用于模拟洞室负压的试验装置的制作方法

本发明涉及一种岩溶塌陷灾害试验装置，尤其涉及一种用于模拟洞室负压的试验装置。

背景技术：

在进行地面塌陷稳定性分析中，目前遇到的科学瓶颈是洞室负压取值问题（陈洪凯等，岩溶洞穴土质盖层稳定性分析方法及应用，地下空间与工程学报，2016年第2期），现有理论还停留在人为假定取值的粗放层面。

技术实现要素：

针对背景技术中的问题，本发明提出了一种用于模拟洞室负压的试验装置，其创新在于：所述试验装置包括有机玻璃槽、模拟降雨装置、升降支架、注水管、钢筋网、土工布和真空压力计；

所述钢筋网设置在有机玻璃槽的中部，钢筋网将有机玻璃槽的内腔分割为上腔和下腔；土工布将钢筋网的上侧面覆盖；所述模拟降雨装置设置在有机玻璃槽的正上方；有机玻璃槽的底面与升降支架的上端连接，升降支架能传动有机玻璃槽在竖向上移动；所述注水管设置在下腔的侧壁上，注水管用于向下腔注水；所述真空压力计设置在下腔上部的侧壁上；有机玻璃槽的底部设置有排水孔，排水孔通过排水阀连接至排水管；所述土工布上侧的空间内填充有用于模拟洞室顶板盖层的土体。

本发明的原理是：试验前，按设计的土体级配制作好用于模拟洞室顶板盖层的土体，然后将土体填充在土工布上侧的空间内，然后通过注水管向下腔注水以模拟洞内地下水（此时排水阀处于关闭状态），然后通过升降支架调整有机玻璃槽的高度（实质上就是在调整洞内地下水的下降幅度）；准备工作完成后，启动模拟降雨装置，同时，打开排水阀，通过真空压力计对下腔内的气压参数进行连续采集，并且透过有机玻璃槽，我们还能够观测到降雨入渗锋的变化特性，最终就能得出与降雨强度和地下水降落有关的洞室负压变化规律，通过调整土体级配、降雨强度（通过模拟降雨装置调节）、有机玻璃槽高度（通过升降支架调节）、地下水流量（通过排水阀开度调节）等参数，我们就能得到各种工况下的洞室负压变化规律，累计了大量试验数据后，就能发现洞室负压变化规律及其计算方法。从而科学地给出地面塌陷灾害力学分析中洞室负压的精确量化数值，有效提高地面塌陷灾害力学分析的精度。

具体实施时，模拟降雨装置可采用第201110113318.7号中国专利；

本发明的有益技术效果是：提出了一种用于模拟洞室负压的试验装置，该试验装置能够模拟出降雨和地下水降落条件下的洞室负压变化情况，使我们能够得到洞室负压的精确量化数值，提高地面塌陷灾害力学分析的精度。

附图说明

图1、本发明的结构示意图；

图中各个标记所对应的名称分别为：有机玻璃槽1、模拟降雨装置2、升降支架3、注水管4、钢筋网5、真空压力计6、降雨入渗锋7。

具体实施方式

一种用于模拟洞室负压的试验装置，其创新在于：所述试验装置包括有机玻璃槽1、模拟降雨装置2、升降支架3、注水管4、钢筋网5、土工布和真空压力计6；

所述钢筋网5设置在有机玻璃槽1的中部，钢筋网5将有机玻璃槽1的内腔分割为上腔和下腔；土工布将钢筋网5的上侧面覆盖；所述模拟降雨装置2设置在有机玻璃槽1的正上方；有机玻璃槽1的底面与升降支架3的上端连接，升降支架3能传动有机玻璃槽1在竖向上移动；所述注水管4设置在下腔的侧壁上，注水管4用于向下腔注水；所述真空压力计6设置在下腔上部的侧壁上；有机玻璃槽1的底部设置有排水孔，排水孔通过排水阀连接至排水管；所述土工布上侧的空间内填充有用于模拟洞室顶板盖层的土体。

具体实施时，有机玻璃槽1可制作成长、宽、高为（120~150cm）×（120~150cm）×（80~100cm）的立方体结构，钢筋网5设置在有机玻璃槽1的中间位置，升降支架3的调节范围在100~350cm之间可调（相当于初始静水压力10~35kpa）。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种用于模拟洞室负压的试验装置，其创新在于：所述试验装置包括有机玻璃槽、模拟降雨装置、升降支架、注水管、钢筋网、土工布和真空压力计；本发明的有益技术效果是：提出了一种用于模拟洞室负压的试验装置，该试验装置能够模拟出降雨和地下水降落条件下的洞室负压变化情况，使我们能够得到洞室负压的精确量化数值，提高地面塌陷灾害力学分析的精度。

技术研发人员：陈洪凯;王圣娟
受保护的技术使用者：枣庄学院;陈洪凯;王圣娟
技术研发日：2019.05.15
技术公布日：2019.08.16