[发明专利]一种模拟潮汐荷载的水位波动装置

说明书

本发明公开了一种模拟潮汐荷载的水位波动装置，包括水位恒定系统、曲柄滑杆系统和传动系统。水位恒定系统包括恒水位水箱、进水管阀门、进水管、出水管阀门、出水管、连通管阀门、连通管和衬板A。曲柄滑杆系统包括竖杆、衬板B、滑膛、两个曲杆和两个圆环。传动系统包括减速器、电机以及插头。所述滑膛呈长方体形，长边对应的铅垂面上开有条形的贯通孔A，短边对应的铅垂面上开有贯通孔B，两个圆环分别穿过两侧的贯通孔B置于贯通孔A的指定位置；所述曲杆呈Z字形，一头套在圆环内，另一头连接减速器。本发明可用于模拟潮汐荷载，达到水位简谐变化的目标。本发明可以为水力边界呈简谐变化(如潮汐荷载)的实验提供技术支持。

技术领域

本发明涉及一种模拟潮汐荷载的水位波动装置，可提供简谐变化的边界水力条件。

背景技术

随着中国城市化进程的加快，东部沿海地区出现越来越多的沿海跨江工程，包括临海基坑、海底隧道等。这些工程都面临着同一个问题，即潮汐作用的影响。明水位的波动变化不仅仅影响着边界条件，也影响着总应力的变化，因此渗流场内部的水土压力响应是一个复杂的问题。由此可以看出试验研究的前提条件是提供一种稳定可靠的波动水位。已有研究往往将其简化为简谐变化。本发明可以提供这样一种模拟水位简谐变化的装置。

发明内容

本发明提供了一种模拟潮汐荷载的水位波动装置，可以提供水位简谐波动的边界条件，主要用于实验研究，具有操作简单、成本低廉的特点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种模拟潮汐荷载的水位波动装置，包括水位恒定系统、曲柄滑杆系统和传动系统；所述水位恒定系统包括恒水位水箱、进水管阀门、进水管、出水管阀门、出水管、连通管阀门、连通管和衬板A；所述曲柄滑杆系统包括竖杆、衬板B、滑膛、两个曲杆和两个圆环；所述传动系统包括减速器、电机以及插头；所述恒水位水箱第一侧面顶部开有孔洞，用于安装进水管阀门；所述进水管阀门通过进水管和水源连接；所述恒水位水箱第二侧面中央开有孔洞，用于安装出水管阀门；所述出水管阀门与出水管一端连接；所述出水管另一端连接到地漏；所述恒水位水箱第三侧面底部开有孔洞，用于安装连通管阀门；所述连通管阀门与连通管连接；所述衬板A固定在恒水位水箱底部；所述衬板B固定在滑膛顶部；所述竖杆一端与衬板A固定连接，另一端与衬板B固定连接；所述滑膛呈长方体形，其中长边对应的铅垂面上开有条形的贯通孔A，短边对应的铅垂面上开有贯通孔B，所述贯通孔A和贯通孔B在同一水平面内，并相互垂直，两个圆环分别穿过两侧的贯通孔B置于贯通孔A的指定位置；所述曲杆呈Z字形，一头套在圆环内，另一头连接减速器，所述减速器与电机连接，所述电机通过插头连接电源。

进一步地，所述贯通孔B截面形状为两段半圆形，中间连接矩形，刚好能够放入圆环。

进一步地，所述曲杆为三根圆形截面的圆柱杆互相焊接而成。

进一步地，所述曲杆直径和圆环内径一致。

进一步地，所述恒水位水箱为五块正方形有机玻璃板通过AB胶粘接而成无顶水箱。

进一步地，所述衬板A材质为金属板，钻有四个螺纹孔，通过螺丝连接在恒水位水箱底部。

进一步地，所述衬板B材质为铁板，钻有四个螺纹孔，通过螺丝与滑膛连接。

进一步地，所述竖杆为铁杆，一端满焊在衬板A上，另一端满焊在衬板B上。

进一步地，所述滑膛为铝合金材质，所述曲杆材质为低碳钢。

本发明的有益效果是：

1、本发明可以提供简谐变化的边界水压，为研究潮汐荷载对工程的影响提供技术支持。

2、本发明可以通过调节Z字形曲杆中杆的长度来调节潮汐变化的幅值，通过调节减速器的齿轮比来调节潮汐变化的周期。

附图说明

图1为一种模拟潮汐荷载的水位波动装置效果图；