一种模拟管道悬空沉降变形的试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种模拟管道悬空沉降变形的试验装置，所述装置包含管道、滑道、质量块、多个管托、多个滑块、多个弹簧和多个高度标尺；所述管道两端连接进水口和出水口，用于通过注水模拟管道弯曲载荷；所述管托包含上管托和下管托，所述上管托和所述下管托用于固定所述管道；所述下管托通过弹簧与设置于所述滑道中的滑块相连；所述滑块与所述滑道之间活动连接；所述质量块安置于所述上管托上，用于模拟上覆土对所述管道的压力；所述高度标尺设置于所述滑块上，用于测量管道的沉降量。

A Test Device for Simulating Pipeline Settlement Deformation in Suspension

【技术实现步骤摘要】
一种模拟管道悬空沉降变形的试验装置
本技术涉及埋地管道基础悬空沉降变形分析的测试领域，具体是一种室内模拟和测试管道悬空沉降变形的试验装置。
技术介绍
油气长输管道输送距离较长，沿线地质及地貌错综复杂，自然环境恶劣，往往会出现滑坡、坍塌、地震、水毁、疏松土壤的沉降、湿陷性黄土等地质危害，导致管道大跨度悬空，引起管道出现大变形、大面积悬空或应力集中，影响管道的正常使用和安全运行。研究长输管道在基础沉降下的悬空变形和力学性征，需要一种有效而方便的室内试验装置。目前，各研究机构室内试验所使试验装置有很多，但能够真正做到有效模拟基础悬空沉降的力学行为而使用起来用比较方便的装置还比较少，如何准确有效地模拟悬空沉降各参数对在役管道力学性能的影响，是管道管理者和科研工作者函需解决的问题。
技术实现思路
本技术目的在于提供一种可实现长输管道不同悬空沉降长度的实验室内模拟装置，为研究悬空沉降对管道性能的影响提供有效的数据支持。为达上述目的，本技术所提供的模拟管道悬空沉降变形的试验装置，具体包含管道、滑道、质量块、多个管托、多个滑块、多个弹簧和多个高度标尺；所述管道两端连接进水口和出水口，用于通过注水模拟管道弯曲载荷；所述管托包含上管托和下管托，所述上管托和所述下管托用于固定所述管道；所述下管托通过弹簧与设置于所述滑道中的滑块相连；所述滑块与所述滑道之间活动连接；所述质量块安置于所述上管托上，用于模拟上覆土对所述管道的压力；所述高度标尺设置于所述滑块上，用于测量管道的沉降量。在上述模拟管道悬空沉降变形的试验装置中，优选的，所述下管托与所述弹簧相接端设置有凸台，所述凸台用于固定所述弹簧。在上述模拟管道悬空沉降变形的试验装置中，优选的，所述滑块与所述弹簧相接端设置有凸台，所述凸台用于固定所述弹簧。在上述模拟管道悬空沉降变形的试验装置中，优选的，所述凸台直径小于弹簧内径。在上述模拟管道悬空沉降变形的试验装置中，优选的，所述装置还包含水平标尺，所述水平标尺设置于滑道外延，用于测量管道的弯曲量。在上述模拟管道悬空沉降变形的试验装置中，优选的，所述装置还包含基座和支撑架；所述滑道通过所述支撑架与所述基座相连；所述基座用于固定所述模拟管道悬空沉降变形的试验装置。在上述模拟管道悬空沉降变形的试验装置中，优选的，所述上管托和所述下管托上设置有卡扣结构，用于通过扣合所述上管托和所述下管托来固定所述管道。在上述模拟管道悬空沉降变形的试验装置中，优选的，所述滑道的宽度为活动设置，用于调节滑道宽度控制所述管道悬空沉降长度。本技术所提供的模拟管道悬空沉降变形的试验装置根据winkler假定，埋地段的管道受到地层支承引起的支反力作用和上覆土的压力作用(如图1所示)，通过在管体下方和调节支座之间弹簧来简化模拟管道埋地段地层对管道的弹性支撑作用，通过在管体上方安放质量块来模拟管道埋地段上覆土对管道的约束，管道悬空段的长度可以通过调节管体下方的调节支座沿管道轴线方向的距离来控制，从而实现管道悬空沉降的实验室内模拟。具有移动方便、便于操作、尺度可控等优点。附图说明此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本技术的限定。在附图中：图1为本技术一实施例所提供的悬空管道winkler假设模型；图2为本技术所提供的模拟管道悬空沉降变形的试验装置的正视图；图3为本技术所提供的模拟管道悬空沉降变形的试验装置的俯视图；图4为本技术所提供的模拟管道悬空沉降变形的试验装置的侧视图。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本技术做进一步详细说明。在此，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，但并不作为对本技术的限定。请参考图2至图4所示，本技术所提供的模拟管道悬空沉降变形的试验装置，具体包含管道1、滑道10、质量块11、多个管托2、多个滑块12、多个弹簧3和多个高度标尺4；所述管道1两端连接进水口7和出水口6，用于通过注水模拟管道弯曲载荷；所述管托2包含上管托和下管托，所述上管托和所述下管托用于固定所述管道1；所述下管托通过弹簧3与设置于所述滑道10中的滑块12相连；所述滑块12与所述滑道10之间活动连接；所述质量块11安置于所述上管托上，用于模拟上覆土对所述管道的压力；所述高度标尺4设置于所述滑块12上，用于测量管道的沉降量。在该实施例中，所述管道1主要为模拟地下管道的试验器材，可采用与实际管道类似的材质或结构再等比缩小制成，所述质量块11可为多个不同质量型号的活动质量块，以此便于模拟不同的覆土压力。在上述实施例中，所述上管托和所述下管托上设置有卡扣结构，用于通过扣合所述上管托和所述下管托来固定所述管道1。当然，实际工作中，所述上管托和所述下管托之间关联方式，也可为其他连接结构，本技术在此并不做任何限制。所述滑道10的宽度为活动设置，用于调节滑道宽度控制所述管道悬空沉降长度。例如，所述滑道10的两轨道为活动设置，工作人员可根据需要调节两轨道之间的距离，以此改变所述滑道10的宽度，实现控制所述管道悬空沉降长度的目的。在上述实施例中，所述下管托与所述弹簧3相接端设置有凸台，所述凸台用于固定所述弹簧。所述滑块12与所述弹簧3相接端设置有凸台，所述凸台用于固定所述弹簧3。其中，所述凸台可直径小于弹簧内径；以此通过该凸台来有效固定所述弹簧，当然实际工作中，所述凸台也可设置为圆孔结构，其圆孔直接可略大于所述弹簧3外径，以此将所述弹簧3夹固于所述下管托和所述滑块12之间；本领域相关技术人员可根据实际需要选择适当的结构使用，本技术在此并不做进一步限定。为便于检测所述管道1的弯曲情况，本技术一实施例中，所述装置还包含水平标尺5，所述水平标尺5设置于滑道10外延，用于测量管道1的弯曲量。当然，实际工作中，本领域相关技术人员也可将所述水平标尺5设置于其他位置，本技术在此并不做限制。为便于防止所述模拟管道悬空沉降变形的试验装置，在一实施例中，所述装置还包含基座8和支撑架9；所述滑道10通过所述支撑架9与所述基座8相连；所述基座8用于固定所述模拟管道悬空沉降变形的试验装置。为便于更清楚的理解本技术所提供的模拟管道悬空沉降变形的试验装置以下将对上述实施例做整体说明，本领域相关技术人员当可知，以下说明并不对本技术所提供的模拟管道悬空沉降变形的试验装置做任何限制。所述模拟管道悬空沉降变形的试验装置包括基座，管道，管托，滑块，滑道，滑道支撑架，质量块，弹簧，水平标尺，高度标尺，进水口，出水口。具体结构见图2、图3、图4所示。该装置主体为管道，管道通过管托固定，分为上管托和下管托，上管托上安放质量块，用于模拟上覆土对管道的压力，质量块为活动质量块，有不同质量型号，根据需要可以更换，直接扣置在管托上；下管托下设有一凸台，用来固定弹簧，其直接略小于弹簧的内径。弹簧下方是可以沿管道滑道方向移动的滑块，滑块上方设有凸台结构，与下管托下的凸台直径一致，也是用于固定弹簧，滑块的个数可以根据试验模拟的需要增减，通过调节两滑道之间的宽度来控制悬空沉降长度，其长度由滑道上的水平标尺来度量。滑块上方下管托下方是一弹簧装置，用于模拟土层对管道的弹性支本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模拟管道悬空沉降变形的试验装置，其特征在于，所述装置包含管道、滑道、质量块、多个管托、多个滑块、多个弹簧和多个高度标尺；所述管道两端连接进水口和出水口，用于通过注水模拟管道弯曲载荷；所述管托包含上管托和下管托，所述上管托和所述下管托用于固定所述管道；所述下管托通过弹簧与设置于所述滑道中的滑块相连；所述滑块与所述滑道之间活动连接；所述质量块安置于所述上管托上，用于模拟上覆土对所述管道的压力；所述高度标尺设置于所述滑块上，用于测量管道的沉降量。

【技术特征摘要】
1.一种模拟管道悬空沉降变形的试验装置，其特征在于，所述装置包含管道、滑道、质量块、多个管托、多个滑块、多个弹簧和多个高度标尺；所述管道两端连接进水口和出水口，用于通过注水模拟管道弯曲载荷；所述管托包含上管托和下管托，所述上管托和所述下管托用于固定所述管道；所述下管托通过弹簧与设置于所述滑道中的滑块相连；所述滑块与所述滑道之间活动连接；所述质量块安置于所述上管托上，用于模拟上覆土对所述管道的压力；所述高度标尺设置于所述滑块上，用于测量管道的沉降量。2.根据权利要求1所述的模拟管道悬空沉降变形的试验装置，其特征在于，所述下管托与所述弹簧相接端设置有凸台，所述凸台用于固定所述弹簧。3.根据权利要求1所述的模拟管道悬空沉降变形的试验装置，其特征在于，所述滑块与所述弹簧相接端设置有凸台，所述凸台用于固定所述弹簧。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘金梅，祝迪，吴泽民，王维刚，闫天红，赵海峰，冷建成，周国强，邵婷，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，东北石油大学，
类型：新型
国别省市：北京,11