[实用新型]一种臂式土工离心机中的波浪力模拟装置

说明书

本实用新型公开了一种臂式土工离心机中的波浪力模拟装置，包括模型箱，其内部为中空结构，其上部设有箱盖；振动板，水平的设于所述中空结构中，动力机构，安装于所述模型箱，且连接于所述振动板，所述动力机构用以为所述振动板提供振动力；海床模型，设于所述模型箱的底部，所述海床模型用以提供土质层；液体层，位于所述海床模型上，所述液体层的液面与所述振动板接触；传感器，设于所述土质层与所述液体层相接的边缘处，所述传感器用以实时采集压力数据。

技术领域

本实用新型涉及臂式土工离心机、波浪力模拟等领域，具体为一种臂式土工离心机中的波浪力模拟装置。

背景技术

土工离心模型试验是一种物理模拟研究手段，比原型缩小n倍的模型土体，在离心机高速旋转所提供的n倍重力加速度的超重力场中，模型中各对应点的应力场与原型一致，数值相同。当模型土体与原型相同，原型的性状特别是土体应力应变关系和强度的非线性，都能够在模型中能够得到最大程度的再现。如果能够在离心模型试验中模拟出波浪循环往复作用力，土工离心模型试验就成为在波浪条件下，研究水下航道边坡稳定性、地基变形、土和结构物相互作用最理想的物理模拟手段。

目前，适合在臂式土工离心机中模拟动态波浪力的装置、设备或试验方法不多，主要有：非接触式循环波浪荷载模拟器系统，以及通过步进电机控制压力转换阀门开合实现循环加压的方案。前者对于试验的模型制备有特殊的要求，而且试验水位不能准确模拟；后者的出力有限。因此，需要开发一种简易的土工离心机中模拟动态波浪力的装置。

发明内容

本实用新型的目的是：提供一种臂式土工离心机中的波浪力模拟装置，以解决现有技术中至少一技术问题。

实现上述目的的技术方案是：一种臂式土工离心机中的波浪力模拟装置，包括模型箱，其内部为中空结构，其上部设有箱盖；振动板，水平的设于所述中空结构中，动力机构，安装于所述模型箱，且连接于所述振动板，所述动力机构用以为所述振动板提供振动力；海床模型，设于所述模型箱的底部，所述海床模型用以提供土质层；液体层，位于所述海床模型上，所述液体层的液面与所述振动板接触；传感器，设于所述土质层与所述液体层相接的边缘处，所述传感器用以实时采集压力数据。

在本实用新型一较佳的实施例中，所述土质层从下至上依次包括细沙层、粉质粘土层、淤泥质粘土层以及表土层。

在本实用新型一较佳的实施例中，当进行波浪力模拟实验时，所述土质层设有一坡面，该坡面从所述细沙层向所述表土层延伸。

在本实用新型一较佳的实施例中，该坡面的坡比范围为1:2-1: 3。

在本实用新型一较佳的实施例中，所述动力机构包括电机，固定于所述箱盖上，所述箱盖上设有通孔；传动杆，其上部铰接于所述电机的机轴，其下部穿过所述通孔铰接于所述振动板的一侧；连接件，其上部固定于所述箱盖，其下部铰接于所述振动板的中心。

在本实用新型一较佳的实施例中，所述电机与所述传动杆通过一铰接件铰接；所述振动板与所述传动杆通过一铰接件铰接；所述连接件与所述振动板通过一铰接件铰接。

在本实用新型一较佳的实施例中，所述液体层的液面与所述振动板水平中心线齐平。

在本实用新型一较佳的实施例中，所述的臂式土工离心机中的波浪力模拟装置还包括数据采集分析系统，用以采集和分析所述传感器所采集的压力数据。

在本实用新型一较佳的实施例中，所述传感器包括孔隙水压计。

本实用新型的优点是：本实用新型的本发明的臂式土工离心机中的波浪力模拟装置，能够更加准确有效的模拟波浪力，结构简便、易于操作，而且成本较低。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步解释。

图1是本实用新型实施例的波浪力模拟装置结构示意图。