跨断层埋地管线原位试验量测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种跨断层埋地管线原位试验量测系统，该量测系统包括：加载控制量测装置（1）用以控制加载位错量以及垂直运动装置（13）和水平运动装置（14）的水平加载状态；应变量测装置（2）用于测量试验管线（16）的法向、切向应变反应；位移量测装置（3）用于在地表上侧观测断层作用下埋地管线的竖向和水平方向的位移反应；内压量测装置（4）用于控制试验管线（16）内的介质工作压力；主机（5）用于对加载控制量测装置（1）、应变量测装置（2）、位移量测装置（3）和内压控制装置（4）的数据整理分析后得出验证结果。本实用新型专利技术提出的新型埋地管线原位试验断层反应和加载控制量测系统，试验接近实际，分析结果可靠有效。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种跨断层埋地管线原位试验量测系统，更具体地说是涉及一种在原位试验场地进行埋地管线断层反应的试验量测和加载控制系统，主要用于观测和监测跨断层埋地管线原位试验的过程和反应。
技术介绍
埋地管线在现代化生产、生活中占有重要的位置，是重要的城市生命线工程。埋地管线系统是典型的线、网工程，不可避免地需穿越一些抗震不利或者危险的地域，跨越断层就是埋地管线不得不面临和需要解决的关键工程问题之一。跨断层埋地管线受力性能及破坏机理需要可靠准确的实际破坏数据作为研究基础，数据获取最可靠、最直接的方法即实际地震观测或者试验，而试验是实际工程应用中最行之有效的方法。现国内外采用试验手段研究跨越断层埋地管线的受力特性及其破坏机理时大多为模型试验，在实验室中进行。模型试验不可避免地带来尺寸效应、边界条件误差等问题，不能很好地反映跨越断层埋地管线的断层响应特性。原位试验可以较好地克服模型试验的不足，但在原位场地对断层加载进行实施和控制较难实现，对管线的断层反应进行地下观测及数据采集也存在一定的困难。
技术实现思路
本技术针对上述问题，提供了一种用于在原位场地模拟断层运动的跨断层埋地管线断层反应的量测系统，其目的在于:①准确、有效地控制和实施断层原位试验的分级加载条件解决由于覆盖土层影响，从而跨断层埋地管线原位试验断层反应难以观测的问题。本技术的目的是通过以下技术方案解决的:一种跨断层埋地管线原位试验量测系统，其特征在于所述的量测系统包括:加载控制量测装置，用以控制加载位错量以及垂直运动装置和水平运动装置的水平加载状态，并于量测后对应输出量测数据至主机；应变量测装置，用于测量试验管线的法向、切向应变反应，并于量测后对应输出量测数据至主机；位移量测装置，用于在地表上侧观测断层作用下埋地管线的竖向和水平方向的位移反应，并于量测后对应输出量测数据至主机；内压量测装置，用于控制试验管线内的介质工作压力，并于量测后对应输出量测数据至主机；主机，用于对加载控制量测装置、应变量测装置、位移量测装置和内压控制装置输送来的数据进行整理分析后得出验证结果。所述的试验管线采用热熔法连接构成。所述的加载控制量测装置包括垂直加载控制装置、水平加载控制装置和数据采集装置，垂直加载控制装置的垂直加载位错分量、压力状态和水平加载控制装置的水平加载位错分量、压力状态通过数据采集装置输出至主机。所述的垂直加载控制装置包括垂直加载位移计和垂直加载压力传感器，该垂直加载位移计布置在垂直运动装置的底端部外侧，垂直加载压力传感器布置在垂直运动装置的加载点位置；水平加载控制装置包括水平加载位移计和水平加载土压力盒，水平加载位移计布置在水平运动装置的外侧，水平加载土压力盒位于水平运动装置的内侧并位于试验管线的上侧和下侧；上述的垂直运动装置和水平运动装置位于反力装置的内部且水平运动装置放置于垂直运动装置的底板上侧。所述的数据采集装置包括人工数据采集仪、数据自动采集分析系统和土压力专用数据采集仪，所述的人工数据采集仪通过数据线与垂直加载控制装置中的垂直加载位移计相连，数据自动采集分析系统分别通过数据线与垂直加载控制装置中的垂直加载压力传感器和水平加载控制装置中的水平加载位移计相连，土压力专用数据采集仪通过数据线与水平加载控制装置中的水平加载土压力盒相连。所述的应变量测装置包括电阻应变片和数据自动采集静态采集仪，电阻应变片的实时数据通过数据自动采集静态采集仪采集后输送至主机。所述的位移量测装置包括位移指示机构和位移量测设备，该位移指示机构包括套箍、位移指示针、连接螺栓，竖直向上布置的位移指示针下端固定在套箍上，套箍通过连接螺栓固定在试验管线上；所述的位移量测设备包括经纬仪和水准仪，经纬仪和水准仪分别将位移指示针在竖向和水平方向的位移反应记录后输送至主机。所述位移指示针的外侧设有保护套管。所述的内压量测装置包括管压观测仪，管压观测仪设置在试验管线的介质入口处。本技术相比现有技术有如下优点:本技术基于跨断层埋地管线原位试验，提出了一套新型的埋地管线原位试验断层反应量测系统和加载控制量测系统，该加载控制量测系统可以准确有效的实现试验设计所规定的每级加载位错量并且保证加载运动装置无倾斜地水平运动，该量测系统可以真实、准确地对原位试验管线的断层反应进行观测和控制；该量测系统考虑试验管线的工作状态状态以及试验管线接头等实际存在因素的影响，并对管线的工作状态进行控制更接近试验管线的实际受力状态，观测分析结果更为可靠有效，可广泛适用于埋地管线断层反应受力性能及破坏机理的试验量测。附图说明附图1为本技术的量测系统原理示意图；附图2为本技术所采用的试验装置结构示意图；附图3为本技术的试验管线应变量测示意图；附图4为本技术的试验管线电阻应变片布置情况截面示意图；附图5为本技术的试验管线位移量测系统布置示意图；附图6为本技术的试验管线位移指示机构结构示意图；附图7为本技术的试验管线内压量测装置布置示意图；附图8为本技术的加载控制量测装置布置示意图之一；附图9为本技术的加载控制量测装置布置示意图之二。其中:1 一加载控制量测装置；2—应变量测装置；3—位移量测装置；4一内压量测装置；5—主机；6—垂直加载控制装置；7—水平加载控制装置；8—数据采集装置；9一垂直加载位移计；10—垂直加载压力传感器；11 一水平加载位移计；12—水平加载土压力盒；13—垂直运动装置；14一水平运动装置；15—反力装置；16—试验管线；17—人工数据采集仪；18—数据自动采集分析系统；19一土压力专用数据采集仪；20—电阻应变片；21—数据自动米集静态米集仪；22—位移指机构；23—位移量测设备；24—套箍；25—位移指不针；26—连接螺栓；27—经纬仪；28—水准仪；29—保护套管；30—管压观测仪。具体实施方式以下结合附图与实施例对本技术作进一步的说明。如图1-9所示:一种跨断层埋地管线原位试验量测系统，该量测系统包括:加载控制量测装置1，用以控制加载位错量以及垂直运动装置13和水平运动装置14的水平加载状态，并于量测后对应输出量测数据至主机5 ;应变量测装置2，用于测量试验管线16的法向、切向应变反应，并于量测后对应输出量测数据至主机5 ;位移量测装置3，用于在地表上侧观测断层作用下埋地管线的竖向和水平方向的位移反应，并于量测后对应输出量测数据至主机5 ;内压量测装置4，用于控制试验管线16内的介质工作压力，并于量测后对应输出量测数据至主机5 ;主机5，用于对加载控制量测装置1、应变量测装置2、位移量测装置3和内压控制装置4输送来的数据进行整理分析后得出验证结果。上述加载控制量测装置I包括垂直加载控制装置6、水平加载控制装置7和数据采集装置8，垂直加载控制装置6的垂直加载位错分量、压力状态和水平加载控制装置7的水平加载位错分量、压力状态通过数据采集装置8输出至主机5。其中垂直加载控制装置6包括垂直加载位移计9和垂直加载压力传感器10，该垂直加载位移计9布置在垂直运动装置13的底端部外侧用以控制原位试验断层每级加载位错的垂直分量，垂直加载压力传感器10布置在垂直运动装置13的加载点位置，每一加载点相应地布置一个垂直加载压力传感器10，试验中通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种跨断层埋地管线原位试验量测系统，其特征在于所述的量测系统包括：加载控制量测装置（1），用以控制加载位错量以及垂直运动装置（13）和水平运动装置（14）的水平加载状态，并于量测后对应输出量测数据至主机（5）；应变量测装置（2），用于测量试验管线（16）的法向、切向应变反应，并于量测后对应输出量测数据至主机（5）；位移量测装置（3），用于在地表上侧观测断层作用下埋地管线的竖向和水平方向的位移反应，并于量测后对应输出量测数据至主机（5）；内压量测装置（4），用于控制试验管线（16）内的介质工作压力，并于量测后对应输出量测数据至主机（5）；主机（5），用于对加载控制量测装置（1）、应变量测装置（2）、位移量测装置（3）和内压控制装置（4）输送来的数据进行整理分析后得出验证结果。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：薛娜，李鸿晶，罗韧，李忠良，陈孟尧，廖旭，邢浩洁，李秀菊，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：实用新型
国别省市：