(19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202123099082.4 (22)申请日 2021.12.10 (73)专利权人 天津大学 地址 300350 天津市津南区海河教育园雅 观路135号天津大 学北洋园校区 专利权人 中国建设基础设施有限公司 (72)发明人 徐连坤　王若展　李丰如　郭汉琪　 虞永博　张洪熙　程雪松　李钟顺　 郭景琢　周强　 (74)专利代理 机构 天津市北洋 有限责任专利代 理事务所 12 201 专利代理师 张金亭 (51)Int.Cl. G01N 3/02(2006.01) (54)实用新型名称 模拟锚杆失效引 发桩锚支护基坑连续破坏 的模型试验装置 (57)摘要 本实用新型公开了一种模拟锚杆失效引 发 桩锚支护基坑连续破坏的模型试验装置， 包括矩 形模型箱， 在模型箱内撒设有沙土体， 在沙土体 内挖有模拟基坑， 模拟基坑一面设有围护结构， 在围护结构上安装有土压力监测设备和应变片， 在冠梁上连接有锚杆， 锚杆是采用钢绞线制成 的， 锚杆穿出模 型箱的后侧壁并绕过定滑轮与位 于其上方、 竖直设置的空心螺栓固接， 空心螺栓 固定在模型箱的后侧壁顶部， 在锚 杆位于模型箱 外侧的杆段上连接有拉力计， 在模 型箱外侧设有 导轨支架， 在导轨支架上设有撒砂小车。 本实用 新型采用相似原理， 模拟局部锚 杆失效引发桩锚 支护基坑连续破坏， 便于探索局部锚 杆失效引发 桩锚支护基坑连续破坏时的荷载传递 规律。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 216899889 U 2022.07.05 CN 216899889 U 1.一种模拟锚杆失效引发桩锚支护基坑连续破坏的模型试验装置， 其特征在于， 包括 矩形模型箱， 在所述模型箱内撒设有沙土体， 在所述沙土体内挖有模拟基坑， 所述模拟基坑位于所 述模型箱的前侧， 三面邻接所述模型箱的侧壁， 一面设有围护结构， 在所述围护结构上安装 有土压力监测设备， 所述围护结构包括支护桩和冠梁， 所述支护桩和所述冠梁内侧粘贴有 应变片， 在所述围护结构内侧、 相邻的两根所述支护桩之间粘结有防漏薄膜； 所述冠梁由牛腿支撑， 二者固接， 所述牛腿固定在与其对应的支护 桩的内侧顶部， 在所 述冠梁上连接有锚杆， 所述锚杆是采用 钢绞线制成的， 所述锚杆穿出所述模型箱的后侧 壁 并绕过定滑轮与位于其上方、 竖直设置的空心螺栓固接， 所述空心螺栓连接在支撑板上， 所 述支撑板固接在所述模型箱的后侧壁顶部， 在所述锚杆位于所述模型箱外侧的杆段上连接 有拉力计， 所述定滑轮安装在所述模型箱的后侧 壁外侧， 所述模型箱的左侧 壁或右侧 壁是 由钢化玻璃板制成的； 在所述模型箱外侧设有导轨支架， 在所述导轨支架上铺设有导轨， 所述导轨横跨所述 模型箱的顶部， 在所述导轨上设有撒砂小车， 所述撒砂小车 由轮轴系统和带有撒砂阀门的 砂斗组成； 所述撒砂小车配备有运砂抓斗 。 2.根据权利要求1所述的模拟锚杆失效引发桩锚支护基坑连续破坏的模型试验装置， 其特征在于， 所述模型箱的前侧壁中上部是由与壁长等长的钢板条拼接而成的。 3.根据权利要求2所述的模拟锚杆失效引发桩锚支护基坑连续破坏的模型试验装置， 其特征在于， 所有所述钢板条的宽度相等。 4.根据权利要求1所述的模拟锚杆失效引发桩锚支护基坑连续破坏的模型试验装置， 其特征在于， 所述冠梁两端与所述模型箱侧壁间留有空隙。 5.根据权利要求1所述的模拟锚杆失效引发桩锚支护基坑连续破坏的模型试验装置， 其特征在于， 所述支护桩和所述冠梁均是采用硬质PVC矩形空心管制成的。 6.根据权利要求1所述的模拟锚杆失效引发桩锚支护基坑连续破坏的模型试验装置， 其特征在于， 所述 导轨沿所述模型箱的长度方向设置 。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 216899889 U 2模拟锚杆失效引 发桩锚支护基坑连续破 坏的模型试验装 置 技术领域 [0001]本实用新型涉及基坑工程中的一种试验装置， 特别是一种研究锚杆支护体系中， 模拟支护基坑局部锚杆失效， 探索基坑局部锚杆失效时的荷载传递 规律的模型 试验装置。 背景技术 [0002]锚杆支护作为一种常见的基坑支护体系， 多用于工程规模大， 周边环境复杂， 基坑 形状不规则的情形。 在 锚杆支护基坑中， 锚杆的合理使用能有效控制土体变形， 减小围护结 构内力， 同时降低工程成本， 提高施工效率。 但是在实际工程中， 由于锚杆的设计和施工不 当引起的基坑坍塌事故也时有发生， 如科隆， 日本， 郑州， 南宁等地均曾发生过由于局部锚 杆失效引起的基坑垮塌事故， 造成了巨大的财产损失。 [0003]近年来， 众多学者已经对大量锚杆工程实例或事故案例进行了分析。 例如 International  Federation  for Prestressing(FIP)对35个锚杆支护工程案例进行了统 计分析， 其中很多工程中锚杆存在失效的风险， 甚至已有工程因锚杆失效引发了结构垮塌。 [0004]但是目前的基坑稳定研究方法仅仅局限于二维情况下， 基坑即将破坏的临界状 态， 无法研究基坑局部破坏后的发展情况， 也无法评估基坑破坏后的灾害情况， 更没有系统 的基坑工程防连续垮塌理论。 此外， 目前关于深 基坑连续破坏的研究主要针对悬臂式排桩、 环梁式水平支撑结构体系以及内支撑式排桩支护体系， 而桩锚支护体系作为近年来常用的 一种基坑支护形式， 其局部破坏引发连续破坏机理、 过程及基坑整体安全的控制更是亟待 研究。 因此有必 要提供一种模拟局部锚杆失效引发桩锚支护基坑连续破坏的模型试验装置 及方法， 用以揭示现阶段仍匮乏的局部锚杆失效引发连续破坏的荷载传递机理。 实用新型内容 [0005]本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种模拟锚杆失效引发桩 锚支护基坑连续破坏的模型 试验装置。 [0006]本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是： 一种模拟锚 杆失效引发桩锚支护基坑连续破坏的模型试验装置， 包括矩形模型箱， 在所述模型箱内撒 设有沙土体， 在所述沙土体内挖有模拟基坑， 所述模拟 基坑位于所述模型箱的前侧， 三面邻 接所述模 型箱的侧壁， 一面设有围护结构， 在所述围护结构上安装有土压力监测设备， 所述 围护结构包括支护桩和冠梁， 所述支护桩和所述冠梁内侧粘贴有应变片， 在所述围护结构 内侧、 相邻的两根所述支护桩之间粘结有防漏薄膜； 所述冠梁由牛腿支撑， 二者固接， 所述 牛腿固定在与其对应的支护桩的内侧顶部， 在所述冠梁上连接有锚杆， 所述锚杆是采用钢 绞线制成的， 所述锚杆穿出所述模型箱的后侧 壁并绕过定滑轮与位于其上方、 竖直设置的 空心螺栓固接， 所述空心螺栓连接在支撑板上， 所述支撑板固接在所述模型箱的后侧 壁顶 部， 在所述锚杆位于所述模型箱外侧的杆段上连接有拉力计， 所述定滑轮安装在所述模型 箱的后侧 壁外侧， 所述模型箱的左侧 壁或右侧 壁是由钢化玻璃板制成的； 在所述模型箱外 侧设有导轨支架， 在所述导轨支架上铺设有导轨， 所述导轨横跨所述模型箱的顶部， 在所述说　明　书 1/3 页 3 CN 216899889 U 3