專(zhuān)利名稱(chēng)：離心場(chǎng)中微型基坑自動(dòng)加支撐系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬巖土及地下工程中的基坑工程領(lǐng)域，具體涉及一種在離心場(chǎng)中微型基坑
自動(dòng)加支撐系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
軟土地層中的基坑工程施工技術(shù)復(fù)雜、風(fēng)險(xiǎn)性大。特別是近些年隨著地鐵建設(shè)及 高層建筑的發(fā)展，基坑開(kāi)挖深度越來(lái)越深，與臨近建筑物間距越來(lái)越小，對(duì)基坑工程本身的 安全和對(duì)環(huán)境的影響提出了更高要求?？刂苹訉?duì)周?chē)绊懙年P(guān)鍵因素之一為基坑支撐對(duì) 擋墻及墻后土體的變形控制作用。實(shí)際工程中基坑支撐的作用機(jī)理及對(duì)支撐設(shè)計(jì)的優(yōu)化得 到了越來(lái)越高的重視。離心模型試驗(yàn)是一種巖土工程領(lǐng)域先進(jìn)的物理模擬手段，能夠真實(shí) 再現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的土體應(yīng)力水平，非常適用于基坑工程研究，可以為實(shí)際工程建設(shè)提供重要依據(jù)， 并可以通過(guò)離心試驗(yàn)分析變形機(jī)理，提高基坑工程的理論研究水平。但是現(xiàn)有的離心場(chǎng)中 基坑施工模擬方式的土體的應(yīng)力水平及應(yīng)力路徑與實(shí)際工程均存在著一定的差別，并且難 以在高g值的離心場(chǎng)下模擬基坑的施工過(guò)程，使試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生很大誤差，因此亟需開(kāi)發(fā)出 一套新型的基坑自動(dòng)加支撐的模擬方式來(lái)再現(xiàn)實(shí)際基坑工程施工情況。 國(guó)內(nèi)外關(guān)于離心試驗(yàn)?zāi)M基坑加支撐的方式主要有停開(kāi)機(jī)加支撐方式和排放高 密度液體方式兩種。停開(kāi)機(jī)方式是預(yù)先制作好模型，安裝后施加離心力，待穩(wěn)定后停機(jī)，在 常規(guī)重力場(chǎng)內(nèi)實(shí)施開(kāi)挖及加支撐的操作，達(dá)到預(yù)定的深度后重新開(kāi)機(jī)施加離心力，待穩(wěn)定 后再重復(fù)該動(dòng)作進(jìn)行下一步開(kāi)挖及支撐，直至到達(dá)基底標(biāo)高。這種方法操作簡(jiǎn)單直觀，但存 在的不足之處為由于停機(jī)，對(duì)整個(gè)模型有個(gè)卸載再加載的過(guò)程，土體應(yīng)力路徑與實(shí)際有所 差別。另一種模擬方式是排放高密度液體模擬基坑開(kāi)挖，即在預(yù)先挖好的空間內(nèi)注入密度 相當(dāng)于土的容重的高密度溶液，在穩(wěn)定的離心場(chǎng)中通過(guò)將溶液抽出模擬基坑開(kāi)挖的卸載效 用。該方法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)化基坑施工的復(fù)雜過(guò)程，可以反映基坑開(kāi)挖卸載過(guò)程，試驗(yàn)較為簡(jiǎn) 單，易于控制，存在的不足之處為不能模擬基坑加支撐過(guò)程，并且土體的側(cè)壓力系數(shù)與實(shí)際 土體情況有差異。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種離心場(chǎng)中微型基坑自動(dòng)加支撐系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)在高度穩(wěn) 定的離心場(chǎng)中完成基坑內(nèi)土體的分層開(kāi)挖后對(duì)擋墻進(jìn)行加支撐的過(guò)程。 本發(fā)明提出的離心場(chǎng)中微型基坑自動(dòng)加支撐系統(tǒng)，由基坑模型系統(tǒng)、基坑開(kāi)挖系 統(tǒng)和基坑支撐系統(tǒng)構(gòu)成，其中 基坑模型系統(tǒng)由模型箱1、擋墻2與隔板3構(gòu)成，模型箱1為中部空心的長(zhǎng)方體結(jié) 構(gòu)，擋墻2垂直位于模型箱1內(nèi)，擋墻2上設(shè)有擋墻凹槽5，頂端設(shè)有擋墻凸起6，隔板3固 定于模型箱1內(nèi)，隔板3由固定部7和分離部8構(gòu)成，固定部7底部與底板40 —側(cè)垂直焊 接，底板40另一側(cè)與側(cè)向鐵板41垂直焊接，呈U字形結(jié)構(gòu)，起穩(wěn)定作用；分離部8由8塊擋 片9構(gòu)成，每排兩塊，共四排，相鄰的擋片9間的接觸面處設(shè)有凹凸榫10，同一行的擋片9通過(guò)固定桿11相連，在土層制備時(shí)用固定桿11將分離部8固定住； 基坑開(kāi)挖系統(tǒng)由刮刀12、牽引裝置13及開(kāi)挖油路14構(gòu)成，刮刀12呈倒T型，下部 為刀片15，刮刀12與牽引裝置13連接，牽引裝置13包括豎向千斤頂16和水平向千斤頂 17，豎向千斤頂16和水平向千斤頂17均連接開(kāi)挖油路14，由開(kāi)挖油路14提供動(dòng)力并進(jìn)行 控制，開(kāi)挖油路14由離心機(jī)總系統(tǒng)控制； 支撐系統(tǒng)由油缸18、支撐支架19、支撐件21和支撐油路構(gòu)成，支撐油路包括支撐 頂進(jìn)油路和支撐回撤油路，支撐支架19為兩個(gè)，兩個(gè)支撐支架19的一端分別固定于支架底 板28兩端，支架底板28位于模型箱1內(nèi)底部一側(cè)，油缸18的兩端分別固定于兩個(gè)支撐支 架19上，支撐件21通過(guò)油缸18的活塞桿連接油缸18，油缸18兩側(cè)分別設(shè)有頂進(jìn)壓力進(jìn) 口 31和回撤壓力進(jìn)口 32，頂進(jìn)壓力進(jìn)口 31連接頂進(jìn)支油管22，頂進(jìn)支油管22通過(guò)電磁閥 23連接頂進(jìn)分油管33，頂進(jìn)分油管33連接總油管24，總油管24通過(guò)針型閥25、壓力測(cè)量 計(jì)26連接支撐頂進(jìn)油路，回撤壓力進(jìn)口 32通過(guò)回撤支油管連接支撐回撤油路。
本發(fā)明中，支撐件21沿基坑深度方向分布有4道，每道由水平方向并行的2個(gè)支 撐件21構(gòu)成，每個(gè)支撐件21均連接相應(yīng)的油缸18的活塞桿。 本發(fā)明中，支撐頂進(jìn)油路27及支撐回撤油路分別連接離心機(jī)總系統(tǒng)控制器。
本發(fā)明中，固定部7、支架底板28、擋墻一側(cè)的支撐支架19以及模型箱兩側(cè)面形成 一長(zhǎng)方體區(qū)域?yàn)榧灵w30，開(kāi)挖的土在刮刀作用下落入集土閣30內(nèi)。 本發(fā)明中，模型箱1前側(cè)面采用有機(jī)玻璃面4，便于標(biāo)注與攝像，其余5個(gè)面均可拆 卸，6個(gè)面的連接處采用密封條密封。 本發(fā)明中，刮刀12在千斤頂引導(dǎo)下進(jìn)行水平和豎直運(yùn)動(dòng)，從而對(duì)土體進(jìn)行分層開(kāi) 挖。刮刀12采用不銹鋼材質(zhì)，試驗(yàn)時(shí)在刀片15處涂抹凡士林，防止土粒粘在刮刀12上。
本發(fā)明中，以第一層為例支撐的頂進(jìn)與回撤過(guò)程如下第一層兩個(gè)支撐件21的前 進(jìn)是通過(guò)在離心機(jī)控制室中增加支撐頂進(jìn)油路27的油壓并打開(kāi)對(duì)應(yīng)層支撐件21的電磁閥 23來(lái)實(shí)現(xiàn)的。支撐件21推進(jìn)力量可以通過(guò)調(diào)整支撐頂進(jìn)油路油壓27進(jìn)行控制。電磁閥 23關(guān)閉后由于油的不可壓縮性支撐仍然保持剛性。第一層支撐的回撤需要在離心機(jī)控制室 中減少支撐頂進(jìn)油路27油壓并增加第一支撐回撤油路35的油壓來(lái)實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的工作過(guò)程如下 在模型箱1四周涂抹硅油，有利于減小模型箱1與試驗(yàn)土 20間的摩擦。安裝固定 好隔板3、支架底板28、支撐支架19及八個(gè)油缸18。并將四對(duì)油缸活塞桿頂至相應(yīng)四道分 離式隔板3上。在隔板3另一側(cè)加入調(diào)制好的試驗(yàn)土20，在離心場(chǎng)中進(jìn)行初步固結(jié)。在隔 板的填土一側(cè)50mm處開(kāi)挖土槽，安放擋墻2使之豎直，繼續(xù)固結(jié)試驗(yàn)土 20，控制試驗(yàn)土 20 的固結(jié)度達(dá)到90%以上。 開(kāi)挖試驗(yàn)開(kāi)始前油缸18及各根油管內(nèi)均充滿機(jī)油，所有電磁閥23均處于關(guān)閉狀 態(tài)。在離心場(chǎng)中正式進(jìn)行開(kāi)挖試驗(yàn)時(shí)，將固定桿11抽出，打開(kāi)第一層電磁閥23，通過(guò)減少支 撐頂進(jìn)油路27油壓并增加第一支撐回撤油路35油壓，使得第一道支撐件21回縮至底部。 第一層支撐件21回縮后隔板3最上部第一層擋片9處于在一個(gè)不穩(wěn)定的狀態(tài)，刮刀12在水 平向千斤頂17的牽引下很容易將第一排的一對(duì)擋片9推倒。接著控制豎向千斤頂16緩慢 下移刮刀12，使得刮刀12每次切土深度約為5mm，控制水平向千斤頂17從近擋墻2側(cè)開(kāi)始 刮土，使刮刀12水平向運(yùn)行速率小于2mm/s，通過(guò)刮刀12水平向的運(yùn)動(dòng)將土體刮出。刮出
4的土沿著隔板3的外側(cè)在自重的作用下進(jìn)入集土閣30中。當(dāng)5mm深度土體刮完后，停止刮土，刮刀12由水平向千斤頂17控制返回初始位置。刮刀由豎向千斤頂16控制下移5mm，進(jìn)行下一層5mm的刮土，刮土過(guò)程同上一層相同，直至開(kāi)挖深度達(dá)到第二層臨時(shí)擋板的頂面。緊接著打開(kāi)控制第一道油缸18的電磁閥23，增大支撐頂進(jìn)油路27油壓使得第一層支撐件21向前伸長(zhǎng)，直接將支撐件21的端頭頂至擋墻2即停止。至此，完成開(kāi)挖第一層土并加第一道支撐件21的過(guò)程，稱(chēng)之為開(kāi)挖步一。在開(kāi)挖過(guò)程中，支撐件21的軸力可通過(guò)安裝在支撐件21頭部的軸力計(jì)39進(jìn)行量測(cè)。 重復(fù)上述回縮第二道支撐件21，利用刮刀12將第二排擋片9推掉，并刮除第二層土，接著伸長(zhǎng)第二道油缸支撐至擋墻2，完成開(kāi)挖步二。同樣重復(fù)以上過(guò)程，完成開(kāi)挖步三和開(kāi)挖步四，直至開(kāi)挖至預(yù)定最終基坑底面，試驗(yàn)結(jié)束。
本發(fā)明的有益效果 本發(fā)明的離心場(chǎng)中微型基坑自動(dòng)開(kāi)挖系統(tǒng)，可提供在高速離心場(chǎng)中在狹小空間里對(duì)基坑施工過(guò)程進(jìn)行較高程度的模擬。這種系統(tǒng)1)可承受最大離心加速度100g ;2)功能與構(gòu)造緊密結(jié)合，占用空間小，可實(shí)現(xiàn)實(shí)際基坑施工的主要?jiǎng)幼鳎?)可以通過(guò)離心機(jī)中油路對(duì)開(kāi)挖及支撐進(jìn)行精確控制；4)在離心場(chǎng)中可實(shí)現(xiàn)對(duì)基坑的開(kāi)挖和支撐等一系列連續(xù)動(dòng)作；5)本發(fā)明所需的設(shè)備均可以直接定制或購(gòu)買(mǎi)得到，設(shè)備加工精度也能夠達(dá)到要求，因此本發(fā)明可以較易實(shí)現(xiàn)并應(yīng)用于相關(guān)科研中。


圖1為基坑自動(dòng)加支撐系統(tǒng)示意圖。 圖2為基坑自動(dòng)加支撐系統(tǒng)A-A截面右視圖。 圖3為隔板擋片連接示意圖。其中(a)為垂直放置，(b)為水平放置。
圖4為擋墻構(gòu)造示意圖。其中(a)為主視圖，(b)為左視圖。
圖5為基坑支撐系統(tǒng)工作原理圖。 圖中標(biāo)號(hào)1為模型箱；2為擋墻；3為隔板；4為有機(jī)玻璃面；5為擋墻凹槽；6為擋墻凸起；7為固定部；8為分離部；9為擋片；10為凹凸榫；11為固定桿；12為刮刀；13為牽引裝置；14為開(kāi)挖油路；15為刀片；16為豎向千斤頂；17為水平向千斤頂；18為油缸；19
為支撐支架；20為試驗(yàn)土 ；21為支撐；22為頂進(jìn)支油管；23為電磁閥；24為總油管；25為針型閥；26為壓力測(cè)量計(jì)；27為支撐頂進(jìn)油路；28為支架底板；29為支架圓孔；30為集土閣；31為頂進(jìn)壓力進(jìn)口 ；32為回撤壓力進(jìn)口 ；33為頂進(jìn)分油管；34為回撤支油管；35為第一支撐回撤油路；36為第二支撐回撤油路；37為第三支撐回撤油路；38為第四支撐回撤油路；39為軸力計(jì)；40為底板；41為側(cè)向鐵板。
具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)實(shí)施例結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。 實(shí)施例1 :本離心場(chǎng)中微型基坑自動(dòng)開(kāi)挖系統(tǒng)，由基坑模型系統(tǒng)、基坑開(kāi)挖系統(tǒng)、基坑支撐系統(tǒng)構(gòu)成。 基坑模型系統(tǒng)由模型箱1、擋墻2與隔板3構(gòu)成。模型箱1為中部空心的長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，凈尺寸為800X160X500mm(長(zhǎng)X寬X高)，前側(cè)面為30mm厚有機(jī)玻璃面4，長(zhǎng)800mm，
5寬500mm。模型箱其余5個(gè)面由硬質(zhì)合金鋁制作而成，壁厚30mm，均可拆卸，所有接縫用密封條密封。擋墻2位于模型箱寬度方向200mm處，采用鋁合金薄板模擬，長(zhǎng)160mm，高360mm，厚度6mm，擋墻上預(yù)留有擋墻凹槽5，直徑15mm，用來(lái)安裝土壓與孔壓傳感器。位于擋墻上端的擋墻凸起6，長(zhǎng)50mm，高50mm，可供非接觸式位移計(jì)測(cè)量其頂部位移。隔板3位于模型箱寬度方向150mm處，主要由固定部7和分離部8構(gòu)成。固定部7下端與一個(gè)鐵質(zhì)底板40垂直焊接，鐵質(zhì)底板40長(zhǎng)160mm，寬144mm，厚3mm ;鐵質(zhì)底板40另一側(cè)與一個(gè)側(cè)向鐵板41垂直焊接，側(cè)向鐵板41長(zhǎng)160mm，高400mm，厚3mm。固定部為矩形薄板，長(zhǎng)160mm，高200mm，厚3mm，分離部8由8塊矩形擋片9構(gòu)成，擋片為斜長(zhǎng)方體形狀，每排兩塊，共四排，每個(gè)擋片9長(zhǎng)80mm，高40mm，垂直厚度3mm。擋片9間的接觸面處加工有l(wèi)mm寬的凹凸榫10，同一行的擋片9通過(guò)固定桿11相連，在土層制備時(shí)用固定桿11將分離部8固定住。隔板3在試驗(yàn)土層制備時(shí)對(duì)土體提供臨時(shí)支護(hù)。 基坑開(kāi)挖系統(tǒng)由刮刀12、定制的牽引裝置13及開(kāi)挖油路14構(gòu)成。刮刀呈倒T型，由鐵質(zhì)圓柱軸與鐵質(zhì)刀片15構(gòu)成，圓柱軸直徑為4mm，下部為刀片15，刀片15長(zhǎng)130mm，高20mm。刮刀12與定制的牽引裝置13連接，定制的牽引裝置主要包括豎向千斤頂16和水平向千斤頂17及千斤頂支架，每只千斤頂分別用一支開(kāi)挖油路14提供動(dòng)力并進(jìn)行控制。開(kāi)挖油路14由離心機(jī)總系統(tǒng)控制。刮刀12在千斤頂引導(dǎo)下進(jìn)行水平和豎直運(yùn)動(dòng)，從而對(duì)土體進(jìn)行分層開(kāi)挖。刮刀12采用不銹鋼材質(zhì)，試驗(yàn)時(shí)在刀片15處涂抹凡士林，防止土粒粘在刮刀12上。 基坑支撐系統(tǒng)主要由油缸18、支撐支架19、支撐油路構(gòu)成。每個(gè)水平支撐件21由一個(gè)水平向油缸18進(jìn)行控制，油缸為鋁合金制成，油缸外徑25mm，壁厚2mm，活塞桿直徑10mm，有效長(zhǎng)度200mm。利用油缸18的的活塞桿來(lái)模擬支撐件21。支撐件21沿基坑深度方向按一定的間距布置4層，4層支撐軸心分別位于基坑頂面下20mm，60mm， 100mm， 140mm處，每層由水平方向并行的2只油缸支撐件21構(gòu)成，同一層支撐軸心分別位于模型箱寬度方向40mm，120mm處。支撐油路包括支撐頂進(jìn)油路27、第一支撐回撤油路35 ;第二支撐回撤油路36 ;第三支撐回撤油路37 ;第四支撐回撤油路38，連同2個(gè)開(kāi)挖油路，本發(fā)明共需離心機(jī)上的7個(gè)油路。 其中每道支撐件21的油缸18兩側(cè)分別有兩個(gè)開(kāi)孔2mm的進(jìn)油口 ，分別稱(chēng)為頂進(jìn)壓力進(jìn)口 31和回撤壓力進(jìn)口 32，頂進(jìn)壓力進(jìn)口 31位于擋墻2—側(cè)，每個(gè)頂進(jìn)壓力進(jìn)口 31分別與一根頂進(jìn)支油管22相連，頂進(jìn)支油管22為塑料制成，直徑2mm，同一層引出的兩根頂進(jìn)支油管22通過(guò)T形接頭連接在每層的頂進(jìn)分油管33上，頂進(jìn)分油管33為塑料制成，直徑4mm，每根頂進(jìn)分油管33分別與電磁閥23相連并單獨(dú)使用電磁閥23控制，四層電磁閥23引出的頂進(jìn)分油管33然后匯在一起，通過(guò)五孔接頭連接在總油管24上，總油管24為塑料制成，直徑16mm，總油管24串接在針型閥25和壓力測(cè)量計(jì)26上，由壓力測(cè)量計(jì)26引出的總油管24最后與支撐頂進(jìn)油路27相連。每層兩個(gè)回撤壓力進(jìn)口 32分別通過(guò)一根直徑為4mm塑料油管連接到T形接頭上，4個(gè)T形接頭引出的回撤支油管34連接分別連接在第一支撐回撤油路35、第二支撐回撤油路36、第三支撐回撤油路37、第四支撐回撤油路38上，回撤支油管34塑料制成，直徑為4mm。支撐頂進(jìn)油路27及每個(gè)支撐回撤油路分別獨(dú)立由離心機(jī)總系統(tǒng)控制。 油缸18由一對(duì)支撐支架19進(jìn)行固定。兩個(gè)支撐支架19下端與支架底板28垂直焊接，呈U字形；支架底板為鋁合金制成，厚度3mm，長(zhǎng)度97mm，寬160mm。支撐支架19為一鋁合金板，厚度5mm，長(zhǎng)度160mm，高397mm，板上沿縱向中心軸對(duì)稱(chēng)刻有八個(gè)直徑為25mm的支架圓孔29，中心分別位于支架頂面下20mm， 60mm， 100mm， 140mm處，長(zhǎng)度方向分別位于40mm， 120mm處。每個(gè)油缸18的底面一側(cè)通過(guò)對(duì)應(yīng)位置的圓孔29并焊接在支撐支架19上。固定部7、支架底板28、擋墻一側(cè)的支撐支架19以及模型箱兩側(cè)面形成一長(zhǎng)方體區(qū)域，凈尺寸為160X47X194mm(長(zhǎng)X寬X高)，稱(chēng)為集土閣30，開(kāi)挖的土在刮刀作用下落入集土閣30內(nèi)。 以第一層為例，支撐的頂進(jìn)與回撤過(guò)程如下第一層兩個(gè)支撐件21的前進(jìn)是通過(guò)在離心機(jī)控制室中增加支撐頂進(jìn)油路27的油壓并打開(kāi)對(duì)應(yīng)層支撐件21的電磁閥23來(lái)實(shí)現(xiàn)的。支撐件21推進(jìn)力量可以通過(guò)調(diào)整支撐頂進(jìn)油路油壓27進(jìn)行控制。電磁閥23關(guān)閉后由于油的不可壓縮性支撐仍然保持剛性。第一層支撐的回撤需要在離心機(jī)控制室中減少支撐頂進(jìn)油路27油壓并增加第一支撐回撤油路35的油壓來(lái)實(shí)現(xiàn)。 以上實(shí)施例是對(duì)此類(lèi)系統(tǒng)的一般性描述，也是為了便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)本系統(tǒng)做出各種修改或進(jìn)行調(diào)整，并把在此說(shuō)明的一般構(gòu)造原理應(yīng)用到其他模型中而不必經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本發(fā)明不限于這里所介紹的系統(tǒng)，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，對(duì)于本發(fā)明做出的修改都應(yīng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種離心場(chǎng)中微型基坑自動(dòng)加支撐系統(tǒng)，由基坑模型系統(tǒng)、基坑開(kāi)挖系統(tǒng)和基坑支撐系統(tǒng)構(gòu)成，其特征在于基坑模型系統(tǒng)由模型箱(1)、擋墻(2)與隔板(3)構(gòu)成，模型箱(1)為中部空心的長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，擋墻(2)垂直位于模型箱(1)內(nèi)，擋墻(2)上設(shè)有擋墻凹槽(5)，頂端設(shè)有擋墻凸起(6)，隔板(3)固定于模型箱(1)內(nèi)，隔板(3)由固定部(7)和分離部(8)構(gòu)成，固定部(7)底部與底板(40)一側(cè)垂直焊接，底板(40)另一側(cè)與側(cè)向鐵板(41)垂直焊接，呈U字形結(jié)構(gòu)；分離部(8)由8塊擋片(9)構(gòu)成，每排兩塊，共四排，相鄰的擋片(9)間的接觸面處設(shè)有凹凸榫(10)，同一行的擋片(9)通過(guò)固定桿(11)相連，在土層制備時(shí)用固定桿(11)將分離部(8)固定住；基坑開(kāi)挖系統(tǒng)由刮刀(12)、牽引裝置(13)及開(kāi)挖油路(14)構(gòu)成，刮刀(12)呈倒T型，下部為刀片(15)，刮刀(12)與牽引裝置(13)連接，牽引裝置(13)包括豎向千斤頂(16)和水平向千斤頂(17)，豎向千斤頂(16)和水平向千斤頂(17)均連接開(kāi)挖油路(14)，由開(kāi)挖油路(14)提供動(dòng)力并進(jìn)行控制，開(kāi)挖油路(14)由離心機(jī)總系統(tǒng)控制；支撐系統(tǒng)由油缸(18)、支撐支架(19)、支撐件(21)和支撐油路構(gòu)成，支撐油路包括支撐頂進(jìn)油路和支撐回撤油路，支撐支架(19)為兩個(gè)，兩個(gè)支撐支架(19)的一端分別固定于支架底板(28)兩端，支架底板(28)位于模型箱(1)內(nèi)底部一側(cè)，油缸(18)的兩端分別固定于兩個(gè)支撐支架(19)上，支撐件(21)通過(guò)油缸(18)的活塞桿連接油缸(18)，油缸(18)兩側(cè)分別設(shè)有頂進(jìn)壓力進(jìn)口(31)和回撤壓力進(jìn)口(32)，頂進(jìn)壓力進(jìn)口(31)連接頂進(jìn)支油管(22)，頂進(jìn)支油管(22)通過(guò)電磁閥(23)連接頂進(jìn)分油管(33)，頂進(jìn)分油管(33)連接總油管(24)，總油管(24)通過(guò)針型閥(25)、壓力測(cè)量計(jì)(26)連接支撐頂進(jìn)油路，回撤壓力進(jìn)口(32)通過(guò)回撤支油管連接支撐回撤油路。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的離心場(chǎng)中微型基坑自動(dòng)加支撐系統(tǒng)，其特征在于支撐件(21)沿基坑深度方向分布有4道，每道由水平方向并行的2個(gè)支撐件(21)構(gòu)成，每個(gè)支撐件(21)均連接相應(yīng)的油缸(18)的活塞桿。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心場(chǎng)中微型基坑自動(dòng)加支撐系統(tǒng)，其特征在于支撐頂進(jìn)油路(27)及支撐回撤油路分別連接離心機(jī)總系統(tǒng)控制器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的離心場(chǎng)中微型基坑自動(dòng)加支撐系統(tǒng)，其特征在于固定部(7)、支架底板(28)、擋墻一側(cè)的支撐支架(19)以及模型箱兩側(cè)面形成一長(zhǎng)方體區(qū)域?yàn)榧灵w(30)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的離心場(chǎng)中微型基坑自動(dòng)加支撐系統(tǒng)，其特征在于模型箱(1)前側(cè)面采用有機(jī)玻璃面(4)，其余5個(gè)面均可拆卸，6個(gè)面的連接處采用密封條密封。
全文摘要
本發(fā)明屬巖土及地下工程中的基坑工程領(lǐng)域，具體涉及一種離心場(chǎng)中微型基坑自動(dòng)加支撐系統(tǒng)。由基坑模型系統(tǒng)、基坑開(kāi)挖系統(tǒng)、基坑支撐系統(tǒng)構(gòu)成。模型箱為長(zhǎng)條形，一側(cè)有機(jī)玻璃，可拆卸；擋墻采用鋁合金薄板模擬，其上留有凹槽與凸起；隔板由固定部和分離部構(gòu)成。分離部由四排擋片構(gòu)成，每排兩塊?；娱_(kāi)挖系統(tǒng)由刮刀、定制的牽引裝置及開(kāi)挖油路構(gòu)成。刮刀呈倒T型，下部為刀片；定制的牽引裝置主要為豎向千斤頂和水平向千斤頂，由開(kāi)挖油路提供動(dòng)力；基坑支撐系統(tǒng)由油缸、支架、支撐油路構(gòu)成，每個(gè)水平支撐件由一個(gè)水平向油缸進(jìn)行控制，利用油缸的活塞桿來(lái)模擬支撐，油缸利用電磁閥及油路實(shí)現(xiàn)支撐頂進(jìn)與回撤過(guò)程。本發(fā)明可在高速離心場(chǎng)中實(shí)現(xiàn)基坑自動(dòng)開(kāi)挖并加支撐模擬過(guò)程，在實(shí)驗(yàn)室中較好地再現(xiàn)實(shí)際土體應(yīng)力水平及基坑工程施工流程，能夠得出符合實(shí)際的工程規(guī)律。
文檔編號(hào)E02D17/00GK101787714SQ201010109180
公開(kāi)日2010年7月28日 申請(qǐng)日期2010年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月5日
發(fā)明者劉朝明, 張海華, 王志秀, 王磊, 馬忠政, 馬險(xiǎn)峰 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué);上海申通地鐵集團(tuán)有限公司