專利名稱：土工離心機高壓力模擬試驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種高壓力模擬試驗裝置，特別是一種用于土工離心機的土工離心機高壓力模擬試驗裝置。
背景技術(shù)：
土工離心模型試驗是巖土工程中廣泛應用的研究手段之一。大型土工離心機由旋轉(zhuǎn)臂、與旋轉(zhuǎn)臂相連的立柱、旋轉(zhuǎn)臂一端的離心機吊籃和另一端的配重箱以及驅(qū)動和控制系統(tǒng)組成。根據(jù)離心機中模型相似率關(guān)系，離心機中的能量與離心機加速度的三次方成正比，因此離心機中很小的能量，可以模擬原型巨大的能量。海洋地質(zhì)災害及海底穩(wěn)定性預測評價研究是各種海洋工程建設(shè)的前期重要工作內(nèi)容之一。已有資料表明，我國近海海洋油氣資源開發(fā)海域區(qū)發(fā)育有多種海洋地質(zhì)災害現(xiàn)象，如海底滑坡、海底沖刷、砂土液化、沙波移動、淺層氣等，這些海洋地質(zhì)災害現(xiàn)象的存在影響著海底的穩(wěn)定性，進而對航運、油氣資源開發(fā)、海洋工程設(shè)施建設(shè)(如海底電纜管道工程、海上牧場建設(shè)、碼頭、橋梁等)、海洋功能區(qū)劃調(diào)整以及未來海上風能、潮汐能開發(fā)等海洋開發(fā)活動構(gòu)成顯著影響。據(jù)統(tǒng)計，在我國近海海域曾發(fā)生過海底地質(zhì)災害引發(fā)的工程事故，已經(jīng)對海洋開發(fā)活動造成了嚴重影響與損失。海底地質(zhì)災害發(fā)生在很高的水壓力下，海底底層和邊坡以及各類結(jié)構(gòu)物都會受到很大的壓力作用，目前尚無專門的土工離心機高壓力模擬試驗裝置能夠用于在土工離心機中實現(xiàn)海底地質(zhì)災害過程的模擬。

實用新型內(nèi)容具體來說，本實用新型提供了一種土工離心機高壓力模擬試驗裝置，以解決前面所提到的問題。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提出了一種土工離心機高壓力模擬試驗裝置， 所述土工離心機高壓力模擬試驗裝置安裝在一個離心機吊籃內(nèi)，所述土工離心機高壓力模擬試驗裝置包括一個耐壓容器，在所述耐壓容器內(nèi)設(shè)置有至少一個模型箱，在所述模型箱內(nèi)設(shè)置有至少一個測試模型，在測試模型上方設(shè)置有至少一個數(shù)據(jù)采集裝置。優(yōu)選地，所述耐壓容器包括至少一個防爆裝置、至少一個壓力控制裝置以及至少一個線纜通道。優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采集裝置包括至少一個置于所述測試模型上方的采集器、至少一個與所述采集器相連的數(shù)據(jù)線纜以及一個與所述采集器相連的數(shù)據(jù)采集主機。優(yōu)選地，所述模型箱與所述耐壓容器固定連接。優(yōu)選地，所述模型箱包括一截面為方形的中空箱體，所述中空箱體外側(cè)每個縱向側(cè)面包括至少一個加強筋，所述中空箱體的上側(cè)為開口設(shè)置，所述中空箱體(31)的上方對應所述開口位置設(shè)置有至少一個支撐架，所述箱體至少有一個縱向側(cè)壁為透明側(cè)壁。優(yōu)選地，所述透耐壓容器包括一個中空圓桶形罐體以及一個中空半球形上蓋。
3[0012]優(yōu)選地，所述防爆裝置為一個防爆閥。優(yōu)選地，所述壓力控制裝置包括一個加壓閥和一個減壓閥。優(yōu)選地，所述采集器為高速攝像機。本實用新型的土工離心機高壓力模擬試驗裝置，可以構(gòu)建出高壓力和高離心場環(huán)境，從而實現(xiàn)海底地質(zhì)災害過程的模擬，模擬海底或者高壓力的環(huán)境下巖土邊坡的變形效果，用于研究海底地質(zhì)災害過程中海底邊坡的運動規(guī)律，海底可燃冰開采引起的海底地形
變化等。

以下附圖僅旨在于對本實用新型做示意性說明和解釋，并不限定本實用新型的范圍。其中，圖1為根據(jù)本實用新型的一個具體實施例的土工離心機高壓力模擬試驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為根據(jù)本實用新型的一個具體實施例的土工離心機高壓力模擬試驗裝置的耐壓容器分解示意圖；圖3為根據(jù)本實用新型的一個具體實施例的土工離心機高壓力模擬試驗裝置的模型箱結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為了對本實用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖說明本實用新型的具體實施方式
。其中，相同的部件采用相同的標號。
以下結(jié)合附圖詳細說明根據(jù)本實用新型的土工離心機高壓力模擬試驗裝置的結(jié)構(gòu)及工作原理。圖1為根據(jù)本實用新型的一個具體實施例的土工離心機高壓力模擬試驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該土工離心機高壓力模擬試驗裝置安裝在一個離心機吊籃1內(nèi)，離心機吊籃1 上方開口設(shè)置，以便于往其內(nèi)放置土工離心機高壓力模擬試驗裝置。當然，本領(lǐng)域技術(shù)人員應當理解，該離心機吊籃1的上方對應開口位置還可設(shè)置連接懸掛臂的相關(guān)結(jié)構(gòu)等。所述土工離心機高壓力模擬試驗裝置包括一個密閉的耐壓容器2，為清楚起見，圖 1中的耐壓容器2為示意性結(jié)構(gòu)，其中省略了上蓋，圖2顯示了根據(jù)本實用新型的一個具體實施例的耐壓容器2的分解示意圖。在所述耐壓容器2內(nèi)設(shè)置有至少一個模型箱3，在所述模型箱3內(nèi)設(shè)置有至少一個測試模型4，在測試模型4上方設(shè)置有至少一個數(shù)據(jù)采集裝置5。當土工離心機工作時，離心機吊籃1內(nèi)可生成高達數(shù)百g的離心場，所述耐壓容器 2可加壓至3MPa，諸如模擬海底底層結(jié)構(gòu)之類的測試模型4置于模型箱3中，模型箱3置于耐壓容器2內(nèi)，模型箱3與耐壓容器2固定連接，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)5將測試模型4在高壓狀態(tài)下的變化過程記錄下來。從而可模擬海底或者高壓力的環(huán)境下巖土邊坡的變形效果，用于研究海底地質(zhì)災害過程中海底邊坡的運動規(guī)律，海底可燃冰開采引起的海底地形變化等。在一個優(yōu)選實施例中，模型箱3通過螺栓與耐壓容器2的底座連接。在一個具體實施例中，所述數(shù)據(jù)采集裝置5包括至少一個置于所述測試模型4上方的采集器51、至少一個與所述采集器51相連的數(shù)據(jù)線纜52以及一個與所述采集器51相連的數(shù)據(jù)采集主機53。在一個優(yōu)選實施例中，所述采集器51為高速攝像機。圖2為根據(jù)本實用新型的一個具體實施例的土工離心機高壓力模擬試驗裝置的耐壓容器分解示意圖，該土工離心機高壓力模擬試驗裝置的耐壓容器2包括一個中空圓桶形罐體201、一個中空半球形上蓋202，中空圓桶形罐體201和中空半球形上蓋202可緊密結(jié)合，從而能夠形成一個可耐受高壓力的密閉空間。在一個具體實施例中，所述耐壓容器2包括至少一個防爆裝置21、至少一個壓力控制裝置22以及至少一個線纜通道23。當耐壓容器2內(nèi)的壓力超過設(shè)計的安全閾值時，防爆裝置21可對耐壓容器2進行減壓，從而避免耐壓容器2發(fā)生爆炸危險。壓力控制裝置22可以用于對耐壓容器2進行充氣和放氣，從而對耐壓容器2內(nèi)的壓力進行調(diào)節(jié)，使其達到試驗要求。線纜通道23用于將各種控制、信號線纜從耐壓容器2 中引出。在一個優(yōu)選具體實施例中，所述防爆裝置21為一個防爆閥。在一個優(yōu)選具體實施例中，所述壓力控制裝置22可以包括一個加壓閥和一個減壓閥。圖3為根據(jù)本實用新型的一個具體實施例的土工離心機高壓力模擬試驗裝置的模型箱結(jié)構(gòu)示意圖。所述模型箱3包括一截面為方形的中空箱體31，其中可放置測試模型 4，所述中空箱體31外側(cè)每個縱向側(cè)面包括至少一個加強筋32，這樣能夠保障模型箱3具備高強度，以滿足其能夠在高壓力、高離心場環(huán)境下工作不變形，所述中空箱體31的上側(cè)為開口設(shè)置，可方便測試模型4放入或取出，所述中空箱體31的上方對應開口位置設(shè)置有至少一個支撐架33，可為后續(xù)其他試驗設(shè)備提供安裝位置，所述箱體31至少有一個縱向側(cè)壁為透明側(cè)壁34，這樣能夠使高速攝像機等數(shù)據(jù)采集設(shè)備完整記錄測試模型4的變化過程。本實用新型的土工離心機高壓力模擬試驗裝置，可以構(gòu)建出高壓力和高離心場環(huán)境，從而實現(xiàn)海底地質(zhì)災害過程的模擬，模擬海底或者高壓力的環(huán)境下巖土邊坡的變形效果，用于研究海底地質(zhì)災害過程中海底邊坡的運動規(guī)律，海底可燃冰開采引起的海底地形變化等。本領(lǐng)域技術(shù)人員應當理解，雖然本實用新型是按照多個實施例的方式進行描述的，但是并非每個實施例僅包含一個獨立的技術(shù)方案。說明書中如此敘述僅僅是為了清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應當將說明書作為一個整體加以理解，并將各實施例中所涉及的技術(shù)方案看作是可以相互組合成不同實施例的方式來理解本實用新型的保護范圍。以上所述僅為本實用新型示意性的具體實施方式
，并非用以限定本實用新型的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型的構(gòu)思和原則的前提下所作的等同變化、 修改與結(jié)合，均應屬于本實用新型保護的范圍。
權(quán)利要求1.一種土工離心機高壓力模擬試驗裝置，所述土工離心機高壓力模擬試驗裝置安裝在一個離心機吊籃(1)內(nèi)，其特征在于，所述土工離心機高壓力模擬試驗裝置包括一個耐壓容器(2)，在所述耐壓容器(2)內(nèi)設(shè)置有至少一個模型箱(3)，在所述模型箱(3)內(nèi)設(shè)置有至少一個測試模型(4)，在測試模型(4)上方設(shè)置有至少一個數(shù)據(jù)采集裝置(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土工離心機高壓力模擬試驗裝置，其特征在于，所述耐壓容器(2)包括至少一個防爆裝置(21)、至少一個壓力控制裝置(22)以及至少一個線纜通道 (23)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土工離心機高壓力模擬試驗裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集裝置(5)包括至少一個置于所述測試模型(4)上方的采集器(51)、至少一個與所述采集器(51)相連的數(shù)據(jù)線纜(52)以及一個與所述采集器(51)相連的數(shù)據(jù)采集主機(53)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土工離心機高壓力模擬試驗裝置，其特征在于，所述模型箱 (3)與所述耐壓容器(2)固定連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土工離心機高壓力模擬試驗裝置，其特征在于，所述模型箱 (3)包括一截面為方形的中空箱體(31)，所述中空箱體(31)外側(cè)每個縱向側(cè)面包括至少一個加強筋(32)，所述中空箱體(31)的上側(cè)為開口設(shè)置，所述中空箱體(31)的上方對應所述開口位置設(shè)置有至少一個支撐架(33)，所述箱體(31)至少有一個縱向側(cè)壁為透明側(cè)壁 (34)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土工離心機高壓力模擬試驗裝置，其特征在于，所述耐壓容器(2)包括一個中空圓桶形罐體(201)以及一個中空半球形上蓋(202)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的土工離心機高壓力模擬試驗裝置，其特征在于，所述防爆裝置(21)為一個防爆閥。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的土工離心機高壓力模擬試驗裝置，其特征在于，所述壓力控制裝置(22)包括一個加壓閥和一個減壓閥。
9.據(jù)權(quán)利要求3所述的土工離心機高壓力模擬試驗裝置，其特征在于，所述采集器 (51)為高速攝像機。
專利摘要本實用新型提出了一種土工離心機高壓力模擬試驗裝置，所述高壓力模擬試驗裝置安裝在一個離心機吊籃內(nèi)，所述高壓力模擬試驗裝置包括一個耐壓容器，在所述耐壓容器內(nèi)設(shè)置有至少一個模型箱，在所述模型箱內(nèi)設(shè)置有至少一個測試模型，在測試模型上方設(shè)置有至少一個數(shù)據(jù)采集裝置。本實用新型的土工離心機高壓力模擬試驗裝置，可以構(gòu)建出高壓力和高離心場環(huán)境，從而實現(xiàn)對海底地質(zhì)災害過程的模擬，模擬海底或者高壓力的環(huán)境下巖土邊坡的變形效果，用于研究在海底地質(zhì)災害過程中海底邊坡的運動規(guī)律，由對海底可燃冰的開采引起的海底的地形變化等。
文檔編號G01V9/00GK201974537SQ20112009203
公開日2011年9月14日 申請日期2011年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月31日
發(fā)明者侯瑜京, 張雪東, 徐澤平, 梁建輝 申請人:中國水利水電科學研究院