用纸绳绑定在沉降管上。小心放入孔内，当磁环和沉降管完全放入孔内后，回填沙土，并在孔内撒入少量清水。当纸绳受潮断开后，磁环的钢爪会和周围的泥土爪牢，并随之一起发生沉降；底盖(另购)：由注塑制成，安装在水位管的低端和顶端，能有效的防止泥沙进入，从而影响测量。
测量时，让绕线盘自由转动后，按下电源按钮，把测头放入沉降管内，手拿电缆，让测头缓慢的向下移动，当测头接触接触到磁环时接收系统会发出报警。此时读出深度显示器深度尺寸，这样一点一点的测量到孔低，称为进程测读，用字母Ji表示，当在该导管内收回测量电缆时也能通过土层中的磁环，接收系统的报警器会报警，此时也须读出测量电缆在管口处的深度尺寸，如此测量到孔口，称为回程测读，用字母Hi表示。该孔各磁环在土层中的实际深度用字母Si表示。
其计算公式为：Si＝(Ji+Hi)/2
式中：i---为一孔中测读的点数，即土层中磁环个数。
Si---i测点距管口的实际深度。(mm)
Ji---i测点在进程测读时距管口的深度(mm)
Hi---i测点在回程测读时距管口的深度(mm)
4)水位计
试验所用水位观测计为钢尺水位计，水位探头外径为15mm，测量精度为 0.1mm，测量量程为10m，可达到水位监测精度且测量方便。如图所示。
测量时，让绕线盘自由转动后，按下电源按钮，把测头放入水位管内，手拿钢尺电缆，让测头缓慢的向下移动，当测头的接触点接触到水面时接收系统的音响器会发出连续不断的蜂鸣声。此时读出钢尺电缆在管口处的深度尺寸，即为地下水位离管口的距离。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (4)
1.一种室内基坑降水试验方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、选取至少一种地层材料，所述地层材料选取相互固耦合的相似材料或不同粒径的相同材料；
S2、对地层材料进行物理力学试验探究，所述物理力学试验探究的参数包括地层材料的密度、摩擦角、弹性模量、压缩模量和渗透系数；
S3、设计模拟基坑试验箱，所述设计模拟基坑针对真实基坑进行等效变换，所述真实基坑包括方形基坑和狭长型基坑，所述模拟基坑为多层地层结构，每层铺设一种地层材料；
S4、设计模拟降水，所述设计模拟降水包括设计模拟抽水和设计模拟回灌；
S5、对基坑试验进行数据检测，所述数据检测反映基坑试验中的基坑挡墙的影响变化；
所述S3还包括基坑围护结构和支撑结构平面设计、基坑围护结构和支撑结构材料设计的步骤，所述基坑围护结构和支撑结构平面设计依据公式A计算得到，所述公式A为：
所述基坑围护结构和支撑结构材料设计依据公式B得到，所述公式B为：
2.根据权利要求1所述一种室内基坑降水试验方法，其特征在于，所述相同材料包括石英砂粉。
3.根据权利要求1所述一种室内基坑降水试验方法，其特征在于，所述物理力学试验包括地层材料的密度试验、三轴固结排水剪切试验、无围压单轴压缩试验及渗透试验。
4.根据权利要求1所述一种室内基坑降水试验方法，其特征在于，所述步骤S5中选取微型土压力传感器测量土压力值、选取微型孔隙水压力传感器测量孔隙水压力值、选取地层变形监测仪测量基坑内部分层的垂直变形、选取水位计测量水位。
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