一种海洋平板锚模型基础的循环承载力测试装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种海洋平板锚模型基础的循环承载力测试装置，包括实验箱

【技术实现步骤摘要】
一种海洋平板锚模型基础的循环承载力测试装置


[0001]本技术涉及海洋结构工程
，具体为一种海洋平板锚模型基础的循环承载力测试装置
。

技术介绍

[0002]随着全球能源需求的增加，海洋油气开采已经逐渐由浅海向深海发展，传统采油平台正在逐步演化为深海浮式采油平台，浮式平台通常需要悬链线与海洋锚固基础连接，进而嵌固于海床中
。
平板锚基础作为一种海洋锚固基础，因其具有体积小
、
承载力高
、
经济实用
、
便于安装和回收等优点，应用前景广阔
。
[0003]在复杂的海洋环境中，平板锚基础一方面会受到上部浮式结构因浮力而产生的静力张拉荷载，另一方面又会受到风
、
浪
、
流等产生的循环荷载
。
因此，合理评价平板锚基础在初始静力张拉荷载及循环荷载共同作用下的承载力对于平板锚基础的设计工作非常重要
。
[0004]然而，目前对平板锚基础循环承载特性的认识还远远不够，关键原因之一即是尚缺乏测定平板锚基础循环承载力的试验装置与方法
。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种海洋平板锚模型基础的循环承载力测试装置，该测试装置为研究平板锚基础在初始张拉静荷载和循环荷载作用下的承载特性提供试验平台和方法依据
。
[0006]一种海洋平板锚模型基础的循环承载力测试装置，包括实验箱
、
平板锚模型
、
加载框架
、
加载装置以及伺服加载检测系统，其中实验箱的底层铺设有真空预压单元，该实验箱的内部填装有软黏土并预埋平板锚模型，且实验箱的顶部开口并固设加载框架；加载装置固设在加载框架上，该加载装置的拉力输出端连接平板锚模型，加载装置的控制端连接伺服加载检测系统，且加载装置包括固定梁
、
伺服电缸及导向板；固定梁设置在加载框架上，固定梁的侧壁固接伺服电缸，且固定梁的底部垂向固接导向板；导向板上调节并转动连接有多个改变平板锚模型受拉方向的导向滑轮
。
[0007]优选的，伺服加载检测系统包括力传感器
、
位移传感器
、
伺服控制器
、
传感信号数显装置
、
数据采集仪及计算机；力传感器的两端通过钢丝绳分别连接伺服电缸的拉力输出端以及平板锚模型，用于检测平板锚所受拉力载荷；位移传感器固设在伺服电缸上，用于检测伺服电缸活塞杆的位移；传感信号数显装置分别连接力传感器及位移传感器，用于拉力和位移数据的实时显示；数据采集仪采集传感信号数显装置信号并发送至计算机，由计算机控制伺服控制器，根据力传感器及位移传感器的拉力位移数据伺服控制伺服电缸
。
[0008]优选的，真空预压单元包括碎石子反滤层
、
排水管
、
排水阀及土工布，其中排水管的两端固设有延伸出实验箱的排水阀，排水管的中段覆盖有填装在实验箱内的碎石子反滤层；碎石子反滤层上铺设土工布，该土工布上方的实验箱内填装软黏土
。
[0009]优选的，平板锚模型包括锚板以及垂向固设在锚板中部的加载导向杆；加载导向
杆的顶端通过钢丝绳连接伺服电缸的输出端；锚板的侧壁上固设有螺纹座，且锚板的边缘处挂接有回收钢索；螺纹座上螺纹连接有
T
形杆
。
[0010]优选的，导向板的底端向下延伸至实验箱内的软黏土中，该导向板上制出有多个垂向间隔分布的调节孔；导向滑轮包括固定滑轮及调节滑轮；固定滑轮转动连接在导向板的上部并缠绕连接伺服电缸一端的钢丝绳；调节滑轮螺栓穿透连接在调节孔上，该调节滑轮缠绕连接平板锚模型一端的钢丝绳
。
[0011]优选的，实验箱的顶部开口处固设有向实验箱外部延伸的
L
形加强肋；加载框架的底部四角均固设有固定架设在
L
形加强肋上的
L
形角撑，且加载框架的内角处均固设有加强加载框架结构强度的加强钢板
。
[0012]本技术的优点和技术效果是：
[0013]1、
本技术提供了通过测定平板锚基础荷载
、
位移时程曲线，依据位移破坏标准，确定平板锚基础循环承载力的试验方法，能够为平板锚基础承载特的研究提供试验平台及方法依据，为平板锚基础的设计提供参考
。
[0014]2、
本技术参照归一化荷载位移曲线，按照预设的静力加载比
Fa/Ff
，采用位移控制模式，对锚板施加初始静力张拉荷载
Fa
，据此预估的静极限承载力较为准确
。
[0015]3、
本技术平板锚基础尾部预留有螺孔，可与下端带螺纹的
T
形杆连接，可以方便的按预定的角度将平板锚贯入土层中，锚板上系有钢丝绳，试验结束后，可方便的将平板锚回收
。
[0016]4、
本技术加载框架上设置有导向板，导向板下部设置可移动导向滑轮，导向板上有若干孔洞，下部可移动导向滑轮可以在任意孔洞位置处通过螺栓固定在导向板上，通过调整可移动导向滑轮的位置，可以调节平板锚的加载角度
。
[0017]5、
本技术的伺服电动缸通过螺栓固定在钢制加载框架上部，且与伺服控制器相连接，通过伺服控制器可实现位移控制模式和力控制模式的单调加载及循环加载
。
[0018]6、
本技术力传感器两端与钢丝绳连接，可以方便的测定钢丝绳所受拉力
(
锚板承受的拉力
)
；位移传感器与电动缸伸缩杆相接触，可以方便的测定伸缩杆的位移
(
锚板发生的位移
)
[0019]7、
本技术力传感器与位移传感与传感信号数显装置相连接，可以实时显示循环加载过程中力和位移的大小
。
附图说明
[0020]图1是本技术的结构示意图；
[0021]图2是本技术的平板锚示意图；
[0022]图3是本技术的平板锚侧视图；
[0023]图4是本技术的实验箱正视图；
[0024]图5是本技术的实验箱剖面图；
[0025]图6是本技术的加载框架俯视图；
[0026]图7是本技术的加载框架正视图
。
[0027]图中：
10.
实验箱；
11.L
形加强肋；
12.
土工布；
13
排水管；
14.
碎石子反滤层；
15.
软黏土；
16.
排水阀；
20.
加载框架；
21.
导向板；
22.
调节滑轮；
23....

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种海洋平板锚模型基础的循环承载力测试装置，其特征在于：包括实验箱
、
平板锚模型
、
加载框架
、
加载装置以及伺服加载检测系统，其中实验箱的底层铺设有真空预压单元，该实验箱的内部填装有软黏土并预埋平板锚模型，且实验箱的顶部开口并固设加载框架；所述加载装置固设在加载框架上，该加载装置的拉力输出端连接平板锚模型，加载装置的控制端连接伺服加载检测系统，且加载装置包括固定梁
、
伺服电缸及导向板；所述固定梁设置在加载框架上，固定梁的侧壁固接伺服电缸，且固定梁的底部垂向固接导向板；所述导向板上调节并转动连接有多个改变平板锚模型受拉方向的导向滑轮
。2.
根据权利要求1所述的一种海洋平板锚模型基础的循环承载力测试装置，其特征在于：所述伺服加载检测系统包括力传感器
、
位移传感器
、
伺服控制器
、
传感信号数显装置
、
数据采集仪及计算机；所述力传感器的两端通过钢丝绳分别连接伺服电缸的拉力输出端以及平板锚模型，用于检测平板锚模型所受拉力载荷；所述位移传感器固设在伺服电缸上，用于检测伺服电缸活塞杆的位移；所述传感信号数显装置分别连接力传感器及位移传感器，用于拉力和位移数据的实时显示；所述数据采集仪采集传感信号数显装置信号并发送至计算机，由计算机控制伺服控制器，根据力传感器及位移传感器的拉力位移数据伺服控制伺服电缸
。3.
根据权利要求1所述的一种海洋平板锚...

【专利技术属性】
技术研发人员：程星磊，李茂林，王丕光，汪明元，鹿群，
申请(专利权)人：天津城建大学，
类型：新型
国别省市：