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一种含有承压水地层的基坑坑底稳定性测试方法

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2022-11-07 17:59:45

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 江苏天沃 | 2022-11-07 17:59:45

一种含有承压水地层的基坑坑底稳定性测试方法,包括以下步骤:1),确定围护板的形状和尺寸;2),确定基坑深度及厚度;3),分层铺设土层,埋设围护板;4),划分监测网格;5),安装数据采集系统;6),通过进水口加水,使得水位高于反滤板的位置;7),根据实际承压层的水压确定测试的最大水压力值;8),确定气压加载级别;9),加载气压;10),数据采集系统分别测量和记录数据;11),调整另一个级别的气压,测量和记录数据;12),当坑底表面开始出现渗流破坏时停止加载;13),绘制出水压力与坑底变形的关系图。本发明效果好、操作方便、工期短、费用低。

一种含有承压水地层的基坑坑底稳定性测试方法,实现所述测试方法的装置包括模型箱、围护板、加压系统和数据采集系统,所述围护板位于所述模型箱内,所述加压仓包围住所述模型箱,所述模型箱内铺设试验土体,所述围护板的下部位于所述试验土体内,所述围护板内的试验土体表面层为监测层,所述监测层上布置数据采集系统;所述加压系统由加压仓、气泵、进水管、出水口、气门和封闭螺帽,所述加压仓包围住模型箱,所述加压仓上部设有进水管和气门,所述加压仓的下部设有出水口,所述进水管使用封闭螺帽封堵;所述气门与气泵连接。所述模型箱下部设有用于供水渗透到模型箱内同时阻止试验土体进入加压仓的反滤板,所述加压仓的水位高于所述反滤板的顶部,所述围护板的下部高于所述反滤板的顶部。

地下空间的开发是城市发展的一个重要趋势,而这离不开基坑的开挖及围护。在基坑开挖中,由于坑底上部土压力逐渐减小,在基坑底部以下承压水的作用下易导致坑底隆起、突涌等工程事故的发生,且基坑开坑深度越大,问题越严重。为了评价基坑坑底稳定性,需要对不同承压水压力条件下的坑底位移进行研究,给实际工程提供可靠的数据。由于基底稳定性试验是破坏性试验,难以在工程现场进行测试,且具有工序复杂、费用高、工期长等不足。

罗战友,男,1974年12月出生。博士后、二级教授、硕士生导师。享受国务院政府特殊津贴,入选教育部新世纪优秀人才支持计划,浙江省中青年突出贡献专家,浙江省新世纪151人才重点层次和第一层次,浙江省高校中青年学科带头人,浙江省优秀博士后,浙江省首届“十佳”青年教师。国家自然科学基金评委,浙江省岩土力学与工程学会副理事长兼秘书长。省级土木工程一流学科及硕士学位点的负责人。主要从事隧道工程、城市地铁及地下空间开发技术、岩土工程等方面的教学科研等工作。主持和承担纵向科研项目20余项,其中:国家重大仪器专项1项、国家自然科学基金4项,中国博士后基金1项,省部级基金6项。在国内外学术期刊上发表论文100余篇,授权发明专利60余项。获国家科技发明奖二等奖1项,省部级奖励15项。

本发明的有益效果主要表现在:(1)水气联合加压。在加压仓中使用气、水联合加压的方式,通过控制水面上方的气压来控制承压水头的大小。不仅降低了用水量,也克服了难以施加高压的难题。(2)承压层水压稳定性高。模型箱被加压仓包围在中间,采用反滤板相接,增大了接触面积,提高了承压水的影响范围。加压仓内部相通,水面上的气压始终相同,且仓内水位一致,水压力也相同,所以在承压层内部的水压力保持相同,提高水压稳定性和测试效果。(3)位移测试方式可靠。在试验过程中,通过对监测网格中各个监测点进行实时监测,并使用计算机进行基坑隆起位移进行实时记录和显示,获得不同承压水条件坑底渗流破坏前后坑底面的变形规律,为现场工程提供试验依据和工程指导。(4)操作简单、费用低、时间短、可靠性高。根据工程现场的实际情况,在室内试验装置可根据需要进行组装,工序简单,测试时间短,可靠性高;各部件可重复利用,费用低。

科技成果只有通过实施开发应用,使其转化为生产力,才能取得经济效益和社会效益。成果方目标是将科技成果转化为现实生产力,期待有意愿的企业或合作单位进行合作推广或者进行产品生产。考虑合作转化、许可+合作等转化方式与企业、科学技术研究开发机构和其他组织建立合作关系。