CN115359713A - 一种地下水浮力模型系统 - Google Patents
一种地下水浮力模型系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115359713A CN115359713A CN202210625412.9A CN202210625412A CN115359713A CN 115359713 A CN115359713 A CN 115359713A CN 202210625412 A CN202210625412 A CN 202210625412A CN 115359713 A CN115359713 A CN 115359713A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- model box
- model
- box
- underground
- underground building
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 114
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims abstract description 36
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 22
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 13
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 claims description 12
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims description 9
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 7
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 7
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 7
- 239000003973 paint Substances 0.000 claims description 4
- 239000005341 toughened glass Substances 0.000 claims description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 3
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 abstract description 20
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 11
- 230000009471 action Effects 0.000 abstract description 10
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 abstract description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 description 18
- 230000008569 process Effects 0.000 description 15
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 4
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 238000007596 consolidation process Methods 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 241000282414 Homo sapiens Species 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 238000010951 particle size reduction Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 238000007788 roughening Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000036962 time dependent Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
- G09B25/00—Models for purposes not provided for in G09B23/00, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
- G09B25/04—Models for purposes not provided for in G09B23/00, e.g. full-sized devices for demonstration purposes of buildings
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
- G09B23/00—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
- G09B23/06—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for physics
- G09B23/08—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for physics for statics or dynamics
- G09B23/12—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for physics for statics or dynamics of liquids or gases
Abstract
本发明公开了一种地下水浮力模型系统，涉及建筑技术领域；本发明提供的地下水浮力模型系统，通过模型箱作为整体框架结构，在模型箱与地下建筑模型箱之间填充有黏土用于模拟地下的黏土结构，地下建筑模型箱模拟为如地下室等地下建筑结构，地下建筑模型箱受到的浮力通过传力杆传递到模型顶部的量力环，进而通过数值换算浮力值大小；通过布设在地下建筑模型箱底部的孔隙水压力计观测地下建筑模型箱底部的孔隙水压力变化情况。试验中为了测试地下结构模型各工况下是否已经上浮脱离地下室的表面。能够有效模拟地下建筑收到的浮力，有效分析作用于地下结构上浮力的大小、作用方式和影响因素；黏土层中孔隙水压力的传递机理和分布规律。
Description
技术领域
本发明涉及建筑技术领域，具体涉及一种地下水浮力模型系统。
背景技术
地下建筑建造在岩层或土层中的建筑，具有良好的防护性能，较好的热稳定性和密闭性（见地下建筑传热），以及综合的经济、社会和环境效益。它是现代城市高速发展的产物，起缓和城市矛盾，改善生活环境的作用，也为人类开拓了新的生活领域。
地下建筑在建造前需要充分考虑其受力问题，而作用在地下建（构）筑上的浮力源自于地下水，地下水的运动受土体性质的影响，尤其是黏性土的影响，受地下水影响而上浮损坏的工程时有发生，而研究中对于地下水、黏性土层及地下建（构）筑物三者间的作用机理并不是很明确。
如何提供一种模型系统，用于分析地下建筑的受力情况及土层中的地下水运动变化，分析作用于地下结构上浮力的大小、作用方式和影响因素，为老黏土地区地下建筑物的抗浮设计提供理论依据，是目前亟需要解决的问题。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种地下水浮力模型系统，解决背景技术中提出的至少一个技术问题。
（二）技术方案
本发明采用的技术方案是：一种地下水浮力模型系统，所述模型系统包括：
模型箱，所述模型箱具有容置空间；
地下建筑模型箱，所述地下建筑模型箱置于所述模型箱内，且所述模型箱与所述地下建筑模型箱之间填充有黏土；
所述模型箱上部设置有横梁，所述横梁上布置有降雨模拟系统，所述降雨模拟系统用于模拟降雨；
所述模型箱上部固定有量力环，所述量力环底部与所述地下建筑模型箱的内底部之间固定有传力杆，所述传力杆与地下建筑模型箱底部呈垂直设置；
且，所述地下建筑模型箱的底部设置有孔隙水压力计，所述地下建筑模型箱的上端部设置有位移计。
所述模型箱侧面设置有第一测压管和第二测压管，所述第一测压管用于获取地下建筑模型箱底部的测压管水头；且模型箱侧面还布置有多个可拆卸式止水螺杆橡胶塞；
所述模型箱底部一侧设置有排水阀；所述模型箱底部另一侧通过加压水泵与水箱连接；加压水泵施加的水头通过第二测压管观察获得。
优选的，所述模型箱上端设置有横梁，所述传力杆与所述横梁通过滚珠垂直设置，且所述传力杆的一端部贯穿所述横梁并与所述量力环固定连接。
优选的，所述模型系统还包括底座，所述模型箱固定在所述底座的上部。
优选的，所述模型箱为钢化玻璃装配而成，且模型箱内部用防水涂料涂抹。
优选的，所述模型箱与所述地下建筑模型箱之间还填充有砂层、透水布和碎石层，且所述黏土、砂层、透水布和碎石层沿着所述模型箱的高度方向从上到下依次分布。
优选的，所述模型箱的碎石层粒径从上到下逐渐增加。
优选的，所述底座的上部还设置有支架，所述支架用于对量力环限位。
优选的，所述地下建筑模型箱为有机玻璃制作的上端部面中间位置有开口的盒体结构。
优选的，所述地下建筑模型箱的底部和四周均打毛。
优选的，所述传力杆底部面积与所述地下建筑模型箱的底部面积接近。
（三）有益效果
本发明提供了一种地下水浮力模型系统及模拟方法，与现有技术相比，具有以下有益效果：
1、本发明实施例提供的地下水浮力模型系统，作用于地下室模型底板的浮力通过传力杆传递到模型顶部的高精度测力传感器，通过传感器应变数值换算浮力值大小。通过模型箱作为整体框架结构，在模型箱与地下建筑模型箱之间填充有黏土用于模拟地下的黏土结构，地下建筑模型箱模拟为如地下室等地下建筑结构，地下建筑模型箱受到的浮力通过传力杆传递到模型顶部的量力环，进而通过数值换算浮力值大小；通过布设在地下建筑模型箱底部的孔隙水压力计观测地下建筑模型箱底部的孔隙水压力变化情况。试验中为了测试地下结构模型各工况下是否已经上浮脱离地下室的表面，采用百分表来进行位移的测量。布置于模型箱外侧的第一测压管用以监测地下水位。进而，能够有效模拟地下建筑收到的浮力，有效分析作用于地下结构上浮力的大小、作用方式和影响因素；黏土层中孔隙水压力的传递机理和分布规律。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1为本发明实施例整体结构示意图；
图2为本发明实施例模型箱的侧视图；
图3为本发明实施例传力杆与横梁的连接示意图；
图4试验工况示意图；
图5地下建筑模型箱所受水浮力随时间的变化曲线；
图6基础所受水浮力随时间的变化曲线；
图7基底孔隙水压力随时间的变化；
其中，模型箱1、地下建筑模型箱2、底座3、支架4、喷头5、量力环6、位移计7、横梁8、传力杆9、孔隙水压力计10、滚珠11、第一测压管12、第二测压管13、止水螺杆橡胶塞14、排水阀15、压水泵16、水箱17。
具体实施方法
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明：
如说明书附图1-3所示，本发明提供一种地下水浮力模型系统，所述模型系统所述模型系统包括模型箱1和地下建筑模型箱2，所述模型箱1具有容置空间，所述地下建筑模型箱2置于所述模型箱1内，且所述模型箱1与所述地下建筑模型箱2之间填充有黏土；
所述模型箱1上部设置有横梁4，所述横梁上布置有降雨模拟系统5，所述降雨模拟系统用于模拟降雨，具体的在实施例过程中为了便于实施，可以采用淋喷头，并且能够控制模拟降雨量的大小。
所述模型箱1上部固定有量力环6，所述量力环6底部与所述地下建筑模型箱2的内底部之间固定有传力杆9，所述传力杆9与地下建筑模型箱2底部呈垂直设置；具体的实施过程中可以将传力杆9设置为长短可以调节的结构，具体可以将传力杆9设置为分段式，通过螺纹连接，进而通过螺纹旋转实现长度的调节，用以适应将模型箱2埋在黏土中的不同深度。
且，所述地下建筑模型箱2的底部设置有孔隙水压力计10，所述地下建筑模型箱2的上端部设置有位移计7。通过孔隙水压力计10用于获取地下建筑模型箱2底部的孔隙水压力，所述位移计7指针抵在地下建筑模型箱2上端，用于获取地下建筑模型箱2的上浮位移。
所述模型箱1侧面设置有第一测压管12和第二测压管13，所述第一测压管12用于获取地下建筑模型箱2底部的测压管水头；且模型箱1侧面还布置有多个可拆卸式止水螺杆橡胶塞14；具体实施过程中所述第一测压管12底部高程与所述地下建筑模型箱2底部高程保持一致，在实施例过程中，需要等待土体完全固结，该过程比较漫长，需要1~2个月，本发明在土体固结时可以将止水螺杆橡胶塞14拔出来，使模型箱1侧面可以排水，如此可以将土体固结的时间大幅度缩减。
所述模型箱1底部一侧设置有排水阀15；所述模型箱1底部另一侧通过加压水泵16与水箱17连接；加压水泵16施加的水头通过第二测压管13观察获得。加压水泵6的用处是模拟地下承压水的作用，用于模拟地下承压水浮力。
上述实施例中，通过模型箱1作为整体框架结构，在模型箱1与地下建筑模型箱2之间填充有黏土用于模拟地下的黏土结构，地下建筑模型箱2模拟为如地下室等地下建筑结构，地下建筑模型箱2受到的浮力通过传力杆9传递到模型顶部的量力环6，进而通过数值换算浮力值大小；通过布设在地下建筑模型箱22底部的孔隙水压力计10观测地下建筑模型箱2底部的孔隙水压力变化情况。试验中为了测试地下结构模型各工况下是否已经上浮脱离地下室的表面，采用百分表来进行位移的测量。布置于模型箱1外侧的第一测压管12用以监测地下水位。进而，能够有效模拟地下建筑收到的浮力，有效分析作用于地下结构上浮力的大小、作用方式和影响因素；黏土层中孔隙水压力的传递机理和分布规律。
进一步的，如图1和3所示，所述模型箱1上端设置有横梁8，所述传力杆9与所述横梁8通过滚珠11垂直设置，且所述传力杆9的一端部贯穿所述横梁8并与所述量力环6固定连接。在地下建筑模型箱2内底部中心安放传力杆9，通过横梁8的限位，以起固定作用，并消除受力后产生扭矩。具体实施过程中，上述位移计7采用磁性底座，横梁8采用钢铁材质，使得位移计7磁吸在横梁8上，传力杆9与横梁8的之间设置有滚珠11，滚珠11能够减少传力杆9与横梁8之间的摩擦力，使得量力环6测得的数据更加准确。
一实施例中，所述模型系统还包括底座3，所述模型箱1固定在所述底座3的上部。所述底座3的上部还设置有支架4，所述支架4用于对量力环6限位。
在具体实施过程中，所述模型箱1为钢化玻璃装配而成，且模型箱1内部用防水涂料涂抹。
在具体实施过程中，所述模型箱1与所述地下建筑模型箱2之间还填充有砂层、透水布和碎石层，且所述黏土、砂层、透水布和碎石层沿着所述模型箱1的高度方向从上到下依次分布。通过在黏土的底部依次设置砂层、透水布和碎石层，能够作为反滤层，防止上部黏土流失。
进一步的，所述模型箱1的碎石层粒径从上到下逐渐增加，具有反滤作用。
在具体实施过程中，所述地下建筑模型箱2为有机玻璃制作的上端部面中间位置有开口的盒体结构。有机玻璃与水、土的作用不同于混凝土与其作用，为了更真实地模拟结构的底板和水、土的结合及相互作用，减小模拟和现实之间的误差。仅在地下建筑模型箱2中间位置设置开口，便于传力杆9的设置，而在其他位置均有机玻璃，如此能够使位移计7测得的位移更加准确，防止模型箱2侧倾后无法读取上浮位移。
进一步的，所述地下建筑模型箱2的底部和四周均打毛，打毛的目的是模拟实际建筑物墙壁与土体的摩擦作用，使得结果更接近与实际工程。
在具体实施过程中，所述传力杆9底部面积与所述地下建筑模型箱2的底部面积接近，可最大程度防止地下建筑模型箱2侧倾。
下面结合一个具体的实施例，进行详细的说明：
针对模型箱1
本发明实施例采用2000mm（长）×1500mm（宽）×1400mm（高）的模型箱1盛装土样模拟地下室。模型箱1为钢化玻璃装配而成，内部用砂浆和防水涂料涂抹，防止水外渗。模型箱1底部布置20cm厚的透水碎石，侧壁靠近底部一侧设排水孔。
针对地下建筑模型箱2
地下建筑模型箱2材料的选取既要考虑到其自重利于试验，又要有足够的刚度，本发明实施例选用自身比较轻便的10mm厚有机玻璃制作，尺寸大小为800mm（长）×400mm（宽）×500mm（高）的盒体。并在盒体结构的上端面的中间位置设置开口，便于传力杆9的设置。因有机玻璃与水、土的作用不同于混凝土与其作用，为了更真实地模拟结构的底板和水、土的结合及相互作用，减小模拟和现实之间的误差，在结构模型的底部打毛。
地下建筑模型箱2内底部中心设置传力杆9，传力杆9底部面积与地下建筑模型箱2的底部面积接近，可最大程度防止地下建筑模型箱2侧倾，以起固定作用，并消除受力后产生扭矩。
所述模型箱1侧面设置有第一测压管12和第二测压管13，所述第一测压管12用于获取地下建筑模型箱2底部的测压管水头；且模型箱1侧面还布置有多个可拆卸式止水螺杆橡胶塞14；所述第一测压管12底部高程与所述地下建筑模型箱2底部高程保持一致，所述模型箱1底部一侧设置有排水阀15。进一步的，为提高本发明的功能多元化，所述模型箱1底部另一侧通过加压水泵16与水箱17连接；加压水泵16施加的水头通过第二测压管13观察获得，用于模拟地下承压水浮力。
针对降雨模拟系统，本方面实施例采用在模型箱1的上部设置喷头5，通过喷头5对模型箱1的内部进行洒水，模拟降雨，并能够控制喷头5水量的大小。
针对试验土样
针对模型箱1内部填充黏土，本发明实施例的试验所用的黏土土样取自合肥市滨湖会展中心深基坑，填筑前黏土要均匀捣碎，喷洒水至饱和，然后按原状土干密度指标控制填筑密实度，10cm为一层分层填筑，层间打毛。底部是20cm的反滤层（从下到上：粒径减小）。上部先填筑600mm厚的黏土层。填土过程中，在预定位置埋设孔隙水压力计10即孔隙水压力传感器。土样装填完毕后，安放好地下建筑模型箱2。往模型坑中灌适量水，使坑内水位刚好淹没土层，在静置过程中将止水螺杆橡胶塞拔出来，使模型箱1侧面可以排水，加速土体固结；静置完成后，根据预定的试验工况开始试验。
本发明实施例的具体试验工况如下：
1.试验工况
如图4所示，在模型坑正中央开挖出一个方坑，放置地下建筑模型箱2，开挖深度是300mm。然后用黏土回填箱四周的基槽，经过半个月的加载排水固结后开始试验，安装好各试验设备并加载约束。试验模拟的是地下室埋于黏土层中并受到很大约束反力而不发生上浮时的地下室的受力情况。
本发明上述试验数据分析
2.试验数据分析
为了解作用于地下建筑模型箱2上的浮力随时间动态变化过程，地下建筑模型箱2顶部通过加载的方式作用于模型箱1一个很大的约束反力，而使地下建筑模型箱2不发生上浮情况下，保持模型坑内表面以上10cm的水位不变放置一周时间，期间每隔半小时读取一次读数。
图5为水浮力随时间的变化情况。由图可知，实测水浮力值远小于由测压管水头换算的水浮力值。由于地下结构埋入黏土中，基础实测水浮力与模型箱侧壁摩阻力之和才能与测压管水头换算的水浮力值相平衡，因此实测水浮力比测压管换算水浮力值小。随着时间的延长，两者均在缓慢上升，后期便上下波动并趋于稳定，最终两者均未达到理论水浮力，说明当地下室埋入黏土较深时，实际浮力确实存在折减。随着时间的延长，测压管水浮力折减系数约为0.85，而由于侧壁摩阻力的存在，实测的地下水浮力只为理论水浮力的0.25倍左右。
图6为基础所受水浮力随时间的变化曲线，稳定水位作用下由地下室结构受力分析计算地下室侧壁摩阻力而得到摩阻系数。由摩阻系数曲线拟合方程y=-0.0005x 2+0.1284x，可以求得本试验黏土与地下建筑模型箱2壁的摩阻系数为8.24×10-4。摩阻力的存在有利于地下室的稳定。但当摩阻力突破最大值后，侧壁摩阻力将下降，地下室整体所受水压力将迅速增大，可能会发生整体上浮。
地下建筑模型箱2底部土体中孔隙水压力随时间的变化情况如图7所示。可见，随着时间的延长，基底土体中的孔隙水压力在升高，不过与理论值相比还是偏小，试验结束时实测孔隙水压力达到理论值的0.85左右。可推测这与黏土地下室中渗透损失有关。
综上所述，本试验工况可得出以下结论：
（1）当地下室埋入黏土较深且地下室受到较大约束反力而不发生上浮时，水浮力、孔隙水压力及测压水头均存在一定程度的折减，折减系数约为0.85~0.87。
（2）通过室内模型试验研究，计算得到合肥地区黏土与地下室侧壁的摩阻系数为8.24×10-4。由于地下室侧壁摩阻力的存在，将在短时间内有利于地下室的稳定，其作用的有效时间与地下水水位高度、地下室埋入黏土层厚度及时间都有关系。
（3）当地下室埋入黏土较深且地下室自重很大时，如果地下室四周地下水位较高，地下室底板所受压力水头较大，但由于地下室侧壁摩阻力较大从而使得地下室整体所受水浮力却不大时，此时地下室可能不会发生整体上浮，但地下室底板受水压力影响可能会产生局部破坏。
综上所述，本发明实施例提供的模型系统能够用于分析地下建筑的受力情况及土层中的地下水运动变化，分析作用于地下结构上浮力的大小、作用方式和影响因素，为老黏土地区地下建筑物的抗浮设计提供理论依据。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种地下水浮力模型系统，其特征在于，所述模型系统包括：
模型箱（1），所述模型箱（1）具有容置空间；
地下建筑模型箱（2），所述地下建筑模型箱（2）置于所述模型箱（1）内，且所述模型箱（1）与所述地下建筑模型箱（2）之间填充有黏土；
所述模型箱（1）上部设置有横梁（4），所述横梁上布置有降雨模拟系统（5），所述降雨模拟系统用于模拟降雨；
所述模型箱（1）上部固定有量力环（6），所述量力环（6）底部与所述地下建筑模型箱（2）的内底部之间固定有传力杆（9），所述传力杆（9）与地下建筑模型箱（2）底部呈垂直设置；
且，所述地下建筑模型箱（2）的底部设置有孔隙水压力计（10），所述地下建筑模型箱（2）的上端部设置有位移计（7）；
所述模型箱（1）侧面设置有第一测压管（12）和第二测压管（13），所述第一测压管（12）用于获取地下建筑模型箱（2）底部的测压管水头；且模型箱（1）侧面还布置有多个可拆卸式止水螺杆橡胶塞（14）；
所述模型箱（1）底部一侧设置有排水阀（15）；所述模型箱（1）底部另一侧通过加压水泵（16）与水箱（17）连接；加压水泵（16）施加的水头通过第二测压管（13）观察获得。
2.根据权利要求1所述地下水浮力模型系统，其特征在于：所述模型箱（1）上端设置有横梁（8），所述传力杆（9）与所述横梁（8）通过滚珠（11）垂直设置，且所述传力杆（9）的一端部贯穿所述横梁（8）并与所述量力环（6）固定连接。
3.根据权利要求1所述地下水浮力模型系统，其特征在于：所述模型系统还包括底座（3），所述模型箱（1）固定在所述底座（3）的上部。
4.根据权利要求1所述地下水浮力模型系统，其特征在于：所述模型箱（1）为钢化玻璃装配而成，且模型箱（1）内部用防水涂料涂抹。
5.根据权利要求1所述地下水浮力模型系统，其特征在于：所述模型箱（1）与所述地下建筑模型箱（2）之间还填充有砂层、透水布和碎石层，且所述黏土、砂层、透水布和碎石层沿着所述模型箱（1）的高度方向从上到下依次分布。
6.根据权利要求5所述地下水浮力模型系统，其特征在于：所述模型箱（1）的碎石层粒径从上到下逐渐增加。
7.根据权利要求3所述地下水浮力模型系统，其特征在于：所述底座（3）的上部还设置有支架（4），所述支架（4）用于对量力环（6）限位。
8.根据权利要求1所述地下水浮力模型系统，其特征在于：所述地下建筑模型箱（2）为有机玻璃制作的上端部面中间位置有开口的盒体结构。
9.根据权利要求1所述地下水浮力模型系统，其特征在于：所述地下建筑模型箱（2）的底部和四周均打毛。
10.根据权利要求1所述地下水浮力模型系统，其特征在于：所述传力杆（9）底部面积与所述地下建筑模型箱（2）的底部面积接近。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210625412.9A CN115359713A (zh) | 2022-06-02 | 2022-06-02 | 一种地下水浮力模型系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210625412.9A CN115359713A (zh) | 2022-06-02 | 2022-06-02 | 一种地下水浮力模型系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115359713A true CN115359713A (zh) | 2022-11-18 |
Family
ID=84030558
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210625412.9A Pending CN115359713A (zh) | 2022-06-02 | 2022-06-02 | 一种地下水浮力模型系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115359713A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116486672A (zh) * | 2023-04-26 | 2023-07-25 | 南京工业大学 | 一种地下结构静水浮力模型试验装置 |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07216915A (ja) * | 1994-02-04 | 1995-08-15 | Kajima Corp | 地下式貯槽の構築法およびそれに使用する着底用フロート |
| CN101806669A (zh) * | 2010-04-14 | 2010-08-18 | 同济大学 | 高精度地下结构静水浮力模型试验系统 |
| CN104179201A (zh) * | 2014-08-22 | 2014-12-03 | 中国建筑西南勘察设计研究院有限公司 | 排水泄压抗浮系统 |
| CN104330533A (zh) * | 2014-10-30 | 2015-02-04 | 中国矿业大学 | 模拟降雨及地下水渗流下隧道围岩塌方的试验装置及方法 |
| CN106706416A (zh) * | 2017-02-20 | 2017-05-24 | 河海大学 | 模拟承压水作用下地下室底板受力的试验装置及使用方法 |
| CN208618467U (zh) * | 2018-08-06 | 2019-03-19 | 福建绿城建筑设计有限公司 | 一种地下室底板下水压力调节结构 |
| CN109555168A (zh) * | 2018-12-11 | 2019-04-02 | 兰州理工大学 | 一种建筑物液体浮力室内试验装置及试验方法 |
| CN110133225A (zh) * | 2019-05-23 | 2019-08-16 | 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 | 一种离心机模拟旱涝急转工况分析裂缝渗流的试验装置及试验方法 |
| CN209342336U (zh) * | 2019-01-30 | 2019-09-03 | 北京城建勘测设计研究院有限责任公司 | 一种用于模拟地下工程抗浮的试验箱体 |
| CN209538249U (zh) * | 2018-12-11 | 2019-10-25 | 兰州理工大学 | 一种建筑物液体浮力室内试验装置 |
| CN112229981A (zh) * | 2020-10-30 | 2021-01-15 | 东南大学 | 一种模拟基坑开挖及多梯次降水对隧道综合影响的装置 |
| CN113358851A (zh) * | 2021-06-08 | 2021-09-07 | 重庆大学 | 一种模拟地下水位变动引起隧道变形的模型试验装置及其试验方法 |
-
2022
- 2022-06-02 CN CN202210625412.9A patent/CN115359713A/zh active Pending
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07216915A (ja) * | 1994-02-04 | 1995-08-15 | Kajima Corp | 地下式貯槽の構築法およびそれに使用する着底用フロート |
| CN101806669A (zh) * | 2010-04-14 | 2010-08-18 | 同济大学 | 高精度地下结构静水浮力模型试验系统 |
| CN104179201A (zh) * | 2014-08-22 | 2014-12-03 | 中国建筑西南勘察设计研究院有限公司 | 排水泄压抗浮系统 |
| CN104330533A (zh) * | 2014-10-30 | 2015-02-04 | 中国矿业大学 | 模拟降雨及地下水渗流下隧道围岩塌方的试验装置及方法 |
| CN106706416A (zh) * | 2017-02-20 | 2017-05-24 | 河海大学 | 模拟承压水作用下地下室底板受力的试验装置及使用方法 |
| CN208618467U (zh) * | 2018-08-06 | 2019-03-19 | 福建绿城建筑设计有限公司 | 一种地下室底板下水压力调节结构 |
| CN109555168A (zh) * | 2018-12-11 | 2019-04-02 | 兰州理工大学 | 一种建筑物液体浮力室内试验装置及试验方法 |
| CN209538249U (zh) * | 2018-12-11 | 2019-10-25 | 兰州理工大学 | 一种建筑物液体浮力室内试验装置 |
| CN209342336U (zh) * | 2019-01-30 | 2019-09-03 | 北京城建勘测设计研究院有限责任公司 | 一种用于模拟地下工程抗浮的试验箱体 |
| CN110133225A (zh) * | 2019-05-23 | 2019-08-16 | 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 | 一种离心机模拟旱涝急转工况分析裂缝渗流的试验装置及试验方法 |
| CN112229981A (zh) * | 2020-10-30 | 2021-01-15 | 东南大学 | 一种模拟基坑开挖及多梯次降水对隧道综合影响的装置 |
| CN113358851A (zh) * | 2021-06-08 | 2021-09-07 | 重庆大学 | 一种模拟地下水位变动引起隧道变形的模型试验装置及其试验方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116486672A (zh) * | 2023-04-26 | 2023-07-25 | 南京工业大学 | 一种地下结构静水浮力模型试验装置 |
| CN116486672B (zh) * | 2023-04-26 | 2023-12-05 | 南京工业大学 | 一种地下结构静水浮力模型试验装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102094432B (zh) | 一种由工程环境效应引起地面沉降的模型及其试验方法 | |
| CN108195723B (zh) | 一种加固松散砾石土的渗透注浆试验系统及方法 | |
| CN203981507U (zh) | 一种新型平面应变固结试验装置 | |
| CN110208489B (zh) | 一种路基土中毛细水上升高度的模拟试验装置及试验方法 | |
| CN102519811B (zh) | 强度衰减路基变形和应力变化规律试验模型及试验方法 | |
| CN102912780A (zh) | 黄土湿陷性变形的砂土浸水测试方法 | |
| CN105651677A (zh) | 一种可同时测定给水度及渗透系数的岩土参数性质测定仪 | |
| Bruch | Laboratory study of evaporative fluxes in homogeneous and layered soils | |
| CN111796072A (zh) | 降雨条件下高陡边坡振动台测试系统及其搭建测试方法 | |
| CN115359713A (zh) | 一种地下水浮力模型系统 | |
| CN109723025B (zh) | 一种地下结构边界渗流试验装置及其使用方法 | |
| Bildik et al. | Experimental investigation of the effects of pipe location on the bearing capacity | |
| CN106592653A (zh) | 一种条形基础模型的浸水载荷试验方法 | |
| Liu et al. | Experimental analysis on the interaction between underground structures and sand layer under groundwater level change | |
| Al-Shamrani et al. | Swelling behavior under oedometric and triaxial loading conditions | |
| Zhao et al. | Field infiltration of artificial irrigation into thick loess | |
| Wang et al. | Field tests of expansive soil embankment slope deformation under the effect of the rainfall evaporation cycle. | |
| Sun et al. | Experimental assessment of structural responses of tunnels under the groundwater level fluctuation | |
| CN208586595U (zh) | 一种侧向土压力监测装置 | |
| CN106702999A (zh) | 道路复合地基静载荷试验预判工后沉降的方法 | |
| Xu et al. | Study on the loess immersion test of Metro Line 2 in Xi’an, Shaanxi Province, China | |
| CN110308082B (zh) | 一种室内基坑降水试验方法 | |
| CN206573100U (zh) | 用于孔压分布测量的沉降柱试验仪 | |
| Izumi et al. | Centrifuge modelling of small earth dams subjected to the combined effects of rainfall and earthquakes | |
| CN114518292A (zh) | 斜跨坎儿井的高速铁路路基的模型试验装置及试验方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |