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原文传递可模拟海洋深水环境下吸力桶安装、循环受荷过程的试验装置及试验方法

专利名称：	可模拟海洋深水环境下吸力桶安装、循环受荷过程的试验装置及试验方法
摘要：	本发明公开了一种可模拟海洋深水环境下吸力桶安装、循环受荷过程的试验装置及试验方法，本发明的试验装置主要包括：压力仓、钢土、线圈、模型吸力桶、电机等。该装置通过缠绕在压力仓两端的线圈形成的匀强磁场给钢土施加额外竖向场力来实现超重力环境，还原模型受到的实际地应力，通过加压孔注入高压空气模拟海洋深水环境中高压力的情况。本发明的试验装置具有结构简单，操作方便，结果准确的优点。解决了目前现有的试验仪器无法模拟海洋深水环境下的高压环境以及模型缩尺效应带来的土压力无法还原的问题，试验效率高，操作灵活，优势突出。
专利类型：	发明专利
申请人：	浙江大学
发明人：	周文杰;李佳豪;国振;芮圣洁;李雨杰;李玲玲
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T15:00:00+0805
申请号：	CN201911424028.7
公开号：	CN111155569A
代理机构：	杭州求是专利事务所有限公司
代理人：	万尾甜;韩介梅
分类号：	E02D33/00;E02D27/24;E02D27/52;E;E02;E02D;E02D33;E02D27;E02D33/00;E02D27/24;E02D27/52
申请人地址：	310058 浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号
主权项：	1.一种可模拟海洋深水环境下吸力桶安装、循环受荷过程的试验装置，其特征在于，包括压力仓(1)、设于两个压力仓(1)内的两个线圈(3)、模型吸力桶(4)、电机A(5)、电机B(13)；所述的压力仓(1)内装有钢土(2)；所述的其中一个线圈(3)位于钢土(2)下方，另一个线圈(3)位于钢土(3)上方；所述的压力仓(1)顶部设有上盖板(9)；所述的上盖板(9)上设有电机A(5)，用于将模型吸力桶(4)放置于钢土(3)表面；所述的电机B(13)设于压力仓(1)侧壁上，用于对模型吸力桶(4)施加水平荷载。 2.根据权利要求1所述的可模拟海洋深水环境下吸力桶安装、循环受荷过程的试验装置，其特征在于，所述的压力仓(1)为筒状，所述的两个线圈(3)分别固定在压力仓(1)的上下部，其直径与压力仓(1)外径相同，通电后可在压力仓内形成匀强磁场；所述的钢土(2)在匀强磁场的作用下受到竖直向下的场作用力，实现土体的超重力环境，还原与缩尺模型对应的土体真实应力状态。 3.根据权利要求1所述的可模拟海洋深水环境下吸力桶安装、循环受荷过程的试验装置，其特征在于，所述的压力仓(1)与模型吸力桶(4)的材质为铝合金，不受磁力影响。 4.根据权利要求1所述的可模拟海洋深水环境下吸力桶安装、循环受荷过程的试验装置，其特征在于，所述的上盖板(9)与压力仓(1)的侧壁通过卡扣固定；所述的压力仓(1)侧壁上设有加压孔(10)、抽气孔(6)、有机玻璃视窗(17)；通过所述的加压孔(10)可对压力仓(1)进行加压；所述的抽气孔(6)与模型吸力桶(4)相连，用于向外抽气。 5.根据权利要求1所述的可模拟海洋深水环境下吸力桶安装、循环受荷过程的试验装置，其特征在于，所述的模型吸力桶(4)顶部固定有加载传力杆(14)，电机A(5)通过加载传力杆(14)与模型吸力桶(4)相连；电机B(13)端部设有加载杆(15)，加载传力杆(14)通过直线轴承(16)与加载杆(15)相连。 6.一种可模拟海洋深水环境下吸力桶安装过程的试验方法，其特征在于，该方法基于权利要求1-5任一项所述的可模拟海洋深水环境下吸力桶安装、循环受荷过程的试验装置实现，具体试验方法如下： 1)吸力桶安装：将模型吸力桶(4)吊装在电机A(5)上，盖上上盖板(9)并密封，线圈(3)通电使匀强磁场强度达到设计值，实现超重力环境，确定依据为模型的具体缩小比例，通过加压孔(10)充气加压至设计压力，压力值根据需要模拟的海水深度进行确定；打开电机A(5)，将模型吸力桶(4)放置于钢土(2)表面，模型吸力桶(4)靠自重下沉一定距离后，由抽气孔(6)抽气，使模型吸力桶(4)在内外压差作用下缓缓下沉，直到模型吸力桶(4)完成贯入； 2)吸力桶循环受荷试验：将模型吸力桶(4)贯入完成之后，通电使电机B(13)开始工作，按照设定的位移幅值以及频率通过加载杆(15)对加载传力杆(14)开始加载，实现对模型吸力桶(4)的水平循环受荷过程的模拟，并通过有机玻璃视窗(17)进行观察记录。
所属类别：	发明专利