本实用新型专利技术涉及一种研究基坑外设隔离桩对旁侧隧道保护效果的试验装置，包括模型箱，模型箱内部依次设置有基坑模型、隔离桩模型和隧道模型；基坑模型的顶部通过基坑固定梁和基坑固定杆与模型箱连接；隔离桩模型插在隔离桩固定梁上的固定孔中；隧道模型的内外壁均设置有监测断面，监测断面上设置有监测装置。本实用新型专利技术的有益效果是：本实用新型专利技术可模拟多种隔离桩工况；充分还原基坑卸荷过程，试验操作简单；并布置了多重测量仪器，可以精确反映试验结果。结果。结果。
【技术实现步骤摘要】
研究基坑外设隔离桩对旁侧隧道保护效果的试验装置
[0001]本技术涉及基坑模型
，更确切地说，它涉及研究基坑外设隔离桩对旁侧隧道保护效果的试验装置。
技术介绍
[0002]城市浅地层空间利用日趋紧张，经常会有临近既有运营隧道的基坑开挖工程，基坑的开挖卸荷作用难免会对临近的隧道造成变形影响，实际工程中常常在基坑和隧道之间设置隔离桩来阻隔变形传递，从而减小对既有隧道的变形影响。对隔离桩的保护效果进行研究，从而对隔离桩的设计进行优化，具有较大的现实意义和研究价值。
[0003]针对上述研究内容，国内外已有不少学者展开了研究，主要的研究方法集中在数值模拟、实测数据分析和室内模型试验。数值模拟法的精度受建模水平、边界条件以及参数选取的影响较大，计算精确度很难有效保证。而实测数据分析需要依托具体实际工程，可以用于研究的工程数据较少，研究机会难以满足科研需求，此外现场地层形状复杂、施工条件复杂、测试原件埋设困难。室内模型试验法作为一种有效的研究方法，在保证了一定的准确性、直观性的基础上，在室内即可实现对工程实际问题的模拟，方便又灵活。而目前已有的模型试验中，主要存在以下几点不足：首先，基坑模型、隔离桩模型、隧道模型三者之间的位置相对固定，研究工况较为单一，可研究空间较小，无法对隔离桩各个设计参数进行深入的优化研究；其次，模型尺寸较小，边界效应影响严重，一定程度上影响了试验结果的准确性；最后，模型试验中需要对基坑实行动态开挖的模拟，常规的方式是通过基坑顶部开口进行人工取土，这样的取土方式不灵活，费时费力，且取土过程中容易造成额外扰动，对试验结果的准确测量不利。
[0004]综上所述，现有研究方法存在着精度难以控制，研究难度大、费时费力、研究工况单一、模拟方式不灵活等缺点，亟需通过改进技术来进行解决。
技术实现思路
[0005]本技术的目的是克服现有技术中的不足，提供了一种研究基坑外设隔离桩对旁侧隧道保护效果的试验装置，包括模型箱，所述模型箱内部依次设置有基坑模型、隔离桩模型和隧道模型；所述基坑模型的顶部通过基坑固定梁和基坑固定杆与所述模型箱连接，所述基坑模型的底部与基坑排沙管道连接；所述基坑排沙管道远离所述基坑模型的一端通向所述模型箱的外部，并设置有阀门；所述隔离桩模型插在隔离桩固定梁上的固定孔中，所述隔离桩固定梁的两端连接在所述模型箱的前后侧壁的固定端口上；所述基坑模型的侧壁和所述隔离桩模型的两侧均设置有应变片；所述隧道模型的内外壁均设置有监测断面，所述监测断面上设置有监测装置。
[0006]作为优选，所述基坑模型由钢板焊接而成，呈顶部敞开的长方体；所述基坑模型的底部焊接有钢板；所述基坑模型面向所述隔离桩模型的左右侧壁钢板的长度大于所述基坑模型的前后侧壁钢板的长度；靠近所述隔离桩模型一侧的右侧壁钢板上设置有应变片；所
述基坑排沙管道远离所述基坑模型的一端通向所述模型箱外部的集沙箱中。
[0007]作为优选，所述基坑固定梁固定在所述模型箱的前后侧壁顶部，所述基坑固定梁通过四根所述基坑固定杆分别连接所述基坑模型的顶部的四个角。
[0008]作为优选，所述隔离桩模型的底部设置有插杆，所述隔离桩模型通过所述插杆固定在所述隔离桩固定梁上的固定孔中；所述固定孔等间距设置。
[0009]作为优选，所述模型箱的前后侧壁上具有至少两个固定端口，不同的固定端口之间的位置不同；所述隔离桩模型包括至少一个隔离桩模型单元，每个所述隔离桩模型单元的两侧设置有应变片。
[0010]作为优选，所述隧道模型由钢管制成，所述隧道模型的两端由封口盖密封，所述封口盖上开有小孔供隧道固定梁穿过，所述小孔内部沿环向设置有橡胶套圈。
[0011]作为优选，所述监测装置包括应力计、土压力盒和应变片；所述监测断面包括位移监测断面和应力应变监测断面，所述位移监测断面在所述隧道模型的内部两侧拱腰、拱顶和拱底位置均设置有应力计，所述应力计固定在隧道固定梁上，所述应力应变监测断面在所述隧道模型的内部两侧拱腰、拱顶和拱底位置均设置有应变片，在外部对应位置均设置有土压力盒，所述位移监测断面和所述应力应变监测断面沿所述隧道模型纵向交替布置，所述隧道模型内的所有监测装置的电线均绑扎成束，通过前端的封口盖上的引线孔和集线软管引至模型箱外。
[0012]本技术的有益效果是：
[0013]1)本技术可模拟多种隔离桩工况
[0014]模型箱前后侧壁设置多个不同高度、不同位置的固定端口，可根据试验需要灵活拆卸并安装；隔离桩模型的长度和半径均可定制，可根据试验需求提前准备多组不同长度及半径的隔离桩模型；隔离桩固定梁上预留超量的固定孔，允许隔离桩模型按照不同间距进行固定。综上所述，本模型箱可研究工况多，可分析桩径、埋深、布置位置、相邻间距对隔离桩保护效果的影响，能够充分考虑隔离桩设计中的多个关键参数，对实际工程中隔离桩的施工有较好的参考价值。
[0015]2)本技术充分还原基坑卸荷过程，试验操作简单
[0016]基坑模型内的细沙可通过基坑排沙通道和阀门开闭进行快速排沙，方便又高效，同时可以避免人工开挖对测量造成的影响，充分还原了基坑开挖卸荷的过程，增加试验准确性；模型箱内的细沙可通过机械洒沙的方式分层装填和压实，而泄沙可通过打开模型箱上预留的排沙口快速完成，试验过程机械化程度较高，节省了人力，便于试验的操作与完成。
[0017]3)本技术布置多重测量仪器，精确反映试验结果
[0018]在基坑模型靠近隔离桩一侧的侧壁上设置应变片，能够测量开挖过程中基坑模型侧壁产生的弯矩变化；在隔离桩模型两侧设置应变片，能够测量基坑模型卸荷过程中对隔离桩模型产生的弯矩变化；隧道模型上交替设置位移监测断面和应力应变监测断面，能充分测量隧道模型整体的绝对位移、结构收敛变形以及弯矩变化。多组试验数据能够充分反映基坑模型卸荷过程中，基坑模型侧壁、隔离桩模型及隧道模型三者之间的应力应变及位移变化。
附图说明
[0019]图1为研究基坑外设隔离桩对旁侧隧道保护效果的试验装置的整体结构示意图；
[0020]图2为模型箱布置平面图；
[0021]图3为隧道模型内部结构示意图；
[0022]图4为位移监测断面示意图；
[0023]图5为应力应变监测断面示意图；
[0024]图6为基坑模型侧壁应变片安装示意图；
[0025]图7为隔离桩模型两侧应变片安装示意图；
[0026]附图标记说明：模型箱1、基坑模型2、隔离桩模型3、隧道模型4、基坑排沙通道5、排沙口6、位移监测断面7、应力应变监测断面8、基坑固定梁9、基坑固定杆10、隔离桩固定梁11、隧道固定梁12、封口盖13、集线软管14、引线孔15、固定孔16、插杆17、固定端口18、集沙箱19、应变片20、应力计21、土压力盒22。
具体实施方式
[0027]下面结合实施例对本技术做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本技术。应当指出，对于本
的普本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种研究基坑外设隔离桩对旁侧隧道保护效果的试验装置，其特征在于，包括模型箱(1)，所述模型箱(1)内部依次设置有基坑模型(2)、隔离桩模型(3)和隧道模型(4)；所述基坑模型(2)的顶部通过基坑固定梁(9)和基坑固定杆(10)与所述模型箱(1)连接，所述基坑模型(2)的底部与基坑排沙管道(5)连接；所述基坑排沙管道(5)远离所述基坑模型(2)的一端通向所述模型箱(1)的外部，并设置有阀门；所述隔离桩模型(3)插在隔离桩固定梁(11)上的固定孔(16)中，所述隔离桩固定梁(11)的两端连接在所述模型箱(1)的前后侧壁的固定端口(18)上；所述基坑模型(2)的侧壁和所述隔离桩模型(3)的两侧均设置有应变片(20)；所述隧道模型(4)的内外壁均设置有监测断面，所述监测断面上设置有监测装置。2.根据权利要求1所述的研究基坑外设隔离桩对旁侧隧道保护效果的试验装置，其特征在于，所述基坑模型(2)由钢板焊接而成，呈顶部敞开的长方体；所述基坑模型(2)的底部焊接有钢板；所述基坑模型(2)面向所述隔离桩模型(3)的左右侧壁钢板的长度大于所述基坑模型(2)的前后侧壁钢板的长度；靠近所述隔离桩模型(3)一侧的右侧壁钢板上设置有应变片(20)；所述基坑排沙管道(5)远离所述基坑模型(2)的一端通过排沙口(6)通向所述模型箱(1)外部的集沙箱(19)中。3.根据权利要求1所述的研究基坑外设隔离桩对旁侧隧道保护效果的试验装置，其特征在于，所述基坑固定梁(9)固定在所述模型箱(1)的前后侧壁顶部，所述基坑固定梁(9)通过四根所述基坑固定杆(10)分别连接所述基坑模型(2)的顶部的四个角。4.根据权利要求1所述的研究基坑外设隔离桩对旁侧隧道保...
【专利技术属性】
技术研发人员：王丰来，章伟，万颖君，张振宇，鲍家伟，廖苏理，万里达，张佰良，翟洪刚，吴熙，孙苗苗，
申请(专利权)人：杭州交通投资建设管理集团有限公司，
类型：新型
国别省市：
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