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原文传递观测水下基础结构与土界面细观结构变化的试验装置及方法

专利名称：	观测水下基础结构与土界面细观结构变化的试验装置及方法
摘要：	本发明公开了一种观测水下基础结构与土界面细观结构变化的试验装置及方法,本发明用于模拟观测基础结构与土界面处细观现象，提高基础结构与土界面现象认识，采用颗粒图像测试模块记录土颗粒的细观状态排列、颗粒长轴方向、颗粒沿结构面滑动、颗粒转动，以及颗粒破碎等细观现象，以便进行分析，达到观测基础结构在不同荷载作用条件下周围土体的动态的细观变化。本试验系统得到的观测结果清晰直观，能较真实地反映真实基础结构与土界面的细观现象，操作简洁，实施方便。
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：	高玉峰;叶至韬;舒爽;赖莹;王占彬
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-14T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-23T00:00:00+0800
申请号：	CN201910192260.6
公开号：	CN110045084A
代理机构：	南京经纬专利商标代理有限公司
代理人：	祁文彦
分类号：	G01N33/24(2006.01);G;G01;G01N;G01N33
申请人地址：	210019 江苏省南京市江宁开发区佛城西路8号
主权项：	1.观测水下基础结构与土界面细观结构变化的试验装置，其特征在于，包括试验箱，试验箱的至少一个侧壁为透明有机玻璃材质，且该侧壁外侧面上连接有U型的卡槽，卡槽围合区域的试验箱侧壁上设置有若干个颗粒图像测试模块控制点，卡槽中放置放大镜片，使卡槽围合的试验箱侧壁区域成为放大视界视窗；放大视界视窗的正前方设置有工业相机，工业相机通过数据线与图像处理系统连接；试验用基础结构的顶部连接密封盖，密封盖上设置有位移传感器端头和加载端头，位移传感器端头连接位移传感器，位移传感器通过数据线与数据采集系统连接；加载端头连接拉压力传感器，拉压力传感器的顶部连接在加载设备上，拉压力传感器通过数据线与数据采集系统连接。 2.根据权利要求1所述的观测水下基础结构与土界面细观结构变化的试验装置，其特征在于，密封盖上还开设有排水/气孔，通过橡胶软管与真空泵连接。 3.根据权利要求1所述的观测水下基础结构与土界面细观结构变化的试验装置，其特征在于，工业相机为AVT Prosilica系列。 4.根据权利要求1所述的观测水下基础结构与土界面细观结构变化的试验装置，其特征在于，位移传感器为勤凯LVDT位移传感器。 5.根据权利要求1所述的观测水下基础结构与土界面细观结构变化的试验装置，其特征在于，拉压力传感器为斯巴拓拉压力传感器。 6.观测水下基础结构与土界面细观结构变化的试验方法，其特征在于，包括：在试验箱中装入试验土样；在卡槽中放置指定放大倍数的放大镜片；在试验箱观测面上标记好颗粒图像测试模块控制点；加工基础结构半模型，将基础结构沿中心轴线剖开，对剖开的半个基础结构的顶部加工后在其表面形成一个L形台阶，基础结构半模型的顶部连接密封盖；在密封盖的排水/气孔上连接橡胶软管，将橡胶软管连接至真空泵，在密封盖的加载端头上连接拉压力传感器，将拉压力传感器连接至加载设备上，在密封盖的位移传感器端头上连接位移传感器；将基础结构半模型紧贴着试验箱开设放大视界视窗的一侧沉贯，同时加载设备施加竖向荷载来模拟实际工况中吸力锚的自重沉贯过程，拉压力传感器与数据采集系统通过数据线连接，对压力信息进行采集；待基础结构半模型沉贯至一定深度，停止施加竖向荷载，开启真空泵，真空泵通过橡胶软管抽取基础结构半模型中的水，使基础结构在负压下继续沉贯；沉贯过程中，位移传感器与数据采集系统通过数据线连接，对位移信息进行采集；工业相机通过数据线与图像处理系统连接，试验中，工业相机按照一定频率对放大视界视窗范围内土体进行观测，自动拍摄不同时刻下结构与土界面处的细观结构变化照片，并将不同时刻下拍摄到的图像批量导入图像处理系统的软件中，软件分析图像中每一子块，通过追踪图像纹理在下一时刻照片中找到其变化后的位置，如此重复处理可最终获得土体的位移场；试验后，通过图像处理系统对记录下的信息进行分析；整理试验装置，回收基础结构半模型，将基础结构半模型和密封盖分离，清理干净后放置，准备下一次使用。
所属类别：	发明专利