[发明专利]一种模拟斜坡海床中浅层气喷发灾变对既有海洋基础影响的装置

摘要

本发明公开了一种模拟斜坡海床中浅层气喷发灾变对既有海洋基础影响的装置，该装置包括海洋桶形基础、千斤顶、进气喷管等；现有的科学技术几乎无法在现场探明海床中大范围的土体内部气力劈裂的蔓延路径，现有的理论也无法准确预测其可能的喷发路径。为解决以上问题，本发明模拟斜坡海床中浅层气喷发灾变，再现实际环境下气力劈裂的灾变过程，并基于此解释气力劈裂灾变的灾变机制，为探明浅层气喷发对既有海洋基础影响提供了模型技术和观测手段。基于本发明的模型实验研究，将为我国未来大湾区建设过程中海洋基础的选址、安全性评价提供关键的科学技术支持。

主权项

1.一种模拟斜坡海床中浅层气喷发灾变对既有海洋基础影响的装置，其特征在于，包括基座(34)，安装在基座(34)上的倾斜装置、安装在所述倾斜装置上的模型箱(16)和反力架，模型箱(16)内具有透明土，透明土中倒扣有一海洋桶形基础(11)，加载于海洋桶形基础(11)的加载系统，以及原位T型触探器(15)、光源系统和图像采集器(51)。所述倾斜装置包括2号底板(31)、2号支杆(33)和4号千斤顶(37)；所述2号支杆(33)和4号千斤顶(37)竖直固定在基座(34)上，所述2号底板(31)一端铰接于2号支杆(33)顶端，另一端位于4号千斤顶(37)上；反力架包括竖直固定于基座(34)上的1号反力架竖杆(1)、2号反力架竖杆(2)，反力架顶板(0)的两端与1号反力架竖杆(1)、2号反力架竖杆(2)顶端固接；模型箱(16)通过若干根支撑柱固定于2号底板(31)上，模型箱(16)的底面上沿前后方向开有一列进气孔，每个进气孔处设置有一个喷气装置(24)，喷气装置(24)通过导管与一气泵(30)相连；气泵(30)为伺服气泵；模型箱(16)的一内侧壁沿进气孔的排列方向固定有多组声波发射器(17)，相对的另一内侧壁固定有多组声波接收器(18)；每组声波发射器(17)、和声波接收器(18)对应一个测试平面，每个测试平面对应一个喷气装置(24)；所述喷气装置(24)包括位于测试平面内的半圆弧支架(38)和1号喷气管(41)和2号喷气管(48)，半圆弧支架(38)固定于模型箱(16)底面，支架上具有角度刻度；1号喷气管(41)和2号喷气管(48)的始端通过导气软管与位于半圆弧支架(38)圆心位置的进气座(44)相连，进气座(44)与进气孔相连；所述1号喷气管(41)和2号喷气管(48)上具有凸起，所述凸起沿半圆弧支架(38)内圆周滑动；所述1号喷气管(41)和2号喷气管(48)的尾端通过锁紧螺丝锁紧于半圆弧支架(38)；所述图像采集器(51)位于模型箱(16)正前方，光源系统发生竖直方向的平面光，位于模型箱(16)的一侧，光源系统包括水平滑杆，水平滑杆上安装有激光发射器(20)，激光发射器(20)前端安装有光学棱镜(21)；水平滑杆的两端通过支架(19)固定于反力架顶板(0)；原位T型触探器(15)位于透明土上方，上端通过一伸缩杆(13)固定于反力架顶板(0)，原位T型触探器(15)上部固定有3号位移传感器(14)，检测与架顶板(0)之间的距离；所述加载系统包括垫块(52)、1号千斤顶(6)、2号千斤顶(9)、加载板、1号支杆(3)和1号底板(5)；所述垫块(52)固定于反力架顶板(0)，1号支杆(3)上端固定于垫块(52)的底面，下端与1号底板(5)铰接；1号千斤顶(6)上端固定于垫块(52)的底面，下端与1号底板(5)相连；2号千斤顶(9)上端与1号底板(5)的底面固定连接，下端为球形铰链，与加载板铰接；加载板与海洋桶形基础(11)顶面固定连接；2号千斤顶(9)的左右两侧固定有2号位移传感器(12)和4号位移传感器(53)，分别检测到海洋桶形基础(11)顶面的竖直距离。2号千斤顶(9)为伺服千斤顶。