可替换环形圈体的模型试验桶形基础制造技术

本实用新型专利技术公开了一种可替换环形圈体的模型试验桶形基础，包括模型桶主体和环形圈体；模型桶主体的顶部连接有两根注排连接杆，注排连接杆为空心圆柱体；模型桶主体的顶部中心位置连接有一根荷载施加杆，荷载施加杆为空心圆柱体；模型桶主体的上端均匀分布有桶体外螺纹；环形圈体为内环和外环两个空心圆柱形成的整体，内环直径与模型桶主体相匹配，内环内壁分布有圈体内螺纹，外环直径大于内环，外环壁厚与内环的壁厚相同，外环高度与内环一致，外环与内环之间中空；试验时，模型桶主体和环形圈体通过螺纹连接。本实用新型专利技术环形圈体可以分离下来，能够使用多个不同高度和外环直径的环形圈体与模型桶主体进行灵活组装，便于后期的循环重复利用。

【技术实现步骤摘要】
可替换环形圈体的模型试验桶形基础
本技术涉及一种海洋平台基础的模型试验装置，尤其涉及一种可替换环形圈体的模型试验桶形基础，属于海洋岩土工程领域。
技术介绍
桶形基础最早应用于挪威，因其施工方便、可重复利用等优点得到了广泛的使用。带有环形圈体的桶形基础是在原有桶形基础的基础上创新发展而来的新型桶形基础。为了研究带有环形圈体的桶形基础的力学性能及桶土相互作用的过程，对比其相对于传统桶形基础的优势，需要开展带有环形圈体的模型试验桶形基础的实验室研究。在试验设计中，需要设置很多的对照组，以确定不同直径及不同高度的环形圈体对于桶形基础承载性能、沉贯性能的影响。而在此情况下需要加工许多的模型试验桶，导致加工试件多，试验材料浪费，试验成本较高，且加工成型的模型试验桶的可改造性差，重复利用程度低。
技术实现思路
本技术目的是：提供一种可替换环形圈体的模型试验桶形基础，其环形圈体可以分离下来，能够使用多个不同高度和外环直径的环形圈体与模型桶主体进行灵活组装，便于后期的循环重复利用。为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：一种可替换环形圈体的模型试验桶形基础，包括模型桶主体和环形圈体；所述的模型桶主体的顶部连接有两根注排连接杆，所述注排连接杆为空心圆柱体；所述的模型桶主体的顶部中心位置连接有一根荷载施加杆，所述荷载施加杆为空心圆柱体；所述的模型桶主体的上端均匀分布有桶体外螺纹；所述的环形圈体为内环和外环两个空心圆柱形成的整体，所述内环直径与模型桶主体相匹配，内环内壁分布有圈体内螺纹，所述外环直径大于内环，外环壁厚与内环的壁厚相同，外环高度与内环一致，外环与内环之间中空；试验时，所述模型桶主体和环形圈体通过螺纹连接。本技术进一步的，所述的环形圈体设置有多个，每个环形圈体的高度及外环直径不同。本技术进一步的，所述模型桶主体下端成尖刺状。由上述技术方案可以看出，本技术具有如下优点：（1）结构形式简单，相对于一般的桶形基础模型，该模型试验桶形基础并未额外增加桶形基础的自重，也未使桶形基础结构变的复杂；（2）模型试验桶形基础制作的多个不同高度和外环直径的环形圈体，能够与模型桶主体进行灵活组装，能够实现不同环形圈体的替换，可组合型和可替换性强，节约材料，造价低廉；（3）开展完模型试验桶形基础后，其环形圈体可以分离下来，便于后期的循环重复利用。附图说明图1是本技术模型桶主体立体图；图2是本技术模型桶主体的纵切剖面图；图3是本技术环形圈体立体图；图中：1-模型桶主体；2-桶体外螺纹；3-荷载施加杆；4-注排连接杆；5-环形圈体；6-圈体内螺纹。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步详细说明。在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。本技术的一种实施例：如图1、图2和图3所示，一种可替换环形圈体的模型试验桶形基础，包括模型桶主体1和环形圈体5；模型桶主体1的顶部连接有两根注排连接杆4，注排连接杆4为空心圆柱体；模型桶主体1的顶部中心位置连接有一根荷载施加杆3，荷载施加杆3为空心圆柱体；模型桶主体1的上端均匀分布有桶体外螺纹2；环形圈体5为内环和外环两个空心圆柱形成的整体，内环直径与模型桶主体1相匹配，内环内壁分布有圈体内螺纹6，外环直径大于内环，外环壁厚与内环的壁厚相同，外环高度与内环一致，外环与内环之间中空。上述模型桶主体1由金属材料制成，具有高强的材料特性，形状为桶形，其壁厚、直径的大小可根据模型试验的要求结合相似理论进行确定。模型桶主体1的两根注排连接杆4，由金属材料制成，具有高强的特性，方便模型实验中利用负压系统进行抽吸注以实现模型试验桶形基础的沉贯和拔出。模型桶主体1的顶部中心位的荷载施加杆3，由金属材料制成，具有高强的特性，方便模型实验中对模型试验桶形基础施加荷载。上述环形圈体5由金属材料制成，内环的壁厚取决于模型试验的设计和要求，内环的直径取决于模型桶主体的直径，与模型桶主体1的直径相对应。环形圈体5外环直径大小的取值取决于模型试验设计的对照组的要求，试验设计中，可设计具有不同直径外环的多个环形圈体5以适应与模型桶主体不同情形下的组合搭配，外环壁厚与内环的壁厚相同。内环与外环的高度一致，取决于模型试验设计的对照组的要求。试验时，模型桶主体1和环形圈体5通过螺纹连接。圈体内螺纹6与桶体外螺纹2相匹配适应，可实现环形圈体5与模型桶主体1的连接。在本技术的另一些具体实施方式中，其余与上述实施方式相同，不同之处在于，如图3所示，环形圈体设置有多个，每个环形圈体的高度及外环直径不同。不同高度及不同直径外环的多个环形圈体可实现与模型桶主体的组合和替换。在本技术的另一些具体实施方式中，其余与上述实施方式相同，不同之处在于，如图2所示，模型桶主体下端成尖刺状，有利于沉贯的初始进入。本技术的具体实施过程如下：根据模型试验相似理论，结合现场桶形基础的基本尺寸，设计和确定开展试验研究的模型试验桶形基础的直径，设计制作不同高度和不同外环直径的环形圈体进行对照试验。将制作好的模型桶主体1依次与不同高度和不同外环直径的环形圈体5通过桶体外螺纹2及圈体内螺纹6进行组合连接，其中桶体外螺纹2与圈体内螺纹6的设置方便模型试验桶形基础模型桶主体1替换连接对照组制作的不同环形圈体5。将组合完成完整的模型试验桶形基础置于指定的模型试验箱中，初步通过荷载施加杆3施加力实现模型试验桶形基础的初始贯入。接着通过负压系统连接注排连接杆4进行抽吸过程，保证模型试验桶形基础内部形成负压，模型试验桶形基础在负压作用下开始沉贯，模型桶主体1逐渐开始贯入模型试验箱中。沉贯过程中的负压使得模型试验桶形基础外水头高于基础内水头，产生向基础内的渗流。当沉贯到一定时间后达到预定的位置，负压系统停止抽吸过程，将模型试验桶形基础静置1天以上，使模型周围孔隙水压力及土的形状恢复到沉贯前的状态。而后借助力加载系统作用于荷载施加杆3进行荷载的施加，记录采集所需数据，研究得出对比结论，试验完成。当然上述实施例只为说明本技术的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本技术的内容并据以实施，并不能以此限制本技术的保护范围。凡根据本技术主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可替换环形圈体的模型试验桶形基础，其特征在于，包括模型桶主体和环形圈体；所述的模型桶主体的顶部连接有两根注排连接杆，所述注排连接杆为空心圆柱体；所述的模型桶主体的顶部中心位置连接有一根荷载施加杆，所述荷载施加杆为空心圆柱体；所述的模型桶主体的上端均匀分布有桶体外螺纹；所述的环形圈体为内环和外环两个空心圆柱形成的整体，所述内环直径与模型桶主体相匹配，内环内壁分布有圈体内螺纹，所述外环直径大于内环，外环壁厚与内环的壁厚相同，外环高度与内环一致，外环与内环之间中空；试验时，所述模型桶主体和环形圈体通过螺纹连接。

【技术特征摘要】
1.一种可替换环形圈体的模型试验桶形基础，其特征在于，包括模型桶主体和环形圈体；所述的模型桶主体的顶部连接有两根注排连接杆，所述注排连接杆为空心圆柱体；所述的模型桶主体的顶部中心位置连接有一根荷载施加杆，所述荷载施加杆为空心圆柱体；所述的模型桶主体的上端均匀分布有桶体外螺纹；所述的环形圈体为内环和外环两个空心圆柱形成的整体，所述内环直径与模型桶主体相匹配，内环内壁分布有圈体内...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨宁，赵美霞，李昂锦，马可，李光耀，
申请(专利权)人：江苏建筑职业技术学院，
类型：新型
国别省市：江苏,32