【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及海洋基础检测，具体涉及一种检测吸力式桶形基础水平和抗拔承载力的试验装置及其应用方法、安装方法。
技术介绍
1、在近年来，海洋能源产业迅猛发展，尤其是海上风电基础在整体风电场投资中占据了重要比重，而海上风电成本的有效降低对于发展可再生能源至关重要。吸力式桶形基础作为一种关键的海上风电基础结构，具有巨大的潜力来降低成本和提高效能。吸力式桶形基础的抗拔承载力和水平承载力是评估其稳定性和安全性的重要指标。而现有的检测装置检测水平和抗拔承载力的方法单一，不能改变荷载加载角度，不便进行多种承载力的加载检测，检测较为麻烦；因此需要一种使用灵活方便的吸力式桶形基础承载力试验装置及其应用方法、安装方法。
技术实现思路
1、为解决
技术介绍
中存在的问题，本专利技术提出了吸力式桶形基础承载力试验装置，包括模型箱和加载装置，所述模型箱一侧可拆卸连接有安装固定板，模型箱顶部对称设置有两个半圆环形滑道，所述半圆环形滑道的直边水平设置，两个半圆环形滑道之间设置有滑杆，滑杆两端分别与两个半圆环形滑道滑动连接，所述模型箱内放置有桶形基础模型，模型箱内桶形基础模型远离安装固定板的一侧固定安装有位移传感器，所述位移传感器有两个，两个位移传感器沿竖直方向依次排列，所述桶形基础模型顶部竖直固定有连接杆，所述位移传感器检测端靠近连接杆设置；
2、所述加载装置包括直线驱动机构、滑轮和拉力传感器，直线驱动机构和滑轮固定在安装固定板上，所述拉力传感器一端通过第一钢丝线与直线驱动机构驱动端连接，拉力传感器另一
3、优选的，所述滑杆采用双头螺栓，所述两个半圆环形滑道内均设置有滑动螺母，双头螺栓的两端分别与两个半圆环形滑道中的滑动螺母螺纹固定。
4、优选的，所述直线驱动机构包括直线滑台和滑动固定在直线滑台上的滑块，所述直线滑台固定在安装固定板上，第一钢丝线远离拉力传感器的一端与滑块连接。
5、优选的，所述安装固定板包括相互垂直的竖向板和水平板，安装固定板呈“l”型，所述模型箱放置在安装固定板的水平板上，安装固定板的竖向板与模型箱侧壁连接固定。
6、优选的，还包括用于接收数据、处理数据、发送试验指令的数据采集平台，所述数据采集平台分别与位移传感器、直线驱动机构以及拉力传感器连接。
7、吸力式桶形基础承载力试验装置的安装方法，包括以下步骤：
8、a1、将安装固定板固定在模型箱的一侧，并将加载装置安装在安装固定板上；
9、a2、在模型箱内部沿竖直方向绘制刻度线，向模型箱内填装第一部分用于配重的填料，刻度线便于试验人员获知已填装的填料量；
10、a2、将桶形基础模型放置在模型箱内水平方向的正中间位置，此时桶形基础模型位于第一部分填料上，继续向模型箱内填装第二部分填料，直至第二部分填料添加到桶形基础模型竖直方向的中间位置；
11、a3、对桶形基础模型进行泄压沉贯，沉贯结束后将连接杆固定到模型箱顶部；
12、a4、将半圆环形滑道安装在模型箱的顶部，并在两个半圆环形滑道之间滑动安装滑杆，将加载装置中的第二钢丝线远离拉力传感器的一端绕过定滑轮，然后依次连接到滑杆和连接杆上；
13、a5、最后将位移传感器安装在模型箱内靠近模型箱顶部位置，完成安装。
14、吸力式桶形基础承载力试验装置的应用方法，包括：
15、测水平单调加载下桶形基础的水平承载力时，将滑杆移动至半圆环形滑道的0°或180°位置，使连接杆和滑杆之间的第二钢丝线水平，然后固定滑杆，设定好直线驱动机构的恒应变值或恒力值，启动直线驱动机构，通过直线驱动机构拉动第二钢丝线对桶形基础模型施加水平荷载；将连接杆上与两个位移传感器对应的位置分别设为位置一和位置二，利用公式计算转动点位置，所述公式为：
16、
17、所述公式中lz为转动点到桶形基础上壁的距离，l1为位置一到桶形基础上壁的距离，l2为位置二到桶形基础上壁的距离，x1为位置一在水平荷载作用下发生的水平位移，x2为位置二在水平荷载作用下发生的水平位移，通过两个位移传感器分别测出水平位移x1和x2；
18、测抗拔承载力时，根据检测需要将滑杆移动到待检测位置，然后固定滑杆，设定好直线驱动机构的恒应变值或恒力值，通过直线驱动机构对桶形基础模型施加荷载,检测桶形基础模型在倾斜或竖直荷载作用下的受力情况，获取荷载作用下桶形基础的荷载-位移关系曲线；
19、测水平循环荷载下桶形基础的水平承载力时，增加一组加载装置安装到安装固定板上，两组加载装置沿竖直方向依次排列，在半圆环形滑道上安装与新一组加载装置连接的滑杆，移动两个滑杆，使两个滑杆分别位于半圆环形滑道的0°和180°位置，然后固定滑杆，设定好直线驱动机构的恒应变值或恒力值，启动直线驱动机构对桶形基础模型施加荷载，检测水平循环荷载作用下桶形基础模型的受力情况，获取水平循环荷载作用下桶形基础的荷载-位移关系曲线。
20、本专利技术具有的有益效果为：
21、1、本专利技术能够进行吸力式桶形基础倾斜竖直抗拔承载力、水平承载力以及水平循环荷载作用下的承载力的检测，使用灵活性高，解决了现有的承载力检测方式单一、不便进行多种承载力的加载检测的问题，适应多种测试条件，同时本专利技术操作简单方便，提高了检测的效率。
22、2、本专利技术的检测装置结构简单实用，便于拆装，提高了试验的便捷程度和效率，同时本专利技术的检测装置占地面积小，检测装置的各结构仪器均可重复使用，体现了循环利用和节约资源的理念，有助于环保，符合可持续发展要求。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.吸力式桶形基础承载力试验装置，其特征在于：包括模型箱（8）和加载装置，所述模型箱（8）一侧可拆卸连接有安装固定板（1），模型箱（8）顶部对称设置有两个半圆环形滑道（9），所述半圆环形滑道（9）的直边水平设置，两个半圆环形滑道（9）之间设置有滑杆（10），滑杆（10）两端分别与两个半圆环形滑道（9）滑动连接，所述模型箱（8）内放置有桶形基础模型（15），模型箱（8）内桶形基础模型（15）远离安装固定板（1）的一侧固定安装有位移传感器（11），所述位移传感器（11）有两个，两个位移传感器（11）沿竖直方向依次排列，所述桶形基础模型（15）顶部竖直固定有连接杆（14），所述位移传感器（11）检测端靠近连接杆（14）设置；
2.根据权利要求1所述的吸力式桶形基础承载力试验装置，其特征在于：所述滑杆（10）采用双头螺栓，所述两个半圆环形滑道（9）内均设置有滑动螺母，双头螺栓的两端分别与两个半圆环形滑道（9）中的滑动螺母螺纹固定。
3.根据权利要求1所述的吸力式桶形基础承载力试验装置，其特征在于：所述直线驱动机构包括直线滑台（3）和滑动固定在直线滑台（3）上的滑块
4.根据权利要求1所述的吸力式桶形基础承载力试验装置，其特征在于：所述安装固定板（1）包括相互垂直的竖向板和水平板，安装固定板（1）呈“L”型，所述模型箱（8）放置在安装固定板（1）的水平板上，安装固定板（1）的竖向板与模型箱（8）侧壁连接固定。
5.根据权利要求1所述的吸力式桶形基础承载力试验装置，其特征在于：还包括用于接收数据、处理数据、发送试验指令的数据采集平台，所述数据采集平台分别与位移传感器（11）、直线驱动机构以及拉力传感器（6）连接。
6.吸力式桶形基础承载力试验装置的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.吸力式桶形基础承载力试验装置的应用方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.吸力式桶形基础承载力试验装置，其特征在于：包括模型箱（8）和加载装置，所述模型箱（8）一侧可拆卸连接有安装固定板（1），模型箱（8）顶部对称设置有两个半圆环形滑道（9），所述半圆环形滑道（9）的直边水平设置，两个半圆环形滑道（9）之间设置有滑杆（10），滑杆（10）两端分别与两个半圆环形滑道（9）滑动连接，所述模型箱（8）内放置有桶形基础模型（15），模型箱（8）内桶形基础模型（15）远离安装固定板（1）的一侧固定安装有位移传感器（11），所述位移传感器（11）有两个，两个位移传感器（11）沿竖直方向依次排列，所述桶形基础模型（15）顶部竖直固定有连接杆（14），所述位移传感器（11）检测端靠近连接杆（14）设置；
2.根据权利要求1所述的吸力式桶形基础承载力试验装置，其特征在于：所述滑杆（10）采用双头螺栓，所述两个半圆环形滑道（9）内均设置有滑动螺母，双头螺栓的两端分别与两个半圆环形滑道（9）中的滑动螺母螺纹固定。
3.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘大鹏，武科，刘振华，窦中宇，许文彬，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：
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