【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及市政工程基坑渗流控制，具体涉及一种基坑支护止水体系土体渗透破坏试验系统及方法。
技术介绍
1、地下空间工程建设必然涉及到基坑工程的开挖，深基坑的施工开挖必然面临着多层含水层系统的地下水位控制。将支护止水体系和降水井结合是降低地下水位广泛使用的工程措施。然而，在实际工程中，支护止水体系往往由于施工工艺、地质条件、施工质量控制等影响因素发生渗漏，若渗漏发生在基坑开挖面以下，极有可能造成开挖面发生隆起、突涌、管涌等灾害事故。因此，开展基坑支护止水体系渗漏下地基土体渗透破坏的研究对于基坑工程的安全施工和渗流控制具有重要的意义。
2、物理模型试验是研究基坑渗透破坏机制机理的主要手段之一，具有操作简便、可重复性高、直观可视化地再现渗透破坏灾变演化过程等优点。目前基坑支护止水体系渗漏的研究主要集中在止水体系渗漏对地下水位的影响、三维数值模拟渗漏对周边以及渗漏离心试验。忽略了渗漏所引发的地基土体渗透破坏灾害事故，无法阐释渗漏对基坑整体渗透稳定性的影响以及颗粒流失条件下基坑渗透破坏的物理作用机制机理。
技术实现思路
1、因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的地基土体渗透破坏试验无法阐释渗漏对基坑整体渗透稳定性的影响以及颗粒流失条件下基坑渗透破坏的物理作用机制机理的缺陷，从而提供一种基坑支护止水体系土体渗透破坏试验系统及方法。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种基坑支护止水体系土体渗透破坏试验系统，包括：
3、试验土样模拟装置，
4、可选地，支护止水体系渗漏模拟件适用于基坑支护止水体系的渗漏位置位于土层下方的工况。
5、可选地，土样区背离进水区的一侧设置有排水区，排水区与土样区之间安装有挡土隔板，挡土隔板的高度略大于装填土样的高度。
6、可选地，排水区内设置也有预留出口，预留出口外安装有流量计。
7、供水装置，其包括升降组件和安装在升降组件上的送水组件，升降组件适于带动送水组件升降运动，送水组件一端连通有供水件，另一端与进水区连通，供水件和进水区与送水组件之间均通过供水软管连通。
8、可选地，送水组件包括储水件，储水件内安装有分隔隔板，分隔隔板将储水件内腔分隔为进水室和排水室，供水件和进水区均与进水室连通。
9、可选地，升降组件包括定滑轮和绕设在定滑轮上的柔性牵引件，送水组件固定连接在柔性牵引件的一端。
10、数据监测装置，其包括孔隙水压力传感器、流量计和数据自动记录仪，用于监测和记录试验土样中的孔隙水压力和排水区预留出口处的流量。
11、可选地，土样区内适于填充试验土样，试验土样内埋设孔隙水压力传感器。
12、可选地，孔隙水压力传感器埋设有多个，多个孔隙水压力传感器均与数据自动记录仪电连接。
13、影像采集装置，其包括高像素相机和用于安装高像素相机的相机三脚架，高像素相机朝向土样区设置，用于实时记录土样区的影像数据。
14、本专利技术还提供一种基坑支护止水体系土体渗透破坏试验方法，应用本专利技术的基坑支护止水体系土体渗透破坏试验系统，包括以下步骤：
15、获取基坑工程现场土样作为试验土样，并利用试验土样对土样区进行填充；
16、启动送水组件向进水区内供水，并令水溢出到土样区，使水面高度高于试验土样上表面第一预设高度，利用水下抛填法将土样搅拌均匀且装填至第二预设高度，对试验土样进行压实并静置第一预设时间，重复本步骤中的上述操作至试验土样高度至第三预设高度，放置第二预设时间；
17、抬升送水组件高度，使水从供水组件中自动流入到进水区，观察并记录当前供水组件高度下前土样装填区和后土样装填区中试验土样的迁移规律，重复本步骤中的上述操作，直至后土样装填区中试验土样发生明显隆起，即判断基坑土体发生渗透破坏现象。
18、可选地，观察当前供水组件高度下前土样装填区和后土样装填区中试验土样的迁移规律步骤，同时记录不同供水高度下排水区中的流量变化。
19、本专利技术技术方案，具有如下优点：
20、1.本专利技术提供的基坑支护止水体系土体渗透破坏试验系统，包括：试验土样模拟装置，其内部设置有进水区和土样区，土样区内安装有支护止水体系渗漏模拟件，支护止水体系渗漏模拟件将土样区分隔为前土样装填区和后土样装填区，进水区的高度不低于土样区的高度，支护止水体系渗漏模拟件不低于进水区的高度；供水装置，其包括升降组件和安装在升降组件上的送水组件，升降组件适于带动送水组件升降运动，送水组件一端连通有供水件，另一端与进水区连通，供水件和进水区与送水组件之间均通过供水软管连通。
21、在试验时通过将基坑工程现场的土样作为试验土样填充到土样区，通过升降组件带动送水组件抬升到不同的高度，进而观察并记录在进水区不同水位作用下，土样区两侧的前土样装填区和后土样装填区中试验土样的前一变化规律。本专利技术提供的用于研究基坑支护止水体系渗漏下土体渗透破坏的试验系统，可以揭示基坑支护止水体系渗漏所引起地层渗透破坏的时空演变规律与物理作用机制。
22、2.本专利技术提供的基坑支护止水体系土体渗透破坏试验系统，通过在试验装置的侧壁设置孔隙水压力传感器，可以实时精确地监测基坑土体不同部位和支护止水体系渗漏处的孔隙水压力变化曲线，通过透明亚克力板模型和高像素相机可以全方位观察和获取渗漏前后处土体颗粒迁移情况和表面隆起状况，同时在出水区出口设置的流量计可以更加准确地判定流量变化规律和基坑渗透破坏的起始点。总体上本专利技术的试验装置结构简单，试验方法简单明确，试验操作过程安全方便。
23、3.本专利技术提供的基坑支护止水体系土体渗透破坏试验系统中，支护止水体系渗漏模拟件可根据实际失事工程设置不同渗漏类型(点状渗漏、线状渗漏和面状渗漏)和渗漏深度的工况，具有布置灵活，可多次重复利用等优点。
24、4.本专利技术提供的基坑支护止水体系土体渗透破坏试验系统，通过高精度孔隙水压力、高像素相机以及流量计可以精准地分析渗透破坏试验发展过程，摆脱了传统上需要依赖卡尺测量土体位移所造成的误差，精准分析基坑渗漏条件下各阶段地层渗透破坏灾变演化过程，使得试验结果更加精确，试验数据更加丰富和翔实。
25、5.本专利技术提供的基坑支护止水体系土体渗透破坏试验系统中，水箱模型能够模拟不同地层条件(单层均质地基和双层或多层非均质地基)和环境条件下基坑支护止水体系地层下方渗漏所引起的地层渗透破坏事故，揭示支护止水体系渗漏对地层渗透破坏的影响作用，为后续更深入开展基于优势流理论的支护止水体系渗漏条件下基坑渗透破坏数值模拟提供试验和数据基础。
26、6.本专利技术提供的基坑支护止水体系土体渗透破坏试验方法，包括以下步骤：获取基坑工本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基坑支护止水体系土体渗透破坏试验系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基坑支护止水体系土体渗透破坏试验系统，其特征在于，所述土样区背离所述进水区(13)的一侧设置有排水区(19)，所述排水区(19)与所述土样区之间安装有挡土隔板(18)，所述挡土隔板(18)的高度高于所述装填土样的高度。
3.根据权利要求2所述的基坑支护止水体系土体渗透破坏试验系统，其特征在于，所述排水区(19)内设置也有预留出口(23)，所述预留出口(23)外安装有流量计(21)。
4.根据权利要求1至3任一项所述的基坑支护止水体系土体渗透破坏试验系统，其特征在于，所述支护止水体系渗漏模拟件(16)适用于基坑支护止水体系的渗漏位置位于土层下方的工况。
5.根据权利要求1至3任一项所述的基坑支护止水体系土体渗透破坏试验系统，其特征在于，所述送水组件包括储水件，所述储水件内安装有分隔隔板(11)，所述分隔隔板(11)将所述储水件内腔分隔为进水室(10)和排水室(12)，所述供水件和所述进水区(13)均与所述进水室(10)连通。
6.根据
7.根据权利要求1至3任一项所述的基坑支护止水体系土体渗透破坏试验系统，其特征在于，所述土样区内填充试验土样，所述试验土样内埋设所述孔隙水压力传感器(20)。
8.根据权利要求7所述的基坑支护止水体系土体渗透破坏试验系统，其特征在于，所述孔隙水压力传感器(20)埋设有多个，多个所述孔隙水压力传感器(20)均与数据自动记录仪(22)电连接。
9.一种基坑支护止水体系土体渗透破坏试验方法，其特征在于，应用权利要求1至8任一项所述的基坑支护止水体系土体渗透破坏试验系统，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的基坑支护止水体系土体渗透破坏试验方法，其特征在于，所述观察并记录当前供水组件高度下前土样装填区(15)和后土样装填区(17)中试验土样的迁移规律步骤的同时，观察并记录排水区(19)中的流量变化。
...【技术特征摘要】
1.一种基坑支护止水体系土体渗透破坏试验系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基坑支护止水体系土体渗透破坏试验系统，其特征在于，所述土样区背离所述进水区(13)的一侧设置有排水区(19)，所述排水区(19)与所述土样区之间安装有挡土隔板(18)，所述挡土隔板(18)的高度高于所述装填土样的高度。
3.根据权利要求2所述的基坑支护止水体系土体渗透破坏试验系统，其特征在于，所述排水区(19)内设置也有预留出口(23)，所述预留出口(23)外安装有流量计(21)。
4.根据权利要求1至3任一项所述的基坑支护止水体系土体渗透破坏试验系统，其特征在于，所述支护止水体系渗漏模拟件(16)适用于基坑支护止水体系的渗漏位置位于土层下方的工况。
5.根据权利要求1至3任一项所述的基坑支护止水体系土体渗透破坏试验系统，其特征在于，所述送水组件包括储水件，所述储水件内安装有分隔隔板(11)，所述分隔隔板(11)将所述储水件内腔分隔为进水室(10)和排水室(12)，所述供水件和所述进水区(13)均与所述进水室(10)连...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴建，陈波，王浩，王锦国，
申请(专利权)人：上海勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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