[发明专利]上拔过程中吸力桶基础内部破坏机理的试验装置及方法

摘要

本发明属于海洋岩土工程室内模型技术领域，涉及上拔过程中吸力桶基础内部破坏机理的试验装置及方法，通过透明土模型试验结合吸力桶结构以及数字图像技术，在可视化的状态下研究深海吸力基础由于上拔速率不同所产生的不同破坏机理。该试验装置主要由电源、透明土试样模型箱、加载系统、升降试验平台、激光器、电脑、CCD工业相机、吸力桶模型和荧光颗粒组成。本发明可以针对不同区域进行局部分析在上拔过程中的变形演化，通过图像处理技术，根据不同时刻的图片以此来分析吸力桶基础在上拔过程中的变形、内力分布规律；通过追踪荧光粒子观察渗流过程中水流的方向，揭示其破坏机理。装置结构简单、实用性强、技术经济可行。

主权项

1.上拔过程中吸力桶基础内部破坏机理的试验装置，其特征在于，所述的试验装置主要由电源(1)、透明土试样模型箱(2)、加载系统(3)、升降试验平台(4)、激光器(5)、电脑(6)、CCD工业相机(7)、吸力桶模型(9)和荧光颗粒(12)组成；所述的升降试验平台(4)主要由外壳、实心圆柱杆(4b)、光学平台板(4c)和试验平台底座(4e)组成；所述的实心圆柱杆(4b)共四根，垂直固定在试验平台底座(4e)的四角，实心圆柱杆(4b)外壁上设有套丝(4a)；所述的光学平台板(4c)上设有四个通孔，与实心圆柱杆(4b)的位置相对应，实心圆柱杆(4b)穿过光学平台板(4c)上的通孔，光学平台板(4c)通过固定螺帽(4d)固定在实心圆柱杆(4b)上，通过调节光学平台板(4c)在实心圆柱杆(4b)上的位置实现整个平台的升降；所述的外壳为上下开口的长方体结构，套在实心圆柱杆(4b)、光学平台板(4c)和试验平台底座(4e)的外部；所述的透明土试样模型箱(2)为上部开口的长方体箱体，置于光学平台板(4c)上；透明土试样模型箱(2)内部填充透明土试样，透明土试样模型箱(2)中上部的透明土试样中均匀混有荧光颗粒(12)；所述的吸力桶模型(9)为底部开口、顶部密封的桶型结构，垂直贯入透明土试样中；吸力桶模型(9)的顶部中心设有螺杆(10)，用于连接加载系统(3)；吸力桶模型(9)的顶部安装有万向水平仪(11)，用于控制加载系统(3)与螺杆(10)连接的垂直度；所述的加载系统(3)安装在螺杆(10)上，与吸力桶模型(9)成为一体，加载系统(3)对吸力桶模型(9)稳定施加持续荷载或循环荷载，控制吸力桶模型(9)的贯入速度和上拔速度；所述的激光器(5)用于提供连续激光光源，激光器(5)位于透明土试样模型箱(2)的侧面，通过柱面透镜照射在吸力桶模型(9)内部，产生扇面激光散斑图像；所述的CCD工业相机(7)用于拍摄不同时刻激光器(5)在吸力桶模型(9)内部形成的激光散斑图像，CCD工业相机(7)位于透明土试样模型箱(2)的侧面，与激光器(5)所在的透明土试样模型箱(2)的侧面相邻；所述的加载系统(3)和电脑(6)与电源(1)相连接，所述的激光器(5)和CCD工业相机(7)与电脑(6)相连接。