本实用新型专利技术涉及一种模拟混凝土桩底水下固化土冲刷实验装置，属于实验设备领域。该装置包括一个槽形结构的填土区，该填土区域的两端分别设有与槽形相连通的注水口及出水口；槽形结构的填土区与注水口之间通过倾斜布置的板体相互连通，槽形结构的填土区与出水口之间通过水平放置的板体相互连通。发实用新型专利技术的出水口与缓冲区底面近似位于同一高度，能够使该高度处的流线大致保持水平状态，保持水流的稳定性，防止流速的大小和方向发生剧变而影响均匀流的模拟程度。匀流的模拟程度。匀流的模拟程度。
【技术实现步骤摘要】
一种模拟混凝土桩底水下固化土冲刷实验装置
[0001]本技术涉及一种模拟混凝土桩底水下固化土冲刷实验装置，属于实验设备领域。
技术介绍
[0002]近些年，由于复杂海洋环境的影响，作为海上风机最常用的大直径单桩基础受波浪和海流的冲刷会削弱桩基水平承载性能，严重威胁风机结构的安全和稳定。海上风电桩受海洋环境的影响，传统防护措施常存在质量不可控和防护周期较短等突出问题，增加风机维护成本，且分布在海床面附近，尚不能大幅度提升承载力和减小变形。借鉴于传统保护方式，现采用性能、效益等更加优越的淤泥固化土方式保护桩机，但由于现有传统实验装置并不完善，无法定量研究淤泥固化土抗冲刷强度，现研发多功能淤泥固化土冲刷实验仪，以满足现代化淤泥固化土抗冲刷强度测量实验需求。
[0003]现有技术方案
[0004]现有技术方案多为一简单的水箱，形状为一立方体，顶面开盖用于向水箱中放置土。在填土（淤泥固化土）完成后，通过顶面开盖直接向所覆盖淤泥固化土处进行冲刷，这种方法虽然简单快捷，但无法真实模拟水下桩机附近土壤受冲刷的情形，且难以得到量化数据，只能通过肉眼观察土层受冲刷情况来判断淤泥固化土抗冲刷能力强弱，并不严谨。
技术实现思路
[0005]本技术针对上述不足提供了一种模拟混凝土桩底水下固化土冲刷实验装置。
[0006]本技术采用如下技术方案：
[0007]本技术所述的一种模拟混凝土桩底水下固化土冲刷实验装置，包括一个槽形结构的填土区，该填土区域的两端分别设有与槽形相连通的注水口及出水口；槽形结构的填土区与注水口之间通过倾斜布置的板体相互连通，槽形结构的填土区与出水口之间通过水平放置的板体相互连通。
[0008]本技术所述的模拟混凝土桩底水下固化土冲刷实验装置，所述的槽形结构的填土区与倾斜布置的板体之间设有平直过渡的直板，所述的直板位于槽形结构的填土区的侧壁，所述的倾斜布置的板体与直板形成进水缓冲区。
[0009]本技术所述的模拟混凝土桩底水下固化土冲刷实验装置，所述的槽形结构的填土区与水平放置的板体有出水口之间设有蓄土槽；水平放置的板体形成出水缓冲区。
[0010]本技术所述的模拟混凝土桩底水下固化土冲刷实验装置，所述的倾斜布置的板体与水平面之间的夹角为45
°
；倾斜布置的板体的顶端高于槽形结构的填土区的顶端面；所述的注水口位于倾斜布置的板体的顶端。
[0011]本技术所述的模拟混凝土桩底水下固化土冲刷实验装置，所述的注水口及出水口上分别设有止水阀。
[0012]本技术所述的模拟混凝土桩底水下固化土冲刷实验装置，所述的蓄土槽的深
度大于槽形结构的填土区中水平放置的板体的高度。
[0013]本技术所述的模拟混凝土桩底水下固化土冲刷实验装置，所述的槽形结构的填土区填充后的原状土的中心处设有圆台状土坑；圆台状土坑内放置木桩。
[0014]本技术所述的模拟混凝土桩底水下固化土冲刷实验装置，还包括塑料板，所述的塑料板盖设在原状土表面，塑料板中心处设有方形孔，方形孔套置在木桩外侧。
[0015]本技术所述的模拟混凝土桩底水下固化土冲刷实验装置，所述的圆台状土坑的上端面圆径大于下端面圆径，圆台的任意一条母线与水平面成45
°
夹角。
[0016]有益效果
[0017]本技术提供的模拟混凝土桩底水下固化土冲刷实验装置，将进水区的缓坡可将水流重力势能转变为动能，实现动能的增加，同时水流缓冲区将进水口的射流初步转变为较平缓的水流。
[0018]针对现有技术方案难以精确控制水流的速度的问题，本技术在两个进水口均设有止水阀，出水口则设有止水阀和水龙头，可通过控制进水口开启数量、止水阀开启程度等多个途径控制水流流速，模拟不同流速下的均匀冲刷状态。
[0019]针对现有技术方案通过顶面开盖直接向所覆盖淤泥固化土处进行冲刷，难以精准控制实验变量的问题，本技术上放置一塑料板，用于控制完液面高度和水速后迅速撤去铁板，使冲刷时状态达到预期的水速和压强，使实验结果更加精准。
[0020]针对现有技术方案在土壤被冲刷后的状态没有控制，冲刷过程中水流夹杂少量土壤颗粒会使土壤被冲刷后在设备中堆积，进一步影响水流速度的控制，从而影响实验的准确性的问题本技术在出水区前设有蓄土区，可以实现土壤沉降，防止土壤颗粒进入出水口堵塞管道，影响水流流速，以达到精准控制实验变量的目的。
[0021]针对现有技术方案对于进水和出水的高度和状态没有精准控制的问题，本发技术的出水口与缓冲区底面近似位于同一高度，能够使该高度处的流线大致保持水平状态，保持水流的稳定性，防止流速的大小和方向发生剧变而影响均匀流的模拟程度。
附图说明
[0022]图1是本技术的结构示意图；
[0023]图2是本技术的俯视状态示意图；
[0024]图3是本技术的立体结构示意图。
具体实施方式
[0025]为使本技术实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本技术实施例的附图，对本技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0026]如图1所示：一种模拟混凝土桩底水下固化土冲刷实验装置，包括一个槽形结构的填土区1，该填土区域的两端分别设有与槽形相连通的注水口2及出水口3；槽形结构的填土区1与注水口2之间通过倾斜布置的板体4相互连通，槽形结构的填土区与出水口之间通过
水平放置的板体5相互连通。整个实验装置宽度为1m，长度1m，填土区深度0.35m。取实验装置底标高为0，整体装置标高500mm处加一圈围挡防止液体飞溅。
[0027]本技术的倾斜布置的板体4与水平面之间的夹角为45
°
；倾斜布置的板体4的顶端高于槽形结构的填土区1的顶端面；注水口2位于倾斜布置的板体4的顶端。倾斜布置的板体4的斜面顶部最高处标高550mm。另一部分为长150mm平行于底面水流缓冲区，标高350mm，并与填土区焊接相连，在进水区斜面顶部安装两个进水口，两进水口相距400mm，分别与实验装置两侧边缘相距300mm。
[0028]斜板由一整块铁皮构成，斜板顶端固定两个进水口装置，与实验装置底面呈45
°
角，铁皮长283mm，水平方向长200mm，竖直方向长200mm，宽1m，水流由进水口进入并通过斜板将重力势能转化为动能，此时水流仍呈现不稳定的射流状态。
[0029]槽形结构的填土区1与倾斜布置的板体4之间设有平直过渡的直板6，直板6位于槽形结构的填土区1的侧壁，倾斜布置的板体4与直板6形成进水缓冲区；缓冲区域由一块长150mm，宽1m的铁皮构成，由斜板进入的射流在通过此区域后逐渐变为本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种模拟混凝土桩底水下固化土冲刷实验装置，其特征在于：包括一个槽形结构的填土区，该填土区域的两端分别设有与槽形相连通的注水口及出水口；槽形结构的填土区与注水口之间通过倾斜布置的板体相互连通，槽形结构的填土区与出水口之间通过水平放置的板体相互连通。2.根据权利要求1所述的模拟混凝土桩底水下固化土冲刷实验装置，其特征在于：所述的槽形结构的填土区与倾斜布置的板体之间设有平直过渡的直板，所述的直板位于槽形结构的填土区的侧壁，所述的倾斜布置的板体与直板形成进水缓冲区。3.根据权利要求1所述的模拟混凝土桩底水下固化土冲刷实验装置，其特征在于：所述的槽形结构的填土区与水平放置的板体有出水口之间设有蓄土槽；水平放置的板体形成出水缓冲区。4.根据权利要求1所述的模拟混凝土桩底水下固化土冲刷实验装置，其特征在于：所述的倾斜布置的板体与水平面之间的夹角为45
°
；倾斜布置的板体的顶端高于槽形结构的填...
【专利技术属性】
技术研发人员：付一明，武奕，郑晓峰，李经纶，戴国亮，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：新型
国别省市：
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