[實(shí)用新型]深海吸力式基礎(chǔ)的復(fù)合加載模型試驗(yàn)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320191477.3
• 申請日: 2013-04-16
• 公開（公告）號: CN203203813U
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 武科
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及海洋巖土工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種深海吸力式基礎(chǔ)的復(fù)合加載模型試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

目前，深海吸力式基礎(chǔ)所受荷載的加載試驗(yàn)設(shè)置，主要有單一荷載加載和兩個荷載分別加載的試驗(yàn)設(shè)備，即只能實(shí)現(xiàn)單獨(dú)加載水平荷載、豎向荷載、力矩荷載或扭剪荷載一個荷載過程，或者分別加載水平荷載和豎向荷載兩個荷載過程。由于荷載的加載方式單一和數(shù)量受限等因素的影響，從而無法真實(shí)、有效地模擬深海吸力式基礎(chǔ)所受應(yīng)力狀態(tài)，試驗(yàn)結(jié)果都不是很理想，與此同時，考慮到深海基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)不僅受到結(jié)構(gòu)物自身及設(shè)備所引起的豎向荷載的長期作用，而且往往遭受風(fēng)、波浪等所產(chǎn)生的水平荷載、力矩荷載和扭剪荷載等其它荷載分量共同作用，現(xiàn)階段能夠合理地模擬力矩荷載和扭剪荷載的加載試驗(yàn)設(shè)備相對較少，無法同時實(shí)現(xiàn)多荷載加載試驗(yàn)過程。

實(shí)用新型內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型具體公開了一種深海吸力式基礎(chǔ)的復(fù)合加載模型試驗(yàn)裝置，能夠有效地模擬深海吸力式基礎(chǔ)所承受的單一荷載和復(fù)合加載過程，同時該試驗(yàn)設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，試驗(yàn)效果理想。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的具體方案如下：

一種深海吸力式基礎(chǔ)的復(fù)合加載模型試驗(yàn)裝置，包括吸力式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模型，吸力式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模型的頂部與垂直軸承下部相連接，鎖扣環(huán)扣垂直軸承，液壓缸三通過連接桿與吸力式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模型相連，同步齒輪的一端與液壓缸二相連，同步齒輪下部與垂直軸承上部連接，同步齒輪上部與液壓缸一相連。

所述吸力式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模型的變形及所受荷載的測量裝置為位移傳感器和應(yīng)力傳感器。

該裝置工作時，首先設(shè)定所需加載的荷載數(shù)量、荷載大小、加載方式等參數(shù)，通過液壓站與伺服電機(jī)，對三個液壓缸進(jìn)行加壓，其中液壓缸一推動垂直軸承，使其產(chǎn)生垂直升降，并且垂直軸承與吸力式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模型頂部相連接，從而實(shí)現(xiàn)吸力式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模型受豎向荷載的試驗(yàn)?zāi)M；液壓缸二推動同步齒輪旋轉(zhuǎn)，同步齒輪與吸力式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模型頂部連接桿鑲嵌，同步齒輪的轉(zhuǎn)動必然造成吸力式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模型的扭剪轉(zhuǎn)動，從而實(shí)現(xiàn)扭剪荷載的加載過程；液壓缸三推動連接桿水平伸縮，而連接桿與吸力式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模型頂部相連，如果連接部位緊貼吸力式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模型頂部，可以模擬吸力式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模型受到水平荷載作用，如果連接部位與吸力式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模型頂部存在一定距離，即可實(shí)現(xiàn)吸力式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模型在力矩荷載作用下的試驗(yàn)加載過程。

本實(shí)用新型的有益效果：

該深海吸力式基礎(chǔ)的復(fù)合加載模型試驗(yàn)裝置不僅可以測試單一荷載加載作用下深海吸力式基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，而且可以測試復(fù)合加載模式(多荷載共同作用)下深海吸力式基礎(chǔ)的破壞規(guī)律，整體來說該試驗(yàn)設(shè)備加工容易，試驗(yàn)設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，操作方便，測量準(zhǔn)確。

附圖說明

圖1本實(shí)用新型的正面圖；

圖2本實(shí)用新型的側(cè)面圖；

圖3本實(shí)用新型的俯視圖；

圖中，1液壓缸一、2液壓缸二、3液壓缸三、4同步齒輪、5垂直軸承、6鎖扣、7吸力式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模型。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明：

如圖1-3所示，一種深海吸力式基礎(chǔ)的復(fù)合加載模型試驗(yàn)裝置，包括吸力式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模型7，吸力式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模型7的頂部與垂直軸承5下部相連接，鎖扣6環(huán)扣垂直軸承5，液壓缸三3通過連接桿與吸力式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模型7相連，同步齒輪4的一端與液壓缸二2相連，同步齒輪4下部與垂直軸承5上部連接，同步齒輪4上部與液壓缸一1相連。

所述吸力式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模型7的變形及所受荷載的測量裝置為位移傳感器和應(yīng)力傳感器。

當(dāng)吸力式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模型7需要加載垂直荷載作用時，通過電腦設(shè)定所需加載的垂直荷載大小與速度，由液壓站和伺服電機(jī)對液壓缸一1進(jìn)行加壓，推動垂直軸承5上下移動；由于垂直軸承5與吸力式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模型7相互連接，從而帶動吸力式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模型7產(chǎn)生豎向位移，其中，吸力式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)模型7所承受的豎向荷載大小由電腦設(shè)定，吸力式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模型7產(chǎn)生的豎向位移量大小由位移傳感器測量，吸力式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)模型7內(nèi)、外土體所受承載力由應(yīng)力傳感器測量。

當(dāng)吸力式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模型7需要加載水平荷載作用時，通過電腦設(shè)定所需加載的水平荷載大小與速度，由液壓站和伺服電機(jī)對液壓缸三3進(jìn)行加壓，推動垂直軸承5水平移動；由于垂直軸承5與吸力式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模型7相互連接，從而帶動吸力式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模型7產(chǎn)生水平位移，其中，吸力式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)模型7所承受的水平荷載大小由電腦設(shè)定，吸力式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模型7產(chǎn)生的水平位移量大小由位移傳感器測得，吸力式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)模型7內(nèi)、外土體所受承載力由應(yīng)力傳感器測量。