CN203203813U - 深海吸力式基础的复合加载模型试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种深海吸力式基础的复合加载模型试验装置，包括吸力式基础结构模型，吸力式基础结构模型的顶部与垂直轴承相连接，锁扣环扣垂直轴承，液压缸三通过连接杆与吸力式基础结构模型相连，同步齿轮的一端与液压缸二相连，同步齿轮下部与吸力式基础结构模型顶部连接杆镶嵌连接，同步齿轮上部与液压缸一相连；该深海吸力式基础的复合加载模型试验装置不仅可以测试单一荷载加载作用下深海吸力式基础的稳定性，而且可以测试复合加载模式(多荷载共同作用)下深海吸力式基础的破坏规律，整体来说该试验设备加工容易，试验设备结构简单，成本较低，操作方便，测量准确。

Description

深海吸力式基础的复合加载模型试验装置

技术领域

本实用新型涉及海洋岩土工程技术领域，尤其涉及一种深海吸力式基础的复合加载模型试验装置。

背景技术

目前，深海吸力式基础所受荷载的加载试验设置，主要有单一荷载加载和两个荷载分别加载的试验设备，即只能实现单独加载水平荷载、竖向荷载、力矩荷载或扭剪荷载一个荷载过程，或者分别加载水平荷载和竖向荷载两个荷载过程。由于荷载的加载方式单一和数量受限等因素的影响，从而无法真实、有效地模拟深海吸力式基础所受应力状态，试验结果都不是很理想，与此同时，考虑到深海基础结构不仅受到结构物自身及设备所引起的竖向荷载的长期作用，而且往往遭受风、波浪等所产生的水平荷载、力矩荷载和扭剪荷载等其它荷载分量共同作用，现阶段能够合理地模拟力矩荷载和扭剪荷载的加载试验设备相对较少，无法同时实现多荷载加载试验过程。

实用新型内容

为解决现有技术存在的不足，本实用新型具体公开了一种深海吸力式基础的复合加载模型试验装置，能够有效地模拟深海吸力式基础所承受的单一荷载和复合加载过程，同时该试验设备结构简单，试验效果理想。

为实现上述目的，本实用新型的具体方案如下：

一种深海吸力式基础的复合加载模型试验装置，包括吸力式基础结构模型，吸力式基础结构模型的顶部与垂直轴承下部相连接，锁扣环扣垂直轴承，液压缸三通过连接杆与吸力式基础结构模型相连，同步齿轮的一端与液压缸二相连，同步齿轮下部与垂直轴承上部连接，同步齿轮上部与液压缸一相连。

所述吸力式基础结构模型的变形及所受荷载的测量装置为位移传感器和应力传感器。

该装置工作时，首先设定所需加载的荷载数量、荷载大小、加载方式等参数，通过液压站与伺服电机，对三个液压缸进行加压，其中液压缸一推动垂直轴承，使其产生垂直升降，并且垂直轴承与吸力式基础结构模型顶部相连接，从而实现吸力式基础结构模型受竖向荷载的试验模拟；液压缸二推动同步齿轮旋转，同步齿轮与吸力式基础结构模型顶部连接杆镶嵌，同步齿轮的转动必然造成吸力式基础结构模型的扭剪转动，从而实现扭剪荷载的加载过程；液压缸三推动连接杆水平伸缩，而连接杆与吸力式基础结构模型顶部相连，如果连接部位紧贴吸力式基础结构模型顶部，可以模拟吸力式基础结构模型受到水平荷载作用，如果连接部位与吸力式基础结构模型顶部存在一定距离，即可实现吸力式基础结构模型在力矩荷载作用下的试验加载过程。

本实用新型的有益效果：

该深海吸力式基础的复合加载模型试验装置不仅可以测试单一荷载加载作用下深海吸力式基础的稳定性，而且可以测试复合加载模式(多荷载共同作用)下深海吸力式基础的破坏规律，整体来说该试验设备加工容易，试验设备结构简单，成本较低，操作方便，测量准确。

附图说明

图1本实用新型的正面图；

图2本实用新型的侧面图；

图3本实用新型的俯视图；

图中，1液压缸一、2液压缸二、3液压缸三、4同步齿轮、5垂直轴承、6锁扣、7吸力式基础结构模型。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型进行详细说明：

如图1-3所示，一种深海吸力式基础的复合加载模型试验装置，包括吸力式基础结构模型7，吸力式基础结构模型7的顶部与垂直轴承5下部相连接，锁扣6环扣垂直轴承5，液压缸三3通过连接杆与吸力式基础结构模型7相连，同步齿轮4的一端与液压缸二2相连，同步齿轮4下部与垂直轴承5上部连接，同步齿轮4上部与液压缸一1相连。

所述吸力式基础结构模型7的变形及所受荷载的测量装置为位移传感器和应力传感器。

当吸力式基础结构模型7需要加载垂直荷载作用时，通过电脑设定所需加载的垂直荷载大小与速度，由液压站和伺服电机对液压缸一1进行加压，推动垂直轴承5上下移动；由于垂直轴承5与吸力式基础结构模型7相互连接，从而带动吸力式基础结构模型7产生竖向位移，其中，吸力式基础结构结构模型7所承受的竖向荷载大小由电脑设定，吸力式基础结构模型7产生的竖向位移量大小由位移传感器测量，吸力式基础结构结构模型7内、外土体所受承载力由应力传感器测量。

当吸力式基础结构模型7需要加载水平荷载作用时，通过电脑设定所需加载的水平荷载大小与速度，由液压站和伺服电机对液压缸三3进行加压，推动垂直轴承5水平移动；由于垂直轴承5与吸力式基础结构模型7相互连接，从而带动吸力式基础结构模型7产生水平位移，其中，吸力式基础结构结构模型7所承受的水平荷载大小由电脑设定，吸力式基础结构模型7产生的水平位移量大小由位移传感器测得，吸力式基础结构结构模型7内、外土体所受承载力由应力传感器测量。

当吸力式基础结构模型7需要加载力矩荷载作用时，将液压缸三3沿着钢架垂直向上移动一定距离，通过电脑设定所需加载的水平荷载大小与速度，水平荷载加载作用点与吸力式基础结构模型7顶部存在一定距离，当液压站和伺服电机对液压缸三3进行加压，推动垂直轴承5水平移动，从而使吸力式基础结构模型7产生力矩旋转，其中，吸力式基础结构结构模型7所承受的力矩荷载大小由电脑所设定水平荷载大小与液压缸3垂直移动距离的相乘得到，吸力式基础结构模型7产生的旋转角度大小由位移传感器测得，吸力式基础结构结构模型7内、外土体所受承载力由应力传感器测量。

当吸力式基础结构模型7需要加载扭剪荷载作用时，通过电脑设定所需加载的扭剪荷载大小与速度，由液压站和伺服电机对液压缸二2进行加压，推动同步齿轮4转动，从而带动吸力式基础结构模型7产生扭剪旋转，其中，吸力式基础结构结构模型7所承受的扭剪荷载大小由电脑设定，吸力式基础结构模型7产生的旋转角度大小由位移传感器测得，吸力式基础结构结构模型7内、外土体所受承载力由应力传感器测量。

当吸力式基础结构模型7需要同时加载多个荷载——复合加载时，通过电脑设定所需加载的竖向荷载、水平荷载和扭剪荷载大小与速度以及液压缸三3垂直移动距离，由液压站和伺服电机对液压缸一1、液压缸二2、液压缸三3进行加压，推动垂直轴承5和同步齿轮4运动，从而带动吸力式基础结构模型7产生竖向、水平、旋转、扭剪位移，其中，吸力式基础结构结构模型7所承受的荷载大小由电脑设定，吸力式基础结构模型7产生的位移变化量由位移传感器测得，吸力式基础结构结构模型7内、外土体所受承载力由应力传感器测量。

Claims (2)

1.一种深海吸力式基础的复合加载模型试验装置，其特征是，包括吸力式基础结构模型，吸力式基础结构模型的顶部与垂直轴承下部相连接，锁扣环扣垂直轴承，液压缸三通过连接杆与吸力式基础结构模型相连，同步齿轮的一端与液压缸二相连，同步齿轮下部与垂直轴承上部连接，同步齿轮上部与液压缸一相连。

2.如权利要求1所述的一种深海吸力式基础的复合加载模型试验装置，其特征是，所述吸力式基础结构模型的变形及所受荷载的测量装置为位移传感器和应力传感器。

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