[發明專利]基于加速度傳感器的護面塊體穩定性測量方法

有效

• 申請號: 202010160999.1
• 申請日: 2020-03-10
• 公開（公告）號: CN111337214B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 馬小舟;桑高亞;董國海;馬玉祥;鄭振鈞
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02;E02B1/02
• 代理公司: 大連智高專利事務所(特殊普通合伙) 21235
• 代理人: 畢進

本發明提出一種基于加速度傳感器的護面塊體穩定性測量方法，屬于防波堤物理模型試驗領域，測量設施及儀器包括水槽、防波堤模型斷面、護面塊體模型、加速度傳感器及供電設備，其特點是：當水槽中無模型時，不斷調整波要素直到得到含有所需波要素的造波文件。得到所有所需造波文件后在水槽中安裝防波堤斷面模型，之后安放護面塊體模型，護面塊體模型包括內置加速度傳感器的模型和無加速度傳感器的模型，效果是波浪作用在護面塊體上導致塊體小幅度振動或大幅度移動，傳感器產生感應而使數據發生波動，從而判斷塊體的運動情況。

技術領域

本發明涉及波浪物理模型試驗技術領域，具體說是一種基于加速度傳感器的護面塊體穩定性測量方法。

背景技術

物理模型試驗是探究護面塊體穩定性的重要手段。除了波高較小，工程量不大的工程或有類似條件下的試驗資料時，塊體穩定性的研究一般均需進行塊體穩定性試驗。目前，試驗中塊體振動量無法人為判斷，塊體運動量人為測量費時費力，塊體穩定性的判斷人為誤差大。雖有激光或紅外掃描將塊石平面成像比較的方法，但較為籠統且儀器昂貴。

發明內容

本發明要解決的技術難題是：提供一種基于加速度傳感器的護面塊體穩定性測量方法，解決現有的探索塊體穩定性的模型試驗中塊體穩定性判斷人為誤差大且費時費力的缺陷，通過系統地建立加速度傳感器的測量數據與塊體的穩定性的對應關系，達到通過傳感器數據變化判斷塊體是否失穩的效果。

為了實現上述目的，本發明提供以下創新的斷面模型試驗技術方案：一種基于加速度傳感器的護面塊體穩定性測量方法，所述測量方法由測量系統實施，所述測量系統包括水槽、安放在所述水槽中的防波堤模型斷面、安放在所述防波堤模型斷面墊層上的護面塊體模型，護面塊體模型中選擇部分護面塊體模型內置用于對運動數據采集的加速度傳感器；

所述測量方法包括建模和測量：

建模包括如下步驟：在所述水槽中無模型時得到造波文件，在造波文件生成后安裝防波堤模型斷面，所述防波堤模型斷面安裝后安放護面塊體模型，所述護面塊體模型在波浪作用下產生運動，由不同造波文件生成具有不同波要素的波浪，將所述護面塊體模型的運動以傳感器數據波動表達，得到護面塊體模型運動量數據，并建立傳感器數據波動的輸出與是否失穩判斷準則的對應關系；

測量包括如下步驟：護面塊體在實測波浪作用下產生運動，對當前護面塊體運動的數據波動進行采集，通過傳感器數據波動判斷護面塊體模型是否失穩。

作為一種優選方案，所述水槽包括造波裝置和消波裝置，所述造波文件在水槽中無模型時多次造波生成。

作為一種優選方案，所述防波堤模型斷面為斜坡式防波堤斷面模型。

作為一種優選方案，所述斜坡式防波堤斷面模型長0.8m，高1m，坡度為1:1.5。

作為一種優選方案，所述護面塊體模型包括內置加速度傳感器的模型和無加速度傳感器的模型。

作為一種優選方案，所述內置加速度傳感器的護面塊體模型外殼由樹脂材料3D打印而成，模型形狀為扭王字塊，分對稱的兩部分打印以方便儀器的安裝，內部除傳感器和供電設備外由鉛墜和軟陶泥配重，配重后由熱熔膠將外殼連接、密封以保證模型及內部儀器正常工作。

作為一種優選方案，所述內置加速度傳感器的護面塊體模型中傳感器的數據傳輸形式為無線傳輸。

作為一種優選方案，所述內置加速度傳感器的護面塊體模型中供電設備為充電電池和充放電一體式充、放電線

作為一種優選方案，所述無加速度傳感器的模型形狀為扭王字塊，由混凝土和鐵塊制成。

作為一種優選方案，所述護面塊體模型在波浪作用下產生運動，所述運動以傳感器數據波動的形式顯示，所述數據波動形式人為地處理和識別。

本發明與現有技術相比具有如下優點和積極效果：