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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，龍門吊和測量架設(shè)置在模型水箱的上方，百分表固定在測量架上，百分表的測量頭頂在管節(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)簡單，可完成沉管隧道的基礎(chǔ)層沉降的模型試驗(yàn)；通過注入不同砂水，可以試驗(yàn)砂水對沉降影響；通過灑上不同濃度回淤溶液，可以試驗(yàn)回淤層對沉降的影響。
【專利說明】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，并沒有對涉及對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一個(gè)預(yù)估的范圍對管節(jié)進(jìn)行一定的預(yù)抬高，無法滿足日益進(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，龍門吊和測量架設(shè)置在模型水箱的上方，百分表固定在測量架上，百分表的測量頭頂在管節(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)通過注入不同砂水，可以試驗(yàn)砂水對沉降影響；
[0009]3)通過灑上不同濃度回淤溶液，可以試驗(yàn)回淤層對沉降的影響。
【專利附圖】

【附圖說明】
[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)施例的百分表測量點(diǎn)位置示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖并通過實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以下實(shí)施例是對本實(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，龍門吊和測量架4設(shè)置在模型水箱I的上方，百分表5固定在測量架4上，百分表5的測量頭頂在管節(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?，使碎石?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]本說明書中所描述的以上內(nèi)容僅僅是對本實(shí)用新型所作的舉例說明。本實(shí)用新型所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員可以對所描述的具體實(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，龍門吊和測量架(4)設(shè)置在模型水箱(I)的上方，百分表(5)固定在測量架(4)上，百分表(5)的測量頭頂在管節(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】G01C5/00GK203629566SQ201320874808
【公開日】2014年6月4日 申請日期: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, 黃英省 申請人:浙江大學(xué)城市學(xué)院