一種管涌流土試驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】一種管涌流土試驗(yàn)裝置，包括圓筒形底座和圓筒滲流室，所述圓筒形底座與圓筒滲流室通過法蘭盤連接，所述圓筒形底座的下端面密閉地固定在底板上，圓筒形底座的上端面上密集均勻分布有形成滲流通道的滲流小孔，圓筒形底座的側(cè)壁上開有一個(gè)供水孔，所述供水孔通過供水管與供水裝置相連，所述供水管上與供水孔連接的一端設(shè)有壓力表和閥門，所述圓筒滲流室的側(cè)壁上開有一排均勻間隔排列的排水孔。本實(shí)用新型實(shí)施容易，操作簡(jiǎn)單，可模擬基坑土體受施工降水或坑底承壓水的影響發(fā)生管涌或流土等土體滲透破壞的現(xiàn)象，計(jì)算土體的滲透系數(shù)，為基坑工程施工降水的研究提供實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)和相關(guān)基礎(chǔ)參數(shù)。
【專利說明】—種管涌流土試驗(yàn)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種試驗(yàn)裝置，特別是一種涉及管涌流土現(xiàn)象的試驗(yàn)裝置，屬于建筑工程領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市化的加快進(jìn)行，城區(qū)內(nèi)的建筑高度和密度都在不斷增大，基坑也越來越深，在地下水位較高的地區(qū)進(jìn)行基坑開挖，滲流是突出存在的問題，地下水的流流對(duì)基坑工程的穩(wěn)定性具有顯著的影響。土體發(fā)生管涌或流土破壞是很多基坑工程失事的主要原因?；庸こ贪l(fā)生土體的管涌或流土破壞時(shí)，不僅影響了施工進(jìn)度，更有甚者會(huì)造成人員傷亡。管涌和流土破壞均發(fā)生在土體內(nèi)部，如何評(píng)價(jià)基坑工程滲透破壞的穩(wěn)定性問題成為重要的課題。
[0003]土體發(fā)生滲透破壞的形式主要有管涌和流土兩種類型。管涌是指土體中的細(xì)顆粒在滲流作用下沿著骨架顆?？紫锻ǖ赖囊苿?dòng)或流失，孔隙通道相互連通形成管路，進(jìn)而發(fā)生更大的滲透破壞。流土是指在向上的滲流力的作用下，顆粒間的有效應(yīng)力為零時(shí)，顆粒群發(fā)生懸浮、移動(dòng)的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象多發(fā)生在顆粒級(jí)配均勻的飽和細(xì)砂、粉砂和粉土層中。它的發(fā)生一般是突發(fā)性的，對(duì)工程危害極大。
[0004]鑒于此，急需一種能模擬基坑工程施工降水過程中發(fā)生管涌或流土的試驗(yàn)演示裝置，可為使得抽象的土體變形破壞變得直觀，計(jì)算土體的滲透系數(shù)，并為基坑工程及邊坡工程穩(wěn)定等研究提供實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)參數(shù)。
[0005]目前，現(xiàn)有的管涌流土試驗(yàn)演示裝置，功能單一、操作復(fù)雜且精度不夠，無法滿足現(xiàn)有建筑施工中對(duì)測(cè)定管涌、流土現(xiàn)象發(fā)生的高標(biāo)準(zhǔn)、高精度需求。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]為解決上述問題，本實(shí)用新型提出了一種管涌流土試驗(yàn)演示裝置，能對(duì)不同性質(zhì)的基坑土體進(jìn)行滲透破壞模擬，使得土體發(fā)生管涌和流土的現(xiàn)象更為直觀，并通過壓力表測(cè)得水流壓力，分析發(fā)生管涌或流土破壞時(shí)土體的滲流場(chǎng)，評(píng)價(jià)其穩(wěn)定性，計(jì)算土體的滲透系數(shù)，并為基坑工程及邊坡工程的管涌和流土等滲透破壞的研究提供可靠的高精度實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)參數(shù)。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0008]一種管涌流土試驗(yàn)裝置，包括圓筒形底座和圓筒滲流室，所述圓筒形底座與圓筒滲流室通過法蘭盤連接，所述圓筒形底座的下端面密閉地固定在底板上，圓筒形底座的上端口連接有上端頭封板，所述上端頭封板上密集均勻分布有形成滲流通道的滲流小孔，圓筒形底座的側(cè)壁上開有一個(gè)供水孔，所述供水孔通過供水管與供水裝置相連，所述供水管上與供水孔連接的一端設(shè)有壓力表和閥門，所述圓筒滲流室的側(cè)壁上開有一排均勻間隔排列的排水孔。
[0009]所述圓筒滲流室的下端口設(shè)有下端頭封板，所述下端頭封板上開有與圓筒形底座對(duì)應(yīng)的滲流小孔。
[0010]所述排水孔上連接有排水管。
[0011]所述供水裝置包括支架、平行連接在支架上的升降桿和支撐桿、連接在升降桿和支撐桿上的升降架和與升降架固定連接的供水箱，所述供水箱與供水管連接。
[0012]所述滲流小孔的直徑為I?3mm。
[0013]所述底板為正方形、矩形或者圓形。
[0014]所述底板為不透水的有機(jī)玻璃制成。
[0015]本實(shí)用新型的有益效果如下:
[0016]本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,其中圓筒形底座為有機(jī)玻璃制成，圓筒形底座的下部固定在底板上，保證了穩(wěn)定性；圓筒形底座的上部有密布滲流小孔，以供形成滲流的通道，圓筒形底座的側(cè)壁開有供水孔，通過供水管與供水裝置連接，供水管上連接閥門和壓力表；供水裝置中有一個(gè)可調(diào)高度的供水箱，供水箱通過供水管與圓筒形底座連接，壓力表的作用為可讀出由供水裝置產(chǎn)生的壓力水頭，供水裝置為試樣進(jìn)行滲透破壞演示提供所需的壓力；圓筒滲流室為進(jìn)行滲流試驗(yàn)的場(chǎng)所，其下端面開有與圓柱形底座對(duì)應(yīng)的滲流小孔，圓筒滲流室與圓筒形底座相連接，形成滲流通道；在圓筒滲流室的側(cè)壁上開有排水孔，通過排水管與外界相連，供排水用。
[0017]本實(shí)用新型可重復(fù)進(jìn)行試驗(yàn)，通過改變土體的級(jí)配等物理參數(shù)，進(jìn)行管涌或流土的演示，此外，還可模擬基坑土體受施工降水或坑底承壓水的影響發(fā)生管涌或流土等土體滲透破壞的現(xiàn)象，計(jì)算土體的滲透系數(shù)，為基坑工程施工降水的研究提供實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)和相關(guān)基礎(chǔ)參數(shù)，本實(shí)用新型實(shí)施容易，操作簡(jiǎn)單，將試樣放置在圓筒滲流室內(nèi)，滲流作用自下而上發(fā)生，沿圓筒滲流室向上滲透，通過土體兩端的壓力水頭大小以及滲透水量的大小可計(jì)算土體試樣的滲透系數(shù)；通過提升供水箱的高度加大土體的滲透壓力差，達(dá)到土體發(fā)生流土或管涌的臨界壓力值，進(jìn)行滲透破壞演示，可以精確測(cè)得土體試樣的滲透系數(shù)。
[0018]本實(shí)用新型可以廣泛適用于管涌流土試驗(yàn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型的主視圖。
[0020]圖2是本實(shí)用新型圓筒形底座的俯視圖。
[0021]圖3是本實(shí)用新型的使用狀態(tài)示意圖。
[0022]1-圓筒形底座、2-圓筒滲流室、3_排水孔、4_底板、5_法蘭盤、6_排水管、7_壓力表、8-閥門、9-滲流小孔、10-供水孔、11-供水裝置、11.1-供水箱、11.2-升降架、11.3-支架、11.4-升降桿、11.5-支撐桿、12-供水管。
[0023]【具體實(shí)施方式】:
[0024]實(shí)施例參見圖1所示，這種管涌流土試驗(yàn)裝置，包括圓筒形底座I和圓筒滲流室2，所述圓筒形底座I與圓筒滲流室2通過法蘭盤5連接，所述圓筒形底座I的下端面密閉地固定在底板4上，所述底板4為正方形，由不透水的有機(jī)玻璃制成，參見圖2所示，圓筒形底座I的上端口連接有上端頭封板，所述上端頭封板上密集均勻分布有形成滲流通道的滲流小孔9，所述滲流小孔9的直徑為2mm，圓筒形底座I的側(cè)壁上開有一個(gè)供水孔10，所述供水孔10通過供水管12與供水裝置11相連，所述供水管12上與供水孔10連接的一端設(shè)有壓力表7和閥門8，所述圓筒滲流室2的下端口設(shè)有下端頭封板，所述下端頭封板上開有與圓筒形底座I對(duì)應(yīng)的滲流小孔，所述圓筒滲流室2的側(cè)壁上開有一排均勻間隔排列的排水孔3，所述排水孔3上連接有排水管6。
[0025]參見圖3所示，所述供水裝置11包括支架11.3、平行連接在支架11.3上的升降桿11.4和支撐桿11.5、連接在升降桿11.4和支撐桿11.5上的升降架11.2和與升降架固定連接的供水箱11.1，所述供水箱11.1與供水管12連接。
[0026]本實(shí)用新型的使用方法，具體步驟如下:
[0027]步驟一:連接管涌流土試驗(yàn)裝置
[0028]將圓筒形底座I與底板4固定連接，并通過法蘭盤5和螺栓將圓筒滲流室2與圓筒形底座I固定連接，通過供水管12將圓筒形底座I與供水裝置11連接，并在供水管12與圓筒形底座I連接的一端設(shè)有與壓力表7與閥門8。
[0029]步驟二:放入土體試樣
[0030]在圓筒滲流室2內(nèi)放置與實(shí)際地層密度和孔隙率相同的土體試樣，由于試驗(yàn)中需要測(cè)定不同厚度的土體試樣的滲透破壞情況，故根據(jù)試驗(yàn)情況，選擇不同的排水孔3進(jìn)行排水，如果厚度大了，就在上面的排水孔，其他的排水孔用橡膠塞封堵。
[0031]步驟三，開始試驗(yàn)
[0032]打開閥門8，使水流通過供水孔10進(jìn)入圓筒形底座I，充滿圓筒形底座I后，又通過滲流小孔進(jìn)入圓筒滲流室2，進(jìn)而流入土體試樣，待有水從圓筒滲流室2的排水孔3中排出。
[0033]步驟四:觀察管涌或流土現(xiàn)象
[0034]按如上所述將預(yù)先準(zhǔn)備好的相應(yīng)級(jí)配的土體放入圓筒滲流室后，通過加大壓力水頭，觀察圓筒滲流室內(nèi)土體的變化，直至出現(xiàn)管涌或流土現(xiàn)象，水流壓力可以通過壓力表測(cè)出來:供水裝置中的供水箱的高度可以隨著升降架調(diào)節(jié)，即利用升降桿控制連接供水箱的升降架沿著支撐桿上下移動(dòng)，而供水箱的高度增加，壓力水頭也隨之增加。
[0035]步驟五:測(cè)量土體滲透系數(shù)
[0036]待上述步驟穩(wěn)定后，測(cè)量在規(guī)定時(shí)間內(nèi)的水流的排出量，通過土體試樣兩端的壓力水頭大小以及滲透水量的大小可計(jì)算土體試樣的滲透系數(shù)，其中供水水流的壓力通過壓力表測(cè)得，土體試樣頂部壓力水頭可通過測(cè)量水面距離土體試樣頂部的高度間接得出。
【權(quán)利要求】
1.一種管涌流土試驗(yàn)裝置，包括圓筒形底座(I)和圓筒滲流室(2)，所述圓筒形底座(I)與圓筒滲流室(2)通過法蘭盤(5)連接，其特征在于:所述圓筒形底座(I)的下端面密閉地固定在底板(4 )上，圓筒形底座(I)的上端口連接有上端頭封板，所述上端頭封板上密集均勻分布有形成滲流通道的滲流小孔(9)圓筒形底座(I)的側(cè)壁上開有一個(gè)供水孔(10)，所述供水孔(10)通過供水管(12)與供水裝置(11)相連，所述供水管(12)上與供水孔(10)連接的一端設(shè)有壓力表(7)和閥門(8)，所述圓筒滲流室(2)的側(cè)壁上開有一排均勻間隔排列的排水孔(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管涌流土試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述圓筒滲流室(2)的下端口設(shè)有下端頭封板，所述下端頭封板上開有與圓筒形底座(I)對(duì)應(yīng)的滲流小孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種管涌流土試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述供水裝置(11)包括支架(11.3 )、平行連接在支架(11.3 )上的升降桿(11.4 )和支撐桿(11.5)、連接在升降桿(11.4)和支撐桿(11.5)上的升降架(11.2)和與升降架固定連接的供水箱(11.1),所述供水箱(I1.1)與供水管(12)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種管涌流土試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述排水孔(3)上連接有排水管(6)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種管涌流土試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述滲流小孔(5)的直徑為I?3_。
6.根據(jù)權(quán)利要求5任意一項(xiàng)所述的一種管涌流土試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述底板(4)為正方形、矩形或者圓形。
7.根據(jù)權(quán)利要求6任意一項(xiàng)所述的一種管涌流土試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述底板(4)為不透水的有機(jī)玻璃制成。
【文檔編號(hào)】G01N33/24GK203965428SQ201420311259
【公開日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年6月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月12日
【發(fā)明者】張清林, 耿冬青, 油新華, 宋福淵, 楊春英, 胡賀祥 申請(qǐng)人:中國(guó)建筑股份有限公司