CN112033993B - 定量动态模拟地下水补给的管幕冻结相似模拟试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开定量动态模拟地下水补给的管幕冻结相似模拟试验装置，包括模拟试验土箱、补水装置和出水装置，模拟试验土箱包括两个相对的侧面钢板、两个相对的组合面板和底座，补水装置通过导轨槽钢安装在所述模拟试验土箱的侧面钢板上，出水装置固定在模拟试验土箱的底座上。本发明模拟试验装置可以模拟冻结试验过程中的地下水补给过程，且通过上下进水口测量的水分数据测定冻结过程中的水分迁移量，进而计算得出冻胀量。与此同时，该土箱设计为多面可拆卸结构，可以方便的拆卸，以便于更换土体和冻结管位置。土箱中部安装一个亚克力板，亚克力板上开孔，开孔位置与实际施工中冻结孔位经过相似缩比换算后的位置相同，适用于多种相似模拟试验工况。

Description

定量动态模拟地下水补给的管幕冻结相似模拟试验装置

技术领域

本发明涉及实验模拟技术领域。具体地说是定量动态模拟地下水补给的管幕冻结相似模拟试验装置。

背景技术

管幕冻结法是利用顶管设备将钢管管节顶入土体中,各单管间的空隙采用冻结的方法进行封闭止水,在管幕及冻结圈组成的支护体系下进行土体开挖的一种施工方法,是针对曲线管幕在管幕法的基础上而提出的。该工法体系中,管幕和冻土作为结构联合体承受主要荷载,冻结壁在承载的同时起到封水作用,防止开挖过程中出现渗水导致失稳。

目前，针对冻结管幕的相似模拟试验研究较少，多数研究针对于无管幕的冻结试验，对管幕冻结试验过程中的水分迁移、冻胀力、冻胀位移变化规律研究较少。随着管幕冻结技术的大量应用，管幕冻结相似模拟试验方法作为一种重要的研究手段，适用于复杂管幕冻结工程的预研究，保障重大工程的施工安全。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种模拟地下补水且能精确测定冻结水分迁移量的管幕冻结相似模拟试验装置。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

定量动态模拟地下水补给的管幕冻结相似模拟试验装置，包括模拟试验土箱、补水装置和出水装置，所述模拟试验土箱包括两个相对的侧面钢板、两个相对的组合面板和底座，所述补水装置通过导轨槽钢安装在所述模拟试验土箱的侧面钢板上，所述出水装置固定在所述模拟试验土箱的底座上。

上述定量动态模拟地下水补给的管幕冻结相似模拟试验装置，在所述侧面钢板内侧且距离所述侧面钢板为50mm处设有304不锈钢的滤网，所述滤网的底部安装在固定于所述底座上的滤网挡水钢板上，所述滤网挡水钢板的截面呈L型，所述滤网挡水钢板的L型的短边固定在所述底座上，所述滤网挡水钢板的L型的长边与所述滤网的底部固定连接；所述滤网的两侧安装在固定于所述组合面板上的滤网固定角钢上；在所述侧面钢板外侧壁上固定安装有所述导轨槽钢，所述导轨槽钢上设有带刻度的导轨，以便调节地下水位高度，适用多个相似模拟工况。

上述定量动态模拟地下水补给的管幕冻结相似模拟试验装置，所述组合面板包括亚克力板、两块纵向钢板、两块横向钢板和加强槽钢，两块所述横向钢板位于所述亚克力板上下两侧，并与所述亚克力板螺栓连接，所述纵向钢板位于所述亚克力板的左右两侧，并与所述亚克力板和所述横向钢板螺栓连接；所述加强槽钢位于所述亚克力板上部中心位置，并与位于所述亚克力板上端的所述横向钢板固定连接，所述亚克力板、所述纵向钢板、横向钢板和加强槽钢之间设有低温密封橡胶垫，避免出水。

上述定量动态模拟地下水补给的管幕冻结相似模拟试验装置，所述加强槽钢的两个槽壁之间设有加劲肋，防止上覆压力过大造成亚克力板压碎。

上述定量动态模拟地下水补给的管幕冻结相似模拟试验装置，在所述亚克力板上，根据实际工程中的冻结孔和管幕布置图确定冻结孔和管幕孔的开孔位置和开孔直径。

上述定量动态模拟地下水补给的管幕冻结相似模拟试验装置，所述底座包括镂空钢板、倾斜钢板和支撑槽钢，所述镂空钢板上设透水孔；所述倾斜钢板位于所述镂空钢板下方；所述镂空钢板分别与所述侧面钢板、所述纵向钢板和所述横向钢板的下底端固定连接；所述支撑槽钢与所述镂空钢板的下端面固定连接、且所述支撑槽钢正上方为所述侧面钢板；所述倾斜钢板的一端抵顶在一侧的所述支撑槽钢的上槽面处，所述倾斜钢板的另一端抵顶在另一侧所述支撑槽钢槽底的轴线下方位置处，在另一侧所述支撑槽钢槽底与倾斜钢板相同高度处设有出水孔。

上述定量动态模拟地下水补给的管幕冻结相似模拟试验装置，所述出水装置包括底座出水短节、底座出水法兰和出水管，所述底座出水短节的一端与所述出水孔流体导通并固定连接，所述底座出水短节的另一端与所述底座出水法兰固定连接，所述底座出水法兰与所述出水管连接并流体导通。

上述定量动态模拟地下水补给的管幕冻结相似模拟试验装置，所述补水装置包括带有刻度的补水箱、第一补水管、上补水分管、下补水分管和第二补水管；所述补水箱的耳板与所述导轨槽钢的所述导轨螺纹连接，可以调整所述补水箱在所述导轨槽钢的高度；所述补水箱的底部设有出水孔，所述出水孔与所述第一补水管的进水端螺纹连接且流体导通，所述第一补水管的出水段通过补水三通的第一个出水口与所述上补水分管进水端流体导通，所述上补水分管的出水段与所述侧面钢板上部流体导通；所述补水三通的第二个出水口与所述第二补水管的进水口螺纹连接且流体导通，所述第二补水管的出水口通过弯头与所述下补水分管的进口端流体导通，所述补水分管的出口端与所述侧面钢板下部流体导通；所述第一补水管为塑料软管。

上述定量动态模拟地下水补给的管幕冻结相似模拟试验装置，在两块所述组合面板之间设有拉结装置，所述拉结装置包括拉结钢管和拉结钢板，两个所述拉结钢板一端分别与所述拉结钢管的两端固定连接，所述拉结钢板的另一端与所述组合面板外侧壁螺栓固定连接。

上述定量动态模拟地下水补给的管幕冻结相似模拟试验装置，在模拟试验土箱内放置有土压力盒传感器和/或应变片传感装置；在所述模拟试验土箱上部设置加载板，所述加载板包括作动器连接板、加载板底板、横向加载板加劲肋和纵向加载板加劲肋；所述加载板底板盖在所述模拟试验土箱上，所述加载板底板上表面安装有所述横向加载板加劲肋和所述纵向加载板加劲肋，所述横向加载板加劲肋和所述纵向加载板加劲肋相互交叉且垂直设置，在所述加载板底板的中心位置、且所述横向加载板加劲肋和所述纵向加载板加劲肋交叉的上表面固定有所述作动器连接板。

本发明的技术方案取得了如下有益的技术效果：

本发明针对管幕冻结相似模拟试验的特性，提出了一种可以模拟地下水补给且可以精确测定冻结过程中水分迁移量的管幕冻结相似模拟试验土箱。该土箱可以模拟冻结试验过程中的地下水补给过程，且通过上下进水口测量的水分数据测定冻结过程中的水分迁移量，进而计算得出冻胀量。与此同时，该土箱设计为多面可拆卸结构，可以方便的拆卸，以便于更换土体和冻结管位置。土箱中部安装一个亚克力板，亚克力板上开孔，开孔位置与实际施工中冻结孔位经过相似缩比换算后的位置相同，适用于多种相似模拟试验工况。

本申请的实验模拟装置针对管幕冻结相似模拟试验设计，设计过程中充分考虑地下水补给，目前多数冻结相似模拟试验未考虑补水(封闭系统试验)，实际冻结工程中，地下水位会对冻结过程提供水分补给，因此，应该对相似模拟试验进行补水才能更精确的模拟实际工程，即进行开放系统试验。

附图说明

图1本发明定量动态模拟地下水补给的管幕冻结相似模拟试验装置的结构示意图；

图2本发明定量动态模拟地下水补给的管幕冻结相似模拟试验装置的俯视结构示意图；

图3本发明定量动态模拟地下水补给的管幕冻结相似模拟试验装置的侧视结构示意图；

图4图1圆圈处局部放大图；

图5图2圆圈处局部放大图；

图6本发明定量动态模拟地下水补给的管幕冻结相似模拟试验装置的底座的俯视结构示意图；

图7图6圆圈处局部放大图；

图8本发明定量动态模拟地下水补给的管幕冻结相似模拟试验装置的加载板的结构示意图；

图9本发明定量动态模拟地下水补给的管幕冻结相似模拟试验装置的加载板的俯视结构示意图；

图10本发明定量动态模拟地下水补给的管幕冻结相似模拟试验装置的加载板的沿图8A-A处的剖视结构示意图；

图11本发明定量动态模拟地下水补给的管幕冻结相似模拟试验装置的滤网挡水钢板的结构示意图；

图12本发明定量动态模拟地下水补给的管幕冻结相似模拟试验装置的滤网挡水钢板的侧视结构示意图；

图13一种冻结管和管幕的布置方式。

图中附图标记表示为：100-模拟试验土箱；

101-侧面钢板；101-1-滤网；101-2-滤网挡水钢板；101-3-滤网固定角钢；

102-底座；102-1-镂空钢板；102-2-倾斜钢板；102-3-支撑槽钢；

103-组合面板；103-1-亚克力板；103-2-纵向钢板；103-3-横向钢板；103-4-加强槽钢；103-5-加劲肋；103-6-冻结孔；103-7-管幕孔。

200-补水装置；200-1-补水箱；200-2-第一补水管；200-3-上补水分管；200-4-下补水分管；200-5-第二补水管；200-6-补水三通；200-7-耳板；

300-出水装置；300-1-底座出水短节；300-2-底座出水法兰；300-3-出水管；

400-导轨槽钢；400-1-导轨；

500-1-拉结钢管；500-2-拉结钢板；

600-加载板；600-1-作动器连接板；600-2-加载板底板；600-3-横向加载板加劲肋；600-4-纵向加载板加劲肋。

具体实施方式

本实施例的定量动态模拟地下水补给的管幕冻结相似模拟试验装置，如图1-图3所示，包括模拟试验土箱100、补水装置200和出水装置300，所述模拟试验土箱100包括两个相对的侧面钢板101、两个相对的组合面板103和底座102，所述补水装置200通过导轨槽钢400安装在所述模拟试验土箱100的侧面钢板101上，所述出水装置300固定在所述模拟试验土箱100的底座102上。

土箱尺寸为长*宽*高为：2.8m*0.75m*1.5m，可以满足大多数1:30-1:20管幕冻结相似模拟试验；

如图1和图5所示，在所述侧面钢板101内侧且距离所述侧面钢板101为50mm处设有304不锈钢材质的滤网101-1，所述滤网101-1的底部安装在固定于所述底座102上的滤网挡水钢板101-2(图11和图12)上，所述滤网挡水钢板101-2的截面呈L型，所述滤网挡水钢板101-2的L型的短边固定在所述底座102上，所述滤网挡水钢板101-2的L型的长边与所述滤网101-1的底部固定连接；所述滤网101-1的两侧安装在固定于所述组合面板103上的滤网固定角钢101-3上；在所述侧面钢板101外侧壁上固定安装有所述导轨槽钢400，所述导轨槽钢400上设有带刻度的导轨400-1，以便调节地下水位高度，适用多个相似模拟工况。在侧面钢板101和滤网101-1所围成的空间内填充有碎石，形成碎石层，即碎石层与内部土层用纱网101-1隔开，碎石层用于侧面补水。

如图1所示，所述组合面板103包括亚克力板103-1、两块纵向钢板103-2、两块横向钢板103-3和加强槽钢103-4，两块所述横向钢板103-3位于所述亚克力板103-1上下两侧，并与所述亚克力板103-1螺栓连接，所述纵向钢板103-2位于所述亚克力板103-1的左右两侧，并与所述亚克力板103-1和所述横向钢板103-3螺栓连接；所述加强槽钢103-4位于所述亚克力板103-1上部中心位置，并与位于所述亚克力板103-1上端的所述横向钢板103-3固定连接，所述亚克力板103-1、所述纵向钢板103-2、横向钢板103-3和加强槽钢103-4之间设有低温密封橡胶垫，避免出水。所述加强槽钢103-4的两个槽壁之间设有加劲肋103-5，防止上覆压力过大造成亚克力板103-1压碎。在亚克力板103-1上螺栓连接的加强槽钢103-4主要防止管幕和冻结管过于密集导致亚克力板103-1产生应力集中，造成上部压碎。

亚克力可以模拟管幕冻结在试验中的各种工况，在所述亚克力板103-1上，根据实际工程中的冻结孔和管幕布置图确定冻结孔103-6和管幕孔103-7的开孔位置和开孔直径。这种换算需要严格按照相似准则进行。图11为其中一种冻结管和管幕的布置方式。

由于亚克力板103-1和土箱钢骨架采用内六角螺栓连接，因此亚克力板103-1可以拆卸，拆卸后可以根据不同工况，更换亚力克板，继续进行试验。

如图6所示，所述底座102包括镂空钢板102-1、倾斜钢板102-2和支撑槽钢102-3，所述镂空钢板102-1上设透水孔；所述倾斜钢板102-2位于所述镂空钢板102-1下方；所述镂空钢板102-1分别与所述侧面钢板101、所述纵向钢板103-2和所述横向钢板103-3的下底端固定连接；所述支撑槽钢102-3与所述镂空钢板102-1的下端面固定连接、且所述支撑槽钢102-3正上方为所述侧面钢板101；所述倾斜钢板102-2的一端抵顶在一侧的所述支撑槽钢102-3的上槽面处，所述倾斜钢板102-2的另一端抵顶在另一侧所述支撑槽钢102-3槽底的轴线下方位置处，在另一侧所述支撑槽钢102-3槽底与倾斜钢板102-2相同高度处设有出水孔。

如图3和图7所示，所述出水装置300包括底座出水短节300-1、底座出水法兰300-2和出水管300-3，所述底座出水短节300-1的一端与所述出水孔流体导通并固定连接，所述底座出水短节300-1的另一端与所述底座出水法兰300-2固定连接，所述底座出水法兰300-2与所述出水管300-3连接并流体导通。

如图6所示，镂空钢板102-1设有透水孔，镂空钢板102-1下方为倾斜钢板102-2，在一侧的所述支撑槽钢102-3设有出水装置300，可以测量水流出的质量。

如图1所示，同时在所述侧面钢板101外侧壁上通过导轨槽钢400安装有所述所述补水装置200；所述补水装置200包括带有刻度的补水箱200-1、第一补水管200-2、上补水分管200-3、下补水分管200-4和第二补水管200-5；所述第一补水管200-2为塑料软管，以便调节与上部的补水箱200-1之间的高度

所述补水箱200-1的耳板200-7与所述导轨槽钢400的所述导轨400-1螺纹连接，可以调整所述补水箱200-1在所述导轨槽钢400的高度；补水箱内水头高度可以模拟地下水位，向内部土层补水，即地下水位高度采用模拟试验土箱中水位高度模拟，这种模拟试验方法更接近于实际工况。实验过程中，土体依据实际含水率加入土箱后，按照地下水位调节水箱高度，静置7天，待土箱内部水位稳定后再进行试验；

如图3所示，所述补水箱200-1的底部设有出水孔，所述出水孔与所述第一补水管200-2的进水端螺纹连接且流体导通，所述第一补水管200-2的出水段通过补水三通200-6的第一个出水口与所述上补水分管200-3进水端流体导通，所述上补水分管200-3的出水段与所述侧面钢板101上部流体导通；所述补水三通200-6的第二个出水口与所述第二补水管200-5的进水口螺纹连接且流体导通，所述第二补水管200-5的出水口通过弯头与所述下补水分管200-4的进口端流体导通，所述补水分管200-4的出口端与所述侧面钢板101下部流体导通。

补水装置200的补水箱200-1有刻度，可以测量水流入的质量，流入水量减去自出水装置300流出水量即为冻结试验过程中的补水量。

如图1和图2所示，为了保证模拟试验土箱100的稳定性，在两块所述组合面板103之间设有拉结装置，所述拉结装置包括拉结钢管500-1和拉结钢板500-2，两个所述拉结钢板500-2一端分别与所述拉结钢管500-1的两端固定连接，所述拉结钢板500-2的另一端与所述组合面板103外侧壁螺栓固定连接。

模拟试验土箱100上部可以放置加载板600，如图8-图10；将整个模拟试验土箱100放置于反力架上，可以采用施加上覆荷载的方法等效相似模拟试验中的土体密度；所述加载板600包括作动器连接板600-1、加载板底板600-2、横向加载板加劲肋600-3和纵向加载板加劲肋600-4；所述加载板底板600-2盖在所述模拟试验土箱100上，所述加载板底板600-2上表面安装有所述横向加载板加劲肋600-3和所述纵向加载板加劲肋600-4，所述横向加载板加劲肋600-3和所述纵向加载板加劲肋600-4相互交叉且垂直设置，在所述加载板底板600-2的中心位置、且所述横向加载板加劲肋600-3和所述纵向加载板加劲肋600-4交叉的上表面固定有所述作动器连接板600-1。

试验过程中，在模拟试验土箱100内放置有土压力盒传感器和/或应变片传感装置；对冻结过程中的冻胀压力、冻胀位移数据进行监测。

如果相似模拟试验中存在上覆结构，可以将亚克力板103-1上方的横向钢板103-3更换为亚克力板作为观察窗，可以通过观察窗观察并测量。

试验开始前，模拟试验土箱100内部涂抹一层黄油，使模拟试验土箱100内部尽可能光滑，减小土体与模拟试验土箱100内表面的摩擦，提高试验精度。

具体的试验过程；

1、可以根据实际工程中的冻结孔和管幕布置图，在所述亚克力板103-1上，确定冻结孔103-6和管幕孔103-7的开孔位置和开孔直径。

2、组装模拟试验土箱100：

先组装组合面板103：在亚克力板103-1的上下通过六角螺栓组装横向钢板103-3，在亚克力板103-1和横向钢板103-3的两侧通过六角螺栓组装纵向钢板103-2，同时在所述亚克力板103-1上部中心位置处通过六角螺栓组装加强槽钢103-4。

将组合面板103与侧面钢板101安装在底座102上，并通过螺栓相互固定连接。

在所述侧面钢板101内侧且距离所述侧面钢板101为50mm处安装滤网101-1，所述滤网101-1的底部安装在固定于所述底座102上的滤网挡水钢板101-2上，所述滤网挡水钢板101-2的截面呈L型，所述滤网挡水钢板101-2的L型的短边固定在所述底座102上，所述滤网挡水钢板101-2的L型的长边与所述滤网101-1的底部固定连接；所述滤网101-1的两侧安装在固定于所述组合面板103上的滤网固定角钢101-3上。在侧面钢板101和滤网101-1所围成的空间内填充有碎石，形成碎石层，即碎石层与内部土层用纱网101-1隔开。

3、安装补水装置200和出水装置300

在所述侧面钢板101外侧壁上固定安装有所述导轨槽钢400，所述导轨槽钢400上设有带刻度的导轨400-1。所述补水箱200-1的耳板200-7与所述导轨槽钢400的所述导轨400-1螺纹连接，可以调整所述补水箱200-1在所述导轨槽钢400的高度。补水箱200-1通过上补水分管200-3和下补水分管200-4、第一补水管200-2和第二补水管200-5与模拟试验土箱100流体导通。

出水装置300安装在底座102的支撑槽钢102-3槽底上，所述底座出水短节300-1的一端与支撑槽钢102-3槽底上的所述出水孔流体导通并固定连接，所述底座出水短节300-1的另一端与所述底座出水法兰300-2固定连接，所述底座出水法兰300-2与所述出水管300-3连接并流体导通。

4、试验前，模拟试验土箱100内部涂抹一层黄油，使模拟试验土箱100内部尽可能光滑，减小土体与模拟试验土箱100内表面的摩擦，提高试验精度。

在模拟试验土箱100加入土体，并通过亚克力板103-1上的冻结孔103-6和管幕孔103-7插入冻结管和管幕；并调整补水箱200-1在导轨槽钢400上高度，从而模拟地下水位高度。

实验过程中，土体依据实际含水率加入模拟试验土箱100后，按照地下水位调节补水箱200-1高度，静置7天，待模拟试验土箱100内部水位稳定后再进行试验。

5、冻结过程中，通过计算补水箱200-1中流入水量和从出水装置300中流出的水量，就可以得到冻结试验过程中的补水量。

6、模拟试验土箱100上部可以放置加载板600，将整个模拟试验土箱100放置于反力架上，可以采用施加上覆荷载的方法等效相似模拟试验中的土体密度。

7、在模拟试验土箱100内放置有土压力盒传感器和/或应变片传感装置；对冻结过程中的冻胀压力、冻胀位移数据进行监测。

8、如果相似模拟试验中存在上覆结构，可以将亚克力板103-1上方的横向钢板103-3更换为亚克力板作为观察窗，可以通过观察窗观察并测量上覆结构变形或抬升情况。

9、试验结束后，亚克力板103-1可以拆卸，拆卸后可以根据不同工况，更换亚力克板，继续进行试验。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。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。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本专利申请权利要求的保护范围之中。

Claims (8)

1.定量动态模拟地下水补给的管幕冻结相似模拟试验装置，其特征在于，包括模拟试验土箱(100)、补水装置(200)和出水装置(300)，所述模拟试验土箱(100)包括两个相对的侧面钢板(101)、两个相对的组合面板(103)和底座(102)，所述补水装置(200)通过导轨槽钢(400)安装在所述模拟试验土箱(100)的侧面钢板(101)上，所述出水装置(300)固定在所述模拟试验土箱(100)的底座(102)上；

在所述侧面钢板(101)内侧且距离所述侧面钢板(101)为50mm处设有304不锈钢的滤网(101-1)，所述滤网(101-1)的底部安装在固定于所述底座(102)上的滤网挡水钢板(101-2)上，所述滤网挡水钢板(101-2)的截面呈L型，所述滤网挡水钢板(101-2)的L型的短边固定在所述底座(102)上，所述滤网挡水钢板(101-2)的L型的长边与所述滤网(101-1)的底部固定连接；所述滤网(101-1)的两侧安装在固定于所述组合面板(103)上的滤网固定角钢(101-3)上；在所述侧面钢板(101)外侧壁上固定安装有所述导轨槽钢(400)，所述导轨槽钢(400)上设有带刻度的导轨(400-1)，以便调节地下水位高度，适用多个相似模拟工况；

所述补水装置(200)包括带有刻度的补水箱(200-1)、第一补水管(200-2)、上补水分管(200-3)、下补水分管(200-4)和第二补水管(200-5)；所述补水箱(200-1)的耳板(200-7)与所述导轨槽钢(400)的所述导轨(400-1)螺纹连接，可以调整所述补水箱(200-1)在所述导轨槽钢(400)的高度；所述补水箱(200-1)的底部设有出水孔，所述出水孔与所述第一补水管(200-2)的进水端螺纹连接且流体导通，所述第一补水管(200-2)的出水段通过补水三通(200-6)的第一个出水口与所述上补水分管(200-3)进水端流体导通，所述上补水分管(200-3)的出水段与所述侧面钢板(101)上部流体导通；所述补水三通(200-6)的第二个出水口与所述第二补水管(200-5)的进水口螺纹连接且流体导通，所述第二补水管(200-5)的出水口通过弯头与所述下补水分管(200-4)的进口端流体导通，所述补水分管(200-4)的出口端与所述侧面钢板(101)下部流体导通；所述第一补水管(200-2)为塑料软管。

2.根据权利要求1所述的定量动态模拟地下水补给的管幕冻结相似模拟试验装置，其特征在于，所述组合面板(103)包括亚克力板(103-1)、两块纵向钢板(103-2)、两块横向钢板(103-3)和加强槽钢(103-4)，两块所述横向钢板(103-3)位于所述亚克力板(103-1)上下两侧，并与所述亚克力板(103-1)螺栓连接，所述纵向钢板(103-2)位于所述亚克力板(103-1)的左右两侧，并与所述亚克力板(103-1)和所述横向钢板(103-3)螺栓连接；所述加强槽钢(103-4)位于所述亚克力板(103-1)上部中心位置，并与位于所述亚克力板(103-1)上端的所述横向钢板(103-3)固定连接，所述亚克力板(103-1)、所述纵向钢板(103-2)、横向钢板(103-3)和加强槽钢(103-4)之间设有低温密封橡胶垫，避免出水。

3.根据权利要求2所述的定量动态模拟地下水补给的管幕冻结相似模拟试验装置，其特征在于，所述加强槽钢(103-4)的两个槽壁之间设有加劲肋(103-5)，防止上覆压力过大造成亚克力板(103-1)压碎。

4.根据权利要求2所述的定量动态模拟地下水补给的管幕冻结相似模拟试验装置，其特征在于，在所述亚克力板(103-1)上，根据实际工程中的冻结孔和管幕布置图确定冻结孔(103-6)和管幕孔(103-7)的开孔位置和开孔直径。

5.根据权利要求2所述的定量动态模拟地下水补给的管幕冻结相似模拟试验装置，其特征在于，所述底座(102)包括镂空钢板(102-1)、倾斜钢板(102-2)和支撑槽钢(102-3)，所述镂空钢板(102-1)上设透水孔；所述倾斜钢板(102-2)位于所述镂空钢板(102-1)下方；所述镂空钢板(102-1)分别与所述侧面钢板(101)、所述纵向钢板(103-2)和所述横向钢板(103-3)的下底端固定连接；所述支撑槽钢(102-3)与所述镂空钢板(102-1)的下端面固定连接、且所述支撑槽钢(102-3)正上方为所述侧面钢板(101)；所述倾斜钢板(102-2)的一端抵顶在一侧的所述支撑槽钢(102-3)的上槽面处，所述倾斜钢板(102-2)的另一端抵顶在另一侧所述支撑槽钢(102-3)槽底的轴线下方位置处，在另一侧所述支撑槽钢(102-3)槽底与倾斜钢板(102-2)相同高度处设有出水孔。

6.根据权利要求5所述的定量动态模拟地下水补给的管幕冻结相似模拟试验装置，其特征在于，所述出水装置(300)包括底座出水短节(300-1)、底座出水法兰(300-2)和出水管(300-3)，所述底座出水短节(300-1)的一端与所述出水孔流体导通并固定连接，所述底座出水短节(300-1)的另一端与所述底座出水法兰(300-2)固定连接，所述底座出水法兰(300-2)与所述出水管(300-3)连接并流体导通。

7.根据权利要求1所述的定量动态模拟地下水补给的管幕冻结相似模拟试验装置，其特征在于，在两块所述组合面板(103)之间设有拉结装置，所述拉结装置包括拉结钢管(500-1)和拉结钢板(500-2)，两个所述拉结钢板(500-2)一端分别与所述拉结钢管(500-1)的两端固定连接，所述拉结钢板(500-2)的另一端与所述组合面板(103)外侧壁螺栓固定连接。

8.根据权利要求1所述的定量动态模拟地下水补给的管幕冻结相似模拟试验装置，其特征在于，在模拟试验土箱(100)内放置有土压力盒传感器和/或应变片传感装置；在所述模拟试验土箱(100)上部设置加载板(600)，所述加载板(600)包括作动器连接板(600-1)、加载板底板(600-2)、横向加载板加劲肋(600-3)和纵向加载板加劲肋(600-4)；所述加载板底板(600-2)盖在所述模拟试验土箱(100)上，所述加载板底板(600-2)上表面安装有所述横向加载板加劲肋(600-3)和所述纵向加载板加劲肋(600-4)，所述横向加载板加劲肋(600-3)和所述纵向加载板加劲肋(600-4)相互交叉且垂直设置，在所述加载板底板(600-2)的中心位置、且所述横向加载板加劲肋(600-3)和所述纵向加载板加劲肋(600-4)交叉的上表面固定有所述作动器连接板(600-1)。