土工离心机高压力模拟试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提出了一种土工离心机高压力模拟试验装置，所述高压力模拟试验装置安装在一个离心机吊篮内，所述高压力模拟试验装置包括一个耐压容器，在所述耐压容器内设置有至少一个模型箱，在所述模型箱内设置有至少一个测试模型，在测试模型上方设置有至少一个数据采集装置。本实用新型专利技术的土工离心机高压力模拟试验装置，可以构建出高压力和高离心场环境，从而实现对海底地质灾害过程的模拟，模拟海底或者高压力的环境下岩土边坡的变形效果，用于研究在海底地质灾害过程中海底边坡的运动规律，由对海底可燃冰的开采引起的海底的地形变化等。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种高压力模拟试验装置，特别是一种用于土工离心机的土工离心机高压力模拟试验装置。
技术介绍
土工离心模型试验是岩土工程中广泛应用的研究手段之一。大型土工离心机由旋转臂、与旋转臂相连的立柱、旋转臂一端的离心机吊篮和另一端的配重箱以及驱动和控制系统组成。根据离心机中模型相似率关系，离心机中的能量与离心机加速度的三次方成正比，因此离心机中很小的能量，可以模拟原型巨大的能量。海洋地质灾害及海底稳定性预测评价研究是各种海洋工程建设的前期重要工作内容之一。已有资料表明，我国近海海洋油气资源开发海域区发育有多种海洋地质灾害现象，如海底滑坡、海底冲刷、砂土液化、沙波移动、浅层气等，这些海洋地质灾害现象的存在影响着海底的稳定性，进而对航运、油气资源开发、海洋工程设施建设(如海底电缆管道工程、海上牧场建设、码头、桥梁等)、海洋功能区划调整以及未来海上风能、潮汐能开发等海洋开发活动构成显著影响。据统计，在我国近海海域曾发生过海底地质灾害引发的工程事故，已经对海洋开发活动造成了严重影响与损失。海底地质灾害发生在很高的水压力下，海底底层和边坡以及各类结构物都会受到很大的压力作用，目前尚无专门的土工离心机高压力模拟试验装置能够用于在土工离心机中实现海底地质灾害过程的模拟。
技术实现思路
具体来说，本技术提供了一种土工离心机高压力模拟试验装置，以解决前面所提到的问题。为解决上述技术问题，本技术提出了一种土工离心机高压力模拟试验装置， 所述土工离心机高压力模拟试验装置安装在一个离心机吊篮内，所述土工离心机高压力模拟试验装置包括一个耐压容器，在所述耐压容器内设置有至少一个模型箱，在所述模型箱内设置有至少一个测试模型，在测试模型上方设置有至少一个数据采集装置。优选地，所述耐压容器包括至少一个防爆装置、至少一个压力控制装置以及至少一个线缆通道。优选地，所述数据采集装置包括至少一个置于所述测试模型上方的采集器、至少一个与所述采集器相连的数据线缆以及一个与所述采集器相连的数据采集主机。优选地，所述模型箱与所述耐压容器固定连接。优选地，所述模型箱包括一截面为方形的中空箱体，所述中空箱体外侧每个纵向侧面包括至少一个加强筋，所述中空箱体的上侧为开口设置，所述中空箱体(31)的上方对应所述开口位置设置有至少一个支撑架，所述箱体至少有一个纵向侧壁为透明侧壁。优选地，所述透耐压容器包括一个中空圆桶形罐体以及一个中空半球形上盖。3优选地，所述防爆装置为一个防爆阀。优选地，所述压力控制装置包括一个加压阀和一个减压阀。优选地，所述采集器为高速摄像机。本技术的土工离心机高压力模拟试验装置，可以构建出高压力和高离心场环境，从而实现海底地质灾害过程的模拟，模拟海底或者高压力的环境下岩土边坡的变形效果，用于研究海底地质灾害过程中海底边坡的运动规律，海底可燃冰开采引起的海底地形变化等。附图说明以下附图仅旨在于对本技术做示意性说明和解释，并不限定本技术的范围。其中，图1为根据本技术的一个具体实施例的土工离心机高压力模拟试验装置的结构示意图；图2为根据本技术的一个具体实施例的土工离心机高压力模拟试验装置的耐压容器分解示意图；图3为根据本技术的一个具体实施例的土工离心机高压力模拟试验装置的模型箱结构示意图。具体实施方式为了对本技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本技术的具体实施方式。其中，相同的部件采用相同的标号。以下结合附图详细说明根据本技术的土工离心机高压力模拟试验装置的结构及工作原理。图1为根据本技术的一个具体实施例的土工离心机高压力模拟试验装置的结构示意图，该土工离心机高压力模拟试验装置安装在一个离心机吊篮1内，离心机吊篮1 上方开口设置，以便于往其内放置土工离心机高压力模拟试验装置。当然，本领域技术人员应当理解，该离心机吊篮1的上方对应开口位置还可设置连接悬挂臂的相关结构等。所述土工离心机高压力模拟试验装置包括一个密闭的耐压容器2，为清楚起见，图 1中的耐压容器2为示意性结构，其中省略了上盖，图2显示了根据本技术的一个具体实施例的耐压容器2的分解示意图。在所述耐压容器2内设置有至少一个模型箱3，在所述模型箱3内设置有至少一个测试模型4，在测试模型4上方设置有至少一个数据采集装置5。当土工离心机工作时，离心机吊篮1内可生成高达数百g的离心场，所述耐压容器 2可加压至3MPa，诸如模拟海底底层结构之类的测试模型4置于模型箱3中，模型箱3置于耐压容器2内，模型箱3与耐压容器2固定连接，数据采集系统5将测试模型4在高压状态下的变化过程记录下来。从而可模拟海底或者高压力的环境下岩土边坡的变形效果，用于研究海底地质灾害过程中海底边坡的运动规律，海底可燃冰开采引起的海底地形变化等。在一个优选实施例中，模型箱3通过螺栓与耐压容器2的底座连接。在一个具体实施例中，所述数据采集装置5包括至少一个置于所述测试模型4上方的采集器51、至少一个与所述采集器51相连的数据线缆52以及一个与所述采集器51相连的数据采集主机53。在一个优选实施例中，所述采集器51为高速摄像机。图2为根据本技术的一个具体实施例的土工离心机高压力模拟试验装置的耐压容器分解示意图，该土工离心机高压力模拟试验装置的耐压容器2包括一个中空圆桶形罐体201、一个中空半球形上盖202，中空圆桶形罐体201和中空半球形上盖202可紧密结合，从而能够形成一个可耐受高压力的密闭空间。在一个具体实施例中，所述耐压容器2包括至少一个防爆装置21、至少一个压力控制装置22以及至少一个线缆通道23。当耐压容器2内的压力超过设计的安全阈值时，防爆装置21可对耐压容器2进行减压，从而避免耐压容器2发生爆炸危险。压力控制装置22可以用于对耐压容器2进行充气和放气，从而对耐压容器2内的压力进行调节，使其达到试验要求。线缆通道23用于将各种控制、信号线缆从耐压容器2 中引出。在一个优选具体实施例中，所述防爆装置21为一个防爆阀。在一个优选具体实施例中，所述压力控制装置22可以包括一个加压阀和一个减压阀。图3为根据本技术的一个具体实施例的土工离心机高压力模拟试验装置的模型箱结构示意图。所述模型箱3包括一截面为方形的中空箱体31，其中可放置测试模型 4，所述中空箱体31外侧每个纵向侧面包括至少一个加强筋32，这样能够保障模型箱3具备高强度，以满足其能够在高压力、高离心场环境下工作不变形，所述中空箱体31的上侧为开口设置，可方便测试模型4放入或取出，所述中空箱体31的上方对应开口位置设置有至少一个支撑架33，可为后续其他试验设备提供安装位置，所述箱体31至少有一个纵向侧壁为透明侧壁34，这样能够使高速摄像机等数据采集设备完整记录测试模型4的变化过程。本技术的土工离心机高压力模拟试验装置，可以构建出高压力和高离心场环境，从而实现海底地质灾害过程的模拟，模拟海底或者高压力的环境下岩土边坡的变形效果，用于研究海底地质灾害过程中海底边坡的运动规律，海底可燃冰开采引起的海底地形变化等。本领域技术人员应当理解，虽然本技术是按照多个实施例的方式进行描述的，但是并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案。说明书中如此叙述仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种土工离心机高压力模拟试验装置，所述土工离心机高压力模拟试验装置安装在一个离心机吊篮（１）内，其特征在于，所述土工离心机高压力模拟试验装置包括一个耐压容器（２），在所述耐压容器（２）内设置有至少一个模型箱（３），在所述模型箱（３）内设置有至少一个测试模型（４），在测试模型（４）上方设置有至少一个数据采集装置（５）。

【技术特征摘要】
1.一种土工离心机高压力模拟试验装置，所述土工离心机高压力模拟试验装置安装在一个离心机吊篮(1)内，其特征在于，所述土工离心机高压力模拟试验装置包括一个耐压容器(2)，在所述耐压容器(2)内设置有至少一个模型箱(3)，在所述模型箱(3)内设置有至少一个测试模型(4)，在测试模型(4)上方设置有至少一个数据采集装置(5)。2.根据权利要求1所述的土工离心机高压力模拟试验装置，其特征在于，所述耐压容器(2)包括至少一个防爆装置(21)、至少一个压力控制装置(22)以及至少一个线缆通道 (23)。3.根据权利要求1所述的土工离心机高压力模拟试验装置，其特征在于，所述数据采集装置(5)包括至少一个置于所述测试模型(4)上方的采集器(51)、至少一个与所述采集器(51)相连的数据线缆(52)以及一个与所述采集器(51)相连的数据采集主机(53)。4.根据权利要求1所述的土工离心机高压力模拟试验装置，其特征在于，所述模型箱 (3)与所述耐...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯瑜京，徐泽平，张雪东，梁建辉，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：实用新型
国别省市：11