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原文传递一种波浪荷载下护坡堤破坏试验装置及方法

专利名称：	一种波浪荷载下护坡堤破坏试验装置及方法
摘要：	本发明公开了一种波浪荷载下护坡堤破坏试验装置及方法，属于海堤边坡破坏领域，其装置包括模拟箱和顶盖，所述模拟箱用于盛放建筑物模型，包括上游部分、建筑物模型、下游部分和竖向加载部分，上游部分和下游部分模拟不同水位，上游部分包括造波机和浪高仪，造波机用于推动上游部分的水流形成波浪，浪高仪记录波浪的高度变化，建筑物模型上部敞口，木箱左右侧板装有水平振动装置，所述竖向加载装置可沿主梁移动位置，顶盖上装有加湿器、温湿度计和加热带，顶盖扣于模拟箱顶部后可形成密闭空间。本发明装置可研究不同温湿度下波浪荷载、地震荷载和超载对护坡堤破坏规律的影响；在探究护坡堤在波浪荷载条件下的破坏方面具有应用前景。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	河海大学
发明人：	贾其萃;王天鹏;马子昌;黄显峰
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-20T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-17T00:00:00+0800
申请号：	CN201910418446.9
公开号：	CN110241775A
代理机构：	南京经纬专利商标代理有限公司
代理人：	赵华
分类号：	E02B1/02(2006.01);E;E02;E02B;E02B1
申请人地址：	211100 江苏省南京市江宁开发区佛城西路8号
主权项：	1.一种波浪荷载下护坡堤破坏试验装置，其特征在于：其包括模拟箱（10）和顶盖（80），所述模拟箱（10）内包括上游部分、建筑物模型、下游部分和竖向加载部分，所述建筑物模型设置在上游部分和下游部分之间，所述竖向加载部分设置在建筑物模型的上方，所述上游部分与上游水管（13）相连、下游部分与下游水管（16）相连以模拟不同水位；所述模拟箱（10）的上游部分包括造波机（30）、浪高仪（40），以及设置在模拟箱（10）外部的伺服作动器（60）和计算机控制器（50），所述造波机（30）由液压管路（31）连接伺服作动器（60），电缆Ⅱ（61）连接计算机控制器（50）和伺服作动器（60），所述浪高仪（40）设置在造波机（30）与建筑物模型之间，所述浪高仪（40）的电缆Ⅰ（41）连接浪高仪（40）与计算机控制器（50），浪高仪（40）记录波浪的高度变化并将数据传至计算机控制器（50），所述计算机控制器（50）可控制造波机（30）所造波浪的波浪要素，并可读取浪高仪（40）记录的数据；所述建筑物模型为上部敞口的梯形的木箱，其包括上游挡板（21）、中间挡板（22）和下游挡板（27），以及左右侧板，所述上游挡板（21）和中间挡板（22）平行设置，且滑动安装在木箱的左右侧板的上游部位，所述下游挡板（27）滑动安装在木箱的左右侧板的下游部位，所述木箱左右侧板中间位置装有水平振动装置（29），所述水平振动装置（29）用于模拟地震，其振动强度可通过控制器调整；所述竖向加载部分由主梁（71）、竖向加载装置（72）和加载装置控制器（73）构成，所述竖向加载装置（72）通过加载装置控制器（73）控制，二者通过电缆Ⅲ（74）相连，所述竖向加载装置（72）沿主梁（71）移动，并用于夯实建筑物模型和模拟超载；所述顶盖（80）扣于模拟箱（10）顶部后其内形成密闭空间。 2.根据权利要求1所述的波浪荷载下护坡堤破坏试验装置，其特征在于：所述模拟箱（10）的上部开有一通孔（13），所述液压管路（31）、浪高仪（40）的电缆Ⅰ（41）和加载装置控制器（73）的电缆Ⅲ（74）穿过该通孔（13）并固定。 3.根据权利要求1所述的波浪荷载下护坡堤破坏试验装置，其特征在于：所述上游挡板（21）和中间挡板（22）分别通过卡槽Ⅰ（23）、卡槽Ⅱ（24）滑动安装在木箱的左右侧板的上游部位。 4.根据权利要求1所述的波浪荷载下护坡堤破坏试验装置，其特征在于：所述下游挡板（27）通过卡槽Ⅲ（28）滑动安装在木箱的左右侧板的下游部位。 5.根据权利要求1所述的波浪荷载下护坡堤破坏试验装置，其特征在于：所述顶盖（80）上还装有加湿器（83）、温湿度计（81）和加热带（85）。 6.一种波浪荷载下护坡堤破坏试验装置的试验方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、将建筑物模型放置在模拟箱（10）中，调整竖向加载装置（72）的位置至建筑物模型的上方；步骤二、将填土分层填于中间挡板（22）与下游挡板（27）之间，使用竖向加载装置（72）分层夯实填土，直至填土达到所需高度；步骤三、抽离中间挡板（22）和下游挡板（27），在木箱上游挡板（21）与填土之间填入碎石垫层，使用竖向加载装置（72）夯实；步骤四、抽离上游挡板（21），在碎石垫层上铺设一层干砌块石护坡；步骤五、调整模拟箱（10）内上、下游水位；步骤六、扣紧顶盖（80），使模拟箱（10）内部形成密闭空间，利用加热带（85）提供恒定温度，利用加湿器（83）提供恒定湿度；步骤七、伺服作动器（60）在计算机控制器（50）控制下驱动造波机（30）推动上游部分的水流形成波浪，浪高仪（40）记录波浪的高度变化并将数据传至计算机控制器（50）；步骤八、利用竖向加载装置（72）对护坡堤施加不同级别的荷载，利用水平振动装置（29）模拟不同级别的地震荷载，达到不同的破坏等级；步骤九、反复进行试验，记录相关工况参数，研究护坡堤破坏的特征；步骤十、拆解和清洗装置。 7.根据权利要求6所述的试验方法，其特征在于：在步骤三中，在拆除中间挡板（22）时避免带出填土，若填土有坍塌现象，可将填土铲除后重复步骤二。
所属类别：	发明专利