[實用新型]結構物與底部土層吸附力試驗系統

有效

• 申請號: 201220227403.6
• 申請日: 2012-05-18
• 公開（公告）號: CN202599586U
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發明（設計）人: 戴挺;彭貴勝;孫德壯;馬延德;李文賀;姚云熙;楊慶;唐小微
• 申請（專利權）人: 大連船舶重工集團有限公司
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00
• 代理公司: 大連智慧專利事務所 21215
• 代理人: 劉琦

技術領域

本發明涉及海洋與海岸工程、巖土工程的交叉領域，更具體地說，涉及近海或和海洋平臺施工中用于吸附力試驗的裝置。

背景技術

吸附力廣泛存在于生活和工程領域，有時會產生重大工程問題，如沉船打撈時的打撈力遠大于船體自重，且一旦擺脫了吸附力將產生重大的沖擊力；移動式海洋平臺的樁腿，當需要移動時也應首先克服海床的吸附作用。目前應用也較為廣泛，如吸力式沉箱基礎和吸力式錨基礎等。但對于吸附力的研究也大部分集中于經驗公式和理論推導，模型試驗的研究較少。因此為了能更好的了解吸附機理，模型試驗是必不可少的方法之一。

發明內容

本發明可進行不同工況下的吸附力試驗研究，為近海施工設施和海洋平臺施工提供技術指導。

為了達到上述目的，本發明提供一種結構物與底部土層吸附力試驗系統，包括裝有土層的土槽，所述土槽中埋設有鋼板圍成的方箱；所述方箱的上部兩側對稱分設有位移傳感器；所述方箱上部通過繩索在中間位置掛接于拉力傳感器的下部；所述拉力傳感器的上部連接包括定滑輪的施力機構；此外，所述方箱的底部鋼板上開設有孔體；所述孔體下方的土層中埋設有孔壓傳感器。

本發明通過從現象和機理兩方面研究吸附力，設計了適合于吸力產生、消散、量測的試驗裝置。通過設置不同的工況，可進行吸附力影響因素、消除吸附力方法等方面的研究。同時也可針對具體的工程問題，采用現場的材料，對已有的原型進行試驗設計。本系統可以進行不同比尺、不同材料、和不同工況下的實驗。具有設備簡單，易于操作，很好的模擬真實情況等優點。為今后進一步的研究和工程實踐提供有力的保證。是一種既可以作為科學研究又可解決工程問題的多功能裝置。

附圖說明

圖1是本發明結構物與底部土層吸附力試驗系統的原理結構示意圖；

圖2是本發明結構物與底部土層吸附力試驗系統的俯視結構示意圖。

具體實施方式

如圖1-2所示本發明結構物與底部土層吸附力試驗系統，包括裝有土層1的土槽，土槽中埋設有鋼板圍成的方箱2；方箱2的上部兩側對稱分設有位移傳感器6；方箱2上部通過繩索在中間位置掛接于拉力傳感器4的下部；拉力傳感器4的上部連接包括定滑輪5的施力機構；此外，方箱2的底部鋼板上開設有孔體；孔體下方的土層中埋設有孔壓傳感器3。圖2中，定滑輪5固定于一個支架結構7上。

一種實施例中，試驗土槽大小為2m×2m×0.7m，底部和四周密封，可進行水下試驗。上部設置反力架，進行施加固結壓力和提拉力。在本試驗中，結構物為移動平臺的樁靴，采用厚度為6mm的鋼板焊接成規則的箱型，同樣在內部加肋骨保證其剛度，在底部設有預留孔洞，可進行充氣、充水消除吸力試驗。采用的采集設備和量測設備分別為10t拉壓傳感器和應變儀。采用接觸式位移傳感器進行提升過程中的位移采集。

試驗時，通過人力拉動手動葫蘆轉動，將拉力進行放大施加到模型盒上，通過拉力傳感器記錄拉力的大小。作用在模型盒上的拉力將拉動模型盒子向上運動，此時由接觸式位移傳感器記錄兩側的上拔位移，同時也可得出模型盒的傾斜角度。

通過所得到的拉力減去模型的自重，便得到接觸面的吸力值。通過吸力與位移的比較，便可得出上拔時的吸力位移的關系。通過模型盒設置的噴氣孔，可以測量通過噴氣減小吸力的效果。

上述鋼材制作的密封土槽，優選正方形土槽，鋼板焊接而成，具有密封性。本發明設有反力架加載設備，可進行豎向下壓和上拔的荷載加載，可進行不同工況的重復試驗。本發明可通過手動葫蘆進行人為加載，加載過程中可由應變式荷載傳感器讀出荷載大小，并可記錄下上拔位移與極限拉力值。

本發明可進行吸附力研究的模型試驗裝置和數據采集設備。本設備由試驗土槽、加載系統、數據量測系統等組成。通過手動葫蘆進行荷載施加，可由應變式荷載傳感器測量出極限吸附力。同時也可進行吸附力影響因素的科學研究。通過已有的試驗記錄，本實驗裝置可以方便施加拉力，可以控制上拔的速度；兩端的位移傳感器不僅可以測出向上位移量，還可以計算出模型的傾斜角度；埋置在土層中的孔壓計可以記錄上拔過程中的孔隙水壓力的變化；同時還可以進行噴氣消除吸力的效果試驗。

以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明披露的技術范圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。