[发明专利]高离心场中水下施工模拟装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种水下施工模拟装置，特别涉及一种高离心场中水下施工模拟装置。

背景技术

土工离心机是用于岩土工程物理模拟试验的一种试验设备。其基本原理为通过离心机转臂的旋转产生离心加速度，提供一个人造高重力场，将研究主体按照一定比尺建立模型，通过离心加速度增加土体自重应力使得原型与模型达到应力应变相等、变形相似，来对原型进行模拟试验。在土工离心机中模拟深水施工(开挖、支护、加载等)过程时，因高离心场产生的高水压使得施工模拟装置的防水性能面临巨大挑战，如不能有效防水，施工模拟机构被水淹没会导致不能动作，水进入施工模拟机构一侧也会导致模型一侧水深发生改变，影响实验结果。因此需要研制高离心场中的水下施工模拟装置。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种高离心场中水下施工模拟装置，该装置能够避免土工离心机深水实验时高水压对施工模拟装置的影响，能够满足土工离心机环境下水下施工模拟时可靠工作的要求。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种高离心场中水下施工模拟装置，包括安放于离心机吊篮内的模型箱，在所述模型箱内一侧设有施工模拟装置，另一侧设有土工模型，所述土工模型被淹没在水体中，所述水体加注在所述模型箱中，所述施工模拟装置设置在隔水箱中，所述隔水箱设置在所述模型箱内部，二者固定连接；所述隔水箱设有主体与盖板，在所述盖板与所述主体之间设有隔水密封条Ⅰ；在所述隔水箱靠近所述土工模型的一侧外边缘与所述模型箱之间设有隔水密封条Ⅱ。

在所述隔水箱内设有钢制支撑条，所述钢制支撑条水平设置。

所述隔水箱与所述模型箱通过螺栓连接。

本发明具有的优点和积极效果是：通过将施工模拟装置安装在隔水箱内的结构，达到施工模拟机构防水的目的，能够避免土工离心机中高水压对施工模拟装置的影响；在隔水箱靠近土工模型一侧的外边缘与模型箱之间设有隔水密封条，能够有效防止水体进入隔水箱与模型箱之间的缝隙，可防止因模型箱中的砂土通过隔水箱与模型箱之间的缝隙而导致的模型改变，可防止因水体进入施工模拟装置一侧而导致的模型一侧水深发生改变。本发明能够保证施工模拟装置在土工离心机产生的高水压下正常工作，且结构简单，操作方便，可靠性好，适合在土工离心机产生的强离心力场中应用，具有优良的工作性能和使用便利性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的俯视图；

图3是本发明的隔水箱示意图；

图4是本发明的隔水箱上口密封槽的放大图。

图中：1、模型箱，2、隔水箱，3、钢制支撑条，4、隔水密封条Ⅱ，5、施工模拟装置，6、隔水密封条Ⅰ，7、密封槽Ⅱ，8、密封槽Ⅰ。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1～图4，一种高离心场中水下施工模拟装置，包括安放于离心机吊篮内的模型箱1，在所述模型箱1内一侧设有施工模拟装置5，另一侧设有土工模型，所述土工模型被淹没在水体中，所述水体加注在所述模型箱1中，所述施工模拟装置5设置在隔水箱2中，所述隔水箱2设置在所述模型箱1内部，二者固定连接，所述隔水箱2设有主体与盖板，在所述盖板与所述主体之间设有隔水密封条Ⅰ6，隔水密封条Ⅰ6通常设置在密封槽Ⅰ8中，密封槽Ⅰ8可以设置在所述主体的上口部，也可以设置在所述盖板的下面。在所述隔水箱2靠近所述土工模型一侧的外边缘与所述模型箱1之间设有隔水密封条Ⅱ4，隔水密封条Ⅱ4通常设置在密封槽Ⅱ7中，密封槽Ⅱ7可以设置在所述隔水箱2外部，也可以设置在所述模型箱1的内部。

在本实施例中，在所述隔水箱2内设有钢制支撑条3，所述钢制支撑条3水平设置，用于抵抗水压引起的隔水箱变形。所述隔水箱2与所述模型箱1通过螺栓连接，方便拆卸，防止隔水箱因浮力的影响产生位移。

采用上述模拟装置在土工离心机运行时模拟水下施工方法为：使离心机运转至指定加速度值，施工模拟装置动作模拟水下施工作业。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。