[发明专利]基于模型槽的波浪荷载加载装置及试验方法

权利要求书

1.一种基于模型槽的波浪荷载加载装置，包括用于装载波浪荷载加载装置的模型槽；其特征在于，还包括加载系统、监测系统和防浪消能系统，各系统的具体结构和连接关系为：

所述模型槽为顶部开口的长方体箱型结构，其内部下侧装填土层，土层表面与箱体上缘之间的空间装水；在土层上方，沿模型槽的长度方向依次布置推板造波机、模型桩、防浪格栅和消能装置，其中模型桩的下半部分竖直插入土层中；在模型槽一个短边的外侧底部设溢水槽，溢水槽底部设抽水机，抽水机的出口通过抽水管接至模型槽的上缘处，用于将溢出的水抽送回模型槽内；

所述加载系统包括计算机控制器、液压伺服作动器和推板造波机；其中，计算机控制器通过电缆连接液压伺服作动器，液压伺服作动器通过液压管路连接推板造波机，推板造波机装设于与溢水槽相对的模型槽一侧短边处，用于推动模型槽内的水流形成波浪；

所述监测系统包括分别通过电缆接至计算机控制器的波形监测系统和应变采集系统；其中，波形监测系统包括波压器和浪高仪，波压器通过置于模型桩迎浪侧的压力探头采集压力数据传至计算机控制器，浪高仪固定在两个模型桩的中间位置用于实时记录波浪的高度变化；应变采集系统包括数据收集器和多个应变片，应变片粘贴在位于土层内的模型桩外侧的受荷载轴线上，各应变片通过电缆依次与数据收集器和计算机控制器相接；

所述防浪消能系统包括透水型防浪格栅和消能装置；其中，防浪格栅与水平方向呈60°夹角放置，并通过水平支撑件与消能装置连接；消能装置为直立开孔的双层板式结构，立于防浪格栅与模型槽短边之间。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述土层分为下层的砂砾层与上层的黏土层，砂砾层厚度为10cm，黏土层的表面与箱体上缘之间距离为至少20cm；消能装置与模型槽短边之间的距离为5-10cm；溢水槽由钢板围成，溢水槽与模型槽同宽，高为80cm。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述模型桩为空心钢管，与各应变片相接的电缆在穿过模型桩的内腔后与数据收集器相接。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述模型桩至少有两排，每排至少两根，每排模型桩均平行于模型槽的短边。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述模型槽的四个侧面和底部均为钢板；除了设置溢水槽的一侧短边之外，其余三个侧面的底部设有均匀布置的排水孔，排水孔中装有滤网。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述防浪格栅由钢制格栅架和附着在格栅架上的纤维制滤布组成，其背水一侧通过水平支撑件固定接于消能装置。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述消能装置的直立开孔的双层板式结构是指：在双层有机玻璃板材上布设开孔，开孔直径10cm，孔率为20％；两层板之间以横梁螺栓联接。