沉管隧道基礎(chǔ)層沉降模型試驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種沉管隧道基礎(chǔ)層沉降模型試驗(yàn)系統(tǒng),包括:模型水箱、管節(jié)模型、龍門吊、測(cè)量架、百分表、注砂機(jī)、止水閥、注砂管、墊塊和千斤頂,其中墊塊分布在模型水箱底部,千斤頂設(shè)置在墊塊上,管節(jié)模型放置在千斤頂上,龍門吊和測(cè)量架設(shè)置在模型水箱的上方,百分表固定在測(cè)量架上,百分表的測(cè)量頭頂在管節(jié)模型上,管節(jié)模型上開設(shè)有注砂孔,注砂孔連接止水閥,注砂管上設(shè)置有閥門,注砂機(jī)通過(guò)注砂管連接止水閥。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,可完成沉管隧道的基礎(chǔ)層沉降的模型試驗(yàn);通過(guò)注入不同砂水,可以試驗(yàn)砂水對(duì)沉降影響;通過(guò)灑上不同濃度回淤溶液,可以試驗(yàn)回淤層對(duì)沉降的影響。
【專利說(shuō)明】沉管隧道基礎(chǔ)層沉降模型試驗(yàn)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)系統(tǒng),特別涉及一種沉管隧道基礎(chǔ)層沉降模型試驗(yàn)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在水下鋪設(shè)隧道的過(guò)程中,通常采用的方法為首先讓主體沉管段箱體準(zhǔn)確沉放于預(yù)先開挖的基槽內(nèi),再利用灌砂法對(duì)沉管段的基礎(chǔ)加固,這種方法適用于底寬不大的船臺(tái)型管段。由于技術(shù)的發(fā)展,關(guān)于灌砂法的模型試驗(yàn)研究也取得了很大的進(jìn)步,其中關(guān)于砂盤擴(kuò)展規(guī)律及灌砂相關(guān)參數(shù)的研究以及關(guān)于砂料配比對(duì)灌砂的影響研究都非常成熟,相關(guān)模型試驗(yàn)中也考慮了不同的工況的影響,并且得出了相關(guān)的結(jié)論,諸多的研究基本肯定了灌砂法的有效可行,這些給實(shí)際工程的設(shè)計(jì)以及施工應(yīng)用都提供了有價(jià)值的參考和依據(jù)。但是,現(xiàn)有的有關(guān)灌砂法的模型試驗(yàn)中,并沒(méi)有對(duì)涉及對(duì)沉管隧道沉降的研究。由于沉管隧道的沉降因素缺乏科學(xué)的實(shí)驗(yàn)參考和支持,造成目前對(duì)沉管隧道的設(shè)計(jì)中不能很準(zhǔn)確的確定其沉降大小,施工中常常需要通過(guò)一個(gè)預(yù)估的范圍對(duì)管節(jié)進(jìn)行一定的預(yù)抬高,無(wú)法滿足日益進(jìn)步的沉管隧道的應(yīng)用要求。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足,而提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理,可以試驗(yàn)環(huán)境參數(shù)和施工參數(shù)對(duì)沉降影響的沉管隧道基礎(chǔ)層沉降模型試驗(yàn)系統(tǒng)。
[0004]本實(shí)用新型解決上述問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:該沉管隧道基礎(chǔ)層沉降模型試驗(yàn)系統(tǒng),其特征在于,包括:模型水箱、管節(jié)模型、龍門吊、測(cè)量架、百分表、注砂機(jī)、止水閥、注砂管、墊塊和千斤頂,其中墊塊分布在模型水箱底部,千斤頂設(shè)置在墊塊上,管節(jié)模型放置在千斤頂上,龍門吊和測(cè)量架設(shè)置在模型水箱的上方,百分表固定在測(cè)量架上,百分表的測(cè)量頭頂在管節(jié)模型上,管節(jié)模型上開設(shè)有注砂孔,注砂孔連接止水閥,注砂管上設(shè)置有閥門,注砂機(jī)通過(guò)注砂管連接止水閥。
[0005]本實(shí)用新型所述模型水箱連接有循環(huán)水箱,循環(huán)水箱連接有水泵,水泵和注砂機(jī)連接。模型水箱的水會(huì)流向循環(huán)水箱,利用水泵從循環(huán)水箱內(nèi)抽出多余的水放回注砂機(jī);
[0006]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果:
[0007]I)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,可完成沉管隧道的基礎(chǔ)層沉降的模型試驗(yàn);
[0008]2)通過(guò)注入不同砂水,可以試驗(yàn)砂水對(duì)沉降影響;
[0009]3)通過(guò)灑上不同濃度回淤溶液,可以試驗(yàn)回淤層對(duì)沉降的影響。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0011]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的局部結(jié)構(gòu)示意圖;
[0012]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的百分表測(cè)量點(diǎn)位置示意圖。【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖并通過(guò)實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明,以下實(shí)施例是對(duì)本實(shí)用新型的解釋而本實(shí)用新型并不局限于以下實(shí)施例。
[0014]參見(jiàn)圖1-圖2,本實(shí)施例該沉管隧道基礎(chǔ)層沉降模型試驗(yàn)系統(tǒng),包括:模型水箱1、管節(jié)模型2、龍門吊、測(cè)量架4、百分表5、注砂機(jī)6、止水閥7、注砂管8、墊塊9和千斤頂3,其中墊塊9分布在模型水箱I底部,千斤頂3設(shè)置在墊塊9上,管節(jié)模型2放置在千斤頂3上,龍門吊和測(cè)量架4設(shè)置在模型水箱I的上方,百分表5固定在測(cè)量架4上,百分表5的測(cè)量頭頂在管節(jié)模型2上,管節(jié)模型2上開設(shè)有注砂孔,注砂孔連接止水閥7,注砂管8上設(shè)置有閥門,注砂機(jī)6通過(guò)注砂管8連接止水閥7。模型水箱I連接有循環(huán)水箱10,循環(huán)水箱10連接有水泵11,水泵11和注砂機(jī)6連接。
[0015]本實(shí)施例沉管隧道基礎(chǔ)層沉降模型試驗(yàn)系統(tǒng)的操作方法,包括以下步驟
[0016]I)在模型水箱I底部鋪上碎石層12,清理模型水箱I底部上四個(gè)角落的碎石,并放置墊塊9 ;
[0017]2)在碎石層12表面均勻?yàn)⑸匣赜偃芤海顾槭瘜?2表面上形成一個(gè)回淤層;
[0018]3)在墊塊9上面放置千斤頂3 ;
[0019]4)用龍門吊將管節(jié)模型2吊放在至千斤頂3上;
[0020]5)用千斤頂3頂起管節(jié)模型2,關(guān)閉全部止水閥7 ;
[0021]6)在管節(jié)模型2周圍用碎石覆蓋,使管節(jié)模型2底部形成一個(gè)近似封閉的空間;
[0022]7)向模型水箱I內(nèi)灌水,至水位超過(guò)管節(jié)模型2底部時(shí)停止灌水;
[0023]8)注砂管8連接其中一個(gè)止水閥7,打開注砂管8的閥門以及止水閥7 ;
[0024]9)打開注砂機(jī)6自循環(huán)的閥門,先進(jìn)行自循環(huán),并在這期間向注砂機(jī)6內(nèi)倒入一定比例的水和砂;
[0025]10 )關(guān)閉注砂機(jī)6自循環(huán)的閥門,進(jìn)行注砂;
[0026]11)待注砂一段時(shí)間后,在管節(jié)模型2周圍且靠近止水閥7的位置挖開碎石形成觀察孔;
[0027]12)待砂溢出觀察孔,先打開注砂機(jī)6自循環(huán)的閥門,然后關(guān)閉注砂管8的閥門和止水閥7,注砂機(jī)6開始自循環(huán);
[0028]13)將注砂管8從止水閥7上卸下,與下一個(gè)注砂孔的止水閥7連接;
[0029]14)重復(fù)以上所述的步驟9-13直至全部注砂孔注砂完畢;
[0030]15)注砂完畢后,清洗注砂管8,關(guān)閉注砂機(jī)6的電源;
[0031]16)調(diào)整百分表5至垂直,檢查各個(gè)百分表5是否正常,記錄下此時(shí)百分表5的初讀數(shù);
[0032]17)利用龍門吊將管節(jié)模型2吊起,取出千斤頂3 ;
[0033]18)龍門吊將管節(jié)模型2放在灌注砂墊層13上并卸力;
[0034]19)根據(jù)應(yīng)加的荷載和放入水量的關(guān)系,放水到管節(jié)模型2,使得灌注砂墊層13加載至一定荷載,記錄此時(shí)的百分表5讀數(shù);
[0035]20)前15分鐘,每隔5分鐘讀數(shù),15分鐘后隔15分鐘讀數(shù),直到百分表5讀數(shù)不變;百分表5的位置如圖3中圓圈位置所示,本實(shí)施例中共設(shè)置有11個(gè)百分表5測(cè)量點(diǎn);[0036]21)重復(fù)以上步驟19、20直至加載至最終的荷載。最終的荷載設(shè)置在2.5kPa_4kPa之間。
[0037]本說(shuō)明書中所描述的以上內(nèi)容僅僅是對(duì)本實(shí)用新型所作的舉例說(shuō)明。本實(shí)用新型所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代,只要不偏離本實(shí)用新型說(shuō)明書的內(nèi)容或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍,均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種沉管隧道基礎(chǔ)層沉降模型試驗(yàn)系統(tǒng),其特征在于,包括:模型水箱(I)、管節(jié)模型(2)、龍門吊、測(cè)量架(4)、百分表(5)、注砂機(jī)(6)、止水閥(7)、注砂管(8)、墊塊(9)和千斤頂(3 ),其中墊塊(9 )分布在模型水箱(I)底部,千斤頂(3 )設(shè)置在墊塊(9 )上,管節(jié)模型(2)放置在千斤頂(3)上,龍門吊和測(cè)量架(4)設(shè)置在模型水箱(I)的上方,百分表(5)固定在測(cè)量架(4)上,百分表(5)的測(cè)量頭頂在管節(jié)模型(2)上,管節(jié)模型(2)上開設(shè)有注砂孔,注砂孔連接止水閥(7),注砂管(8)上設(shè)置有閥門,注砂機(jī)(6)通過(guò)注砂管(8)連接止水閥(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沉管隧道基礎(chǔ)層沉降模型試驗(yàn)系統(tǒng),其特征在于:所述模型水箱(I)連接有循環(huán)水箱(10 ),循環(huán)水箱(10 )連接有水泵(11),水泵(11)和注砂機(jī)(6 )連接。
【文檔編號(hào)】G01C5/00GK203629566SQ201320874808
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】魏綱, 裘慧杰, 王棟迪, 楊澤飛, 邢建見(jiàn), 黃英省 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)城市學(xué)院