【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及吸力筒导管架，具体为一种基于三自由度加载装置的测试方法。
技术介绍
1、吸力筒导管架是一种常用于海洋或河流中的结构物基础的基础类型。它主要用于各种海上或水下结构，如桥梁、风力发电机组、油气平台等的支撑。它通常由钢材制成，具有稳定的结构和适当的尺寸来承受海上环境的挑战，海上吸力筒导管架的主要作用是确保吸力管的准确定位和稳定固定，以便按照规划将管线或设备安装到海底。它通常由导管框架、导管定位夹具和安装系统组成。导管框架具有足够的强度和刚性，可以抵御海浪、风力和潮流等外部力量，确保吸力管不会受到严重的偏移或损坏。
2、三筒基础通常由三个垂直的筒形物体组成，通常是由钢材制成。它们埋入海床或海底，通过固定和承载平台和导管架等设施，现有技术没有针对导管架风电基础受荷特点并适用于风电基础小模型比尺的试验设备，并根据试验设备研究筒型基础与导管架连接模式变化对三筒基础承载力的影响。
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于三自由度加载装置的测试方法，解决了上述
技术介绍
提到的问题。
3、(二)技术方案
4、为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种基于三自由度加载装置的测试方法，包括以下步骤：
5、s1.准备砂土模型实验步骤，首先需要安排试验组次，并将三筒模型安装在土体内预定位置；
6、s2.进行三筒模型基础的水平向极限承载力试验；
7、s3.
8、s4.对三筒基础水平向承载力试验分析，针对中心连接三筒分别进行水平向承载力试验；
9、s5.基于上述步骤得出的试验数据，进行数值分析和比对。
10、优选的，所述步骤s1中包括以下步骤：
11、s101.通过改变加载的方向来准备四组试验组次，其中将导管架模型分别改变加载方向试验两次，并将其组次进行编号；
12、s102.将模型安装至预定位置和预定深度，并保证模型与土体之间保持良好接触，并利用竖向静压对三筒基础进行安装，在安装过程中测量贯入荷载以及应变数据。
13、优选的，所述步骤s2中包括以下步骤：
14、s201.更换加载模块，确定加载位置、加载高度以及加载方向，确保基础受荷时，仅有一个筒型基础处于受拉状态；
15、s202.采用慢速维持法进行加载，需要记录加载过程中的实时荷载、位移、倾角以及连接处的应变数据；
16、s203.做完一组试验先将模型拆除，将影响范围内的砂土铲出后，重新回填至初始高程并人工找平；
17、s204.在筒顶盖与筒壁处布置土压力盒测量加载过程中上拔筒与下压筒的土压力。
18、优选的，所述步骤s3中，还包括以下步骤：
19、s301.针对中心连接三筒基础的安装过程同样进行试验研究，并绘制相应的曲线图。
20、优选的，所述步骤s4中还包括以下步骤：
21、s401.在三筒基础安装完成后，更改加载模块，对基础的水平向承载能力进行研究，试验过程中记录水平向荷载、水平向位移、倾角以及应变数据；
22、s402.对中心连接三筒基础水平向承载特性进行分析研究，并绘制曲线图。
23、优选的，所述步骤s5中还包括以下步骤：
24、s501.基于模型试验尺寸，用abaqus建立中心连接的三筒导管架有限元模型；
25、s502.进行有限元模型验证，通过有限元结果与模型实测进行对比，验证数值分析结果的可靠性。
26、优选的，在所述步骤s204中，需要注意的是，在三个筒型基础和导管架连接处均对称布置一对应变片，两应变片连线方向为水平荷载加载方向，应变片以1/4桥方式布置，其底层采用502胶水黏合，经检测应变片仍正常工作后再开始使用，试验不仅需要针对三筒基础的宏观物理量进行测量，同时还需要对筒型基础应变状态进行测量。
27、优选的，所述步骤s203中的加载控制系统与传感器无交互作用，加载系统输入的速度对基础进行加载，其位移与力均通过安装的传感器测量，q-s曲线通过位移传感器测量的位移，力传感器测量的力来绘制。
28、优选的，所述步骤s204中，前筒与后筒顶盖内侧布置两个土压力盒，用以测定顶盖处所受土压力大小，前筒与后筒筒裙外侧距筒端相应高度的位置沿加载方向分别布置一个，用以测定土对筒裙外侧的土压力大小。
29、一种基于三自由度加载装置的测试方法的三筒导管架模型，包括支撑架、拉压力传感器、位移传感器以及倾角传感器，所述支撑架横截面为三角形设置，所述支撑架的底端三角处均固定连接有支撑杆，三组所述支撑杆之间通过斜撑导管固定连接，三组所述支撑杆的底端均固定连接有筒体，三筒导管架模型材料选用弹性模量为210gpa的不锈钢，拉压力传感器置于加载点的传力结构上，位移传感器为拉线位移传感器，一端置于横梁上，一端与模型相连，倾角传感器置于支撑架顶部。
30、(三)有益效果
31、本专利技术提供了一种基于三自由度加载装置的测试方法。具备以下有益效果：
32、本专利技术通过上述步骤实现了筒型基础与导管架连接模式变化对三筒基础承载力的影响，可以分析筒型基础在贯入过程中的结构特性，以及基础的竖向承载特性实验结果，在三筒基础安装完成后，通过更改加载模块，对基础的水平向承载能力进行研究，试验过程中记录水平向荷载、水平向位移、倾角以及应变数据，可以对基础在承受水平向荷载作用时的承载能力、破坏模式以及运动特性进行研究和分析，对于原型具有很好的参考价值。
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1.一种基于三自由度加载装置的测试方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于三自由度加载装置的测试方法，其特征在于：所述步骤S1中包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种基于三自由度加载装置的测试方法，其特征在于：所述步骤S2中包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的一种基于三自由度加载装置的测试方法，其特征在于：所述步骤S3中，还包括以下步骤：
5.根据权利要求1所述的一种基于三自由度加载装置的测试方法，其特征在于：所述步骤S4中还包括以下步骤：
6.根据权利要求1所述的一种基于三自由度加载装置的测试方法，其特征在于：所述步骤S5中还包括以下步骤：
7.根据权利要求2所述的一种基于三自由度加载装置的测试方法，其特征在于：在所述步骤S204中，需要注意的是，在三个筒型基础和导管架连接处均对称布置一对应变片，两应变片连线方向为水平荷载加载方向，应变片以1/4桥方式布置，其底层采用502胶水黏合，经检测应变片仍正常工作后再开始使用，试验不仅需要针对三筒基础的宏观物理量进行测量，同时还需
8.根据权利要求2所述的一种基于三自由度加载装置的测试方法，其特征在于：所述步骤S203中的加载控制系统与传感器无交互作用，加载系统输入的速度对基础进行加载，其位移与力均通过安装的传感器测量，Q-s曲线通过位移传感器测量的位移，力传感器测量的力来绘制。
9.根据权利要求1所述的一种基于三自由度加载装置的测试方法，其特征在于：所述步骤S204中，前筒与后筒顶盖内侧布置两个土压力盒，用以测定顶盖处所受土压力大小，前筒与后筒筒裙外侧距筒端相应高度的位置沿加载方向分别布置一个，用以测定土对筒裙外侧的土压力大小。
10.根据权利要求1-9所述的任意一种基于三自由度加载装置的测试方法的三筒导管架模型，其特征在于：包括支撑架(1)、拉压力传感器(6)、位移传感器(7)以及倾角传感器(8)，所述支撑架(1)横截面为三角形设置，所述支撑架(1)的底端三角处均固定连接有支撑杆(2)，三组所述支撑杆(2)之间通过斜撑导管(4)固定连接，三组所述支撑杆(2)的底端均固定连接有筒体(3)，三筒导管架模型材料选用弹性模量为210GPa的不锈钢，拉压力传感器(6)置于加载点的传力结构上，位移传感器(7)为拉线位移传感器，一端置于横梁(5)上，一端与模型相连，倾角传感器(8)置于支撑架(1)顶部。
...【技术特征摘要】
1.一种基于三自由度加载装置的测试方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于三自由度加载装置的测试方法，其特征在于：所述步骤s1中包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种基于三自由度加载装置的测试方法，其特征在于：所述步骤s2中包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的一种基于三自由度加载装置的测试方法，其特征在于：所述步骤s3中，还包括以下步骤：
5.根据权利要求1所述的一种基于三自由度加载装置的测试方法，其特征在于：所述步骤s4中还包括以下步骤：
6.根据权利要求1所述的一种基于三自由度加载装置的测试方法，其特征在于：所述步骤s5中还包括以下步骤：
7.根据权利要求2所述的一种基于三自由度加载装置的测试方法，其特征在于：在所述步骤s204中，需要注意的是，在三个筒型基础和导管架连接处均对称布置一对应变片，两应变片连线方向为水平荷载加载方向，应变片以1/4桥方式布置，其底层采用502胶水黏合，经检测应变片仍正常工作后再开始使用，试验不仅需要针对三筒基础的宏观物理量进行测量，同时还需要对筒型基础应变状态进行测量。
8.根据权利要求2所述的一种基于三...
【专利技术属性】
技术研发人员：李智，王益群，王强，周兴政，罗仑博，倪道俊，
申请(专利权)人：长江三峡集团福建能源投资有限公司，
类型：发明
国别省市：
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