[發明專利]一種臂式土工離心機中的波浪力模擬裝置

在審

• 申請號: 201810131002.2
• 申請日: 2018-02-09
• 公開（公告）號: CN108168841A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 顧行文;王忠濤;徐光明;米占寬;任國峰;趙維;張宇
• 申請（專利權）人: 水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學研究院
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 北京匯捷知識產權代理事務所(普通合伙) 11531
• 代理人: 李宏偉

本發明公開了一種臂式土工離心機中的波浪力模擬裝置，包括模型箱，其內部為中空結構，其上部設有箱蓋；振動板，水平的設于所述中空結構中，動力機構，安裝于所述模型箱，且連接于所述振動板，所述動力機構用以為所述振動板提供振動力；海床模型，設于所述模型箱的底部，所述海床模型用以提供土質層；液體層，位于所述海床模型上，所述液體層的液面與所述振動板接觸；傳感器，設于所述土質層與所述液體層相接的邊緣處，所述傳感器用以實時采集壓力數據。

技術領域

本發明涉及臂式土工離心機、波浪力模擬等領域，具體為一種臂式土工離心機中的波浪力模擬裝置。

背景技術

土工離心模型試驗是一種物理模擬研究手段，比原型縮小n倍的模型土體，在離心機高速旋轉所提供的n倍重力加速度的超重力場中，模型中各對應點的應力場與原型一致，數值相同。當模型土體與原型相同，原型的性狀特別是土體應力應變關系和強度的非線性，都能夠在模型中能夠得到最大程度的再現。如果能夠在離心模型試驗中模擬出波浪循環往復作用力，土工離心模型試驗就成為在波浪條件下，研究水下航道邊坡穩定性、地基變形、土和結構物相互作用最理想的物理模擬手段。

目前，適合在臂式土工離心機中模擬動態波浪力的裝置、設備或試驗方法不多，主要有：非接觸式循環波浪荷載模擬器系統，以及通過步進電機控制壓力轉換閥門開合實現循環加壓的方案。前者對于試驗的模型制備有特殊的要求，而且試驗水位不能準確模擬；后者的出力有限。因此，需要開發一種簡易的土工離心機中模擬動態波浪力的裝置。

發明內容

本發明的目的是：提供一種臂式土工離心機中的波浪力模擬裝置，以解決現有技術中至少一技術問題。

實現上述目的的技術方案是：一種臂式土工離心機中的波浪力模擬裝置，包括模型箱，其內部為中空結構，其上部設有箱蓋；振動板，水平的設于所述中空結構中，動力機構，安裝于所述模型箱，且連接于所述振動板，所述動力機構用以為所述振動板提供振動力；海床模型，設于所述模型箱的底部，所述海床模型用以提供土質層；液體層，位于所述海床模型上，所述液體層的液面與所述振動板接觸；傳感器，設于所述土質層與所述液體層相接的邊緣處，所述傳感器用以實時采集壓力數據。

在本發明一較佳的實施例中，所述土質層從下至上依次包括細沙層、粉質粘土層、淤泥質粘土層以及表土層。

在本發明一較佳的實施例中，當進行波浪力模擬實驗時，所述土質層設有一坡面，該坡面從所述細沙層向所述表土層延伸。

在本發明一較佳的實施例中，該坡面的坡比范圍為1:2-1: 3。

在本發明一較佳的實施例中，所述動力機構包括電機，固定于所述箱蓋上，所述箱蓋上設有通孔；傳動桿，其上部鉸接于所述電機的機軸，其下部穿過所述通孔鉸接于所述振動板的一側；連接件，其上部固定于所述箱蓋，其下部鉸接于所述振動板的中心。

在本發明一較佳的實施例中，所述電機與所述傳動桿通過一鉸接件鉸接；所述振動板與所述傳動桿通過一鉸接件鉸接；所述連接件與所述振動板通過一鉸接件鉸接。

在本發明一較佳的實施例中，所述液體層的液面與所述振動板水平中心線齊平。

在本發明一較佳的實施例中，所述的臂式土工離心機中的波浪力模擬裝置還包括數據采集分析系統，用以采集和分析所述傳感器所采集的壓力數據。

在本發明一較佳的實施例中，所述傳感器包括孔隙水壓計。

本發明的優點是：本發明的臂式土工離心機中的波浪力模擬裝置，能夠更加準確有效的模擬波浪力，結構簡便、易于操作，而且成本較低。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步解釋。

圖1是本發明實施例的波浪力模擬裝置結構示意圖。