【技术实现步骤摘要】
水下结构—土体相互作用的可视化界面环剪仪及使用方法
本专利技术涉及土木测试仪器
，具体地说是涉及一种水下结构—土体相互作用的可视化界面环剪仪及使用方法。
技术介绍
深海自然环境复杂恶劣，荷载作用复杂。海底基础结构物（主要包括吸力桶基础、吸力锚和平板锚等）在服役期间，将承受自身重力、浮力以及风、波浪、水流等通过系泊缆传递的荷载作用力。海底基础承载性能主要由结构与土之间的界面强度控制；在长期循环动荷载作用下，结构—土体界面强度逐渐弱化，且结构—土体界面还会形成界面水带，这将威胁到整个海洋平台的安全和稳定。传统界面剪切仪用于监测土体界面的剪切实验及分析，无法用于水下的结构—土体界面的实验，且存在应力应变不均匀、只能满足小位移剪切等。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提出一种水下结构—土体相互作用的可视化界面环剪仪及使用方法，能够模拟测定水下基础结构与土体接触界面的抗剪强度、摩擦角、粘聚力，并实时观测在剪切过程中结构—土体界面处土体的运动状态和界面水带的形成和变化，且应力施加均匀，剪切位移范...
【技术保护点】
1.一种水下结构—土体相互作用的可视化界面环剪仪，其特征在于：包括竖向升降加压系统、环向转动系统、剪切室和监测系统；/n所述竖向升降加压系统包括竖向动力装置（101）和龙门支架；所述竖向动力装置（101）连接龙门支架的两个立柱（102），施加竖直方向的载荷；所述龙门支架的横梁（103）上设置有竖向压力杆（104）；所述竖向压力杆（104）的下端面设置有环状压盘结构（105）；/n所述环向转动系统包括转动盘（201）和环向动力装置（202）；所述环向动力装置（202）连接转动盘（201），驱动转动盘（201）转动；所述转动盘（201）上固定有用于放置土体试样（500）的透明的...
【技术特征摘要】
1.一种水下结构—土体相互作用的可视化界面环剪仪，其特征在于：包括竖向升降加压系统、环向转动系统、剪切室和监测系统；
所述竖向升降加压系统包括竖向动力装置（101）和龙门支架；所述竖向动力装置（101）连接龙门支架的两个立柱（102），施加竖直方向的载荷；所述龙门支架的横梁（103）上设置有竖向压力杆（104）；所述竖向压力杆（104）的下端面设置有环状压盘结构（105）；
所述环向转动系统包括转动盘（201）和环向动力装置（202）；所述环向动力装置（202）连接转动盘（201），驱动转动盘（201）转动；所述转动盘（201）上固定有用于放置土体试样（500）的透明的圆环剪切盒；所述圆环剪切盒的轴心、转动盘（201）的转动轴心及竖向压力杆（104）同轴；所述环状压盘结构（105）可间隙配合嵌入圆环剪切盒内，与圆环剪切盒内的土体试样（500）相接；所述圆环剪切盒的下端与转动盘（201）之间设置有透水层（203）；
所述剪切室包括位于转动盘（201）外周的固定座（301）和固定在固定座（301）上的剪切室外罩（302）；所述剪切室外罩（302）罩在圆环剪切盒及环状压盘结构（105）外，用于盛放水体；
所述监测系统用于监测环状压盘结构（105）与土体试样（500）连接界面。
2.根据权利要求1所述的水下结构—土体相互作用的可视化界面环剪仪，其特征在于：所述剪切室外罩（302）上设置有排气孔（303）；所述固定座（301）内设置有进/回水管（304），连通至剪切室外罩（302）内腔。
3.根据权利要求2所述的水下结构—土体相互作用的可视化界面环剪仪，其特征在于：所述透水层（203）为透水石；所述转动盘（201）上还设置有排水孔（204）。
4.根据权利要求3所述的水下结构—土体相互作用的可视化界面环剪仪，其特征在于：所述圆环剪切盒包括透明的中心圆柱（205）和套装在中心圆柱（205）外周的透明的圆环套筒（206）；土体试样（500）置于中心圆柱（205）与圆环套筒（206）的环状间隙内。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的水下结构—土体相互作用的可视化界面环剪仪，其特征在于：所述监测系统包括位于剪切室外罩（302）内的内窥放大镜（401）和位于剪切室外罩（302）外的电子显微镜（402）；所述内窥放大镜（401）用于观察环状压盘结构（105）与土体试样（500）连接界面处的土体颗粒...
【专利技术属性】
技术研发人员：高玉峰，柯力俊，戴光宇，舒爽，叶至韬，吴敏，袁文勤，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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