[發明專利]一種海底滑坡物理模型試驗裝置及工作方法

有效

• 申請號: 202010023058.3
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN111076893B
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 單治鋼;高上;成帥;李利平;劉寧;王升;靳昊;胡慧江;陳彥好
• 申請（專利權）人: 中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司;山東大學
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00;G01N33/24;G09B25/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 陳曉敏

本發明涉及一種海底滑坡物理模型試驗裝置及工作方法，包括：模型箱：模型箱的兩端分別設置有造浪機構及消浪機構；造浪機構：包括豎向固定設置在模型箱內部的滑軌，滑軌與造浪箱滑動連接，造浪箱與造浪驅動機構連接，造浪箱位于消浪機構所在一側的側部箱壁與水平面呈銳角設置；消浪機構：包括至少一個消浪滾筒，消浪滾筒與消浪驅動機構連接；監測機構：包括用于埋設在相似材料內部的多個光纖光柵傳感器，多個光纖光柵傳感器利用光纖串聯，光纖與光纖調節儀連接，使用本發明的試驗裝置，對研究海底滑坡具有重要意義。

技術領域

本發明涉及試驗設備技術領域，具體涉及一種海底滑坡物理模型試驗裝置及工作方法。

背景技術

迄今為止，海底滑坡地質災害屢見不鮮，嚴重威脅到了海洋工程結構乃至人類生命財產安全。伴隨著海底滑坡的發生，伴隨著大量的沉積物遠距離搬運，這種搬運過程對海洋工程構成了嚴重威脅，諸如海底平臺、海底管道、海底電纜等海底工程設施。海底滑坡也被認為是引起海底輸油管道扭曲失效或者切斷的重要誘發因素，大規模的海底滑坡還經常性的伴有破壞性極強的海嘯發生；同時，海床穩定性也是海洋構筑物選址中不可以忽略的問題。這使得人類對于海洋地質災害的研究變得越來越迫切，對于認識海洋地質災害的重要性也越發凸顯。

由于海底賦存環境復雜、水文地質條件多變，易誘發滑坡事故，海底滑坡通常覆蓋面積較大，不同致災環境引發的滑坡類型也存在著差異，導致對海底滑坡災害災變機理的研究錯綜復雜。發明人發現，海洋無限量海水等因素大大提高了海底滑坡體監測的技術難度。目前并不存在一種能夠針對海底滑坡進行研究的試驗設備，不方便對海底滑坡進行試驗研究。

發明內容

本發明的目的是為克服現有技術的不足，提供一種海底滑坡物理模型試驗裝置，能夠為海底滑坡的數值模擬提供準確的物理試驗數據，方便對海底滑坡現象進行研究。

為實現上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種海底滑坡物理模型試驗裝置，包括：

模型箱：模型箱的兩端分別設置有造浪機構及消浪機構。

造浪機構：包括豎向固定設置在模型箱內部的滑軌，滑軌與造浪箱滑動連接，造浪箱與造浪驅動機構連接，造浪驅動機構能夠驅動造浪箱沿滑軌的升降運動，造浪箱位于消浪機構所在一側的側部箱壁與水平面呈銳角設置，其沿滑軌的升降運動能夠對水產生朝向消浪機構的推力。

消浪機構：包括至少一個消浪滾筒，所述消浪滾筒與消浪驅動機構連接，消浪驅動機構能夠驅動消浪滾筒的轉動，對模型箱的箱壁回彈的波浪產生作用力，消除經模型箱箱壁回彈的波浪。

監測機構：包括用于埋設在相似材料內部的多個光纖光柵傳感器，多個光纖光柵傳感器利用光纖串聯，光纖與光纖調節儀連接。

進一步的，所述造浪驅動機構包括連桿，所述連桿的底端與造浪箱的頂部箱壁鉸接，連桿的頂端與擺臂鉸接，所述擺臂與安裝在第一架體的轉動驅動機構連接，第一架體與模型箱固定連接，轉動驅動機構固定在第一架體上，能夠驅動擺臂的轉動，通過連桿帶動造浪箱沿滑軌的升降運動。

進一步的，所述轉動驅動機構包括第一轉動電機，所述第一轉動電機輸出軸與第一減速箱連接，第一減速箱的輸出軸通過齒輪傳動與傳動軸連接，傳動軸的端部與擺臂固定連接。

進一步的，所述消浪滾筒的兩端與第二架體轉動連接，第二架體與固定設置在模型箱的升降機構連接，升降機構能夠帶動第二架體和消浪滾筒做升降運動。

進一步的，所述消浪驅動機構包括第二轉動電機，所述第二轉動電機與第二減速箱連接，第二減速箱的輸出軸兩端通過安裝在第二架體的皮帶傳動機構與消浪滾筒連接，能夠帶動消浪滾筒的轉動。

進一步的，所述滾筒包括中間軸，所述中間軸與消浪驅動機構連接，所述中間軸穿過多個平行設置的圓形板，并與圓形板固定連接，相鄰圓形板之間沿圓周均勻設置有多個消浪板，用于消除模型箱箱壁回彈的波浪。