本技术公开一种地连墙支护基坑水砂竖向渗漏破坏过程的模拟方法,包括下述步骤:将缺陷卡板嵌入透明出水管中,在透明实验箱中分层装入砂样并分层夯实,安装孔压计,砂样饱和固结后,计算每层砂样的临界水头差;开始模拟实验,获取孔压计的实验数据及水砂渗漏质量,判定每层砂样的渗漏破坏状态;计算临界层砂样的额外未承担水头差及实测渗漏破坏厚度,进而得到模拟过程中砂层总渗漏高度的时变数据;采用可视化工具建立孔隙水压力、水砂渗漏质量及砂层总渗漏高度的时变图。本发明建立的模拟方法,可实现渗漏过程的模拟及数据可视化,有助于探究水砂竖向渗漏破坏规律及破坏时间,能反映实际渗漏的复杂性,有利于研究型、教学型实验的开展。
背景技术
地连墙支护是基坑施工中常用的一种围护结构,它结合了挡土和止水的功能,地连墙基坑支护由于能够形成一个完整的连续墙体,可以较为有效地抵抗地下水和土壤的侵蚀。地下水处理不当引起的渗漏破坏是地连墙基坑施工中最为常见的事故类型之一,深基坑止水帷幕渗漏、管涌和坑底突涌事故是渗漏破坏的主要表现形式。尤其是在富水砂层地区基坑施工过程中可能会存在围护结构上的缺陷,当缺陷破口张开量过大时,极易引发漏水漏砂灾害事故,水与砂混合物通过缺陷破口涌入基坑内部面,可能导致路面塌陷、交通受阻。据统计,在我国富水砂层地区,由于具有地下水位高、砂层厚度大、稳定性差等复杂的水文地质条件,基坑漏水漏砂情况较为普遍。通过研究砂层渗漏的发展过程、土体的流动规律及其影响范围,可以更准确地评估灾害风险,为工程灾害的预警与防控提供科学依据。而室内试验是开展上述研究的有效可行的方式。
中国发明专利申请CN107884325A公开了一种模拟排桩支护基坑渗透破坏发展过程的试验装置和试验方法,该技术方案能有效模拟排桩支护基坑渗透变形发展过程中土颗粒力链发展和演变,具有模型简单、拆装方便、可行性强等特点。但是该装置对于土体渗透变形破坏过程只能提供图像分析结果,无法自动连续测得数据及时间序列图以分析土体渗透变形特征。且在缺乏恒压系统的情况下无法保证进口水压变化对实验产生的影响。虽然该专利申请提供了渗透破坏试验方法,但是其仅适用于排桩支护模式,无法适用地连墙支护模式,更无法用于水砂竖向渗漏破坏模拟。目前,有关地连墙支护基坑水砂竖向渗漏破坏模拟还存在实验模型简单的问题,难以反映真实工程中的复杂性,且难以满足模拟不同尺寸、形状的渗漏缺口的试验要求,不利于研究型实验和教学型实验的开展。
实现思路