申请/专利权人：中国科学院力学研究所

申请日：2023-06-07

公开（公告）日：2024-04-05

公开（公告）号：CN116793837B

主分类号：G01N3/08

分类号：G01N3/08;G01N3/02;G01N3/06

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.05#授权;2023.10.13#实质审查的生效;2023.09.22#公开

摘要：本发明实施例公开了一种用于软黏土海床环境下的管道的动态受力模拟装置和方法，包括：土槽模型，用于容纳海床模型和待测管道；拉拔压载单元，用于向位于所述土槽模型中的所述待测管道提供拉拔或压载作用力；斜向加载单元，用于将至少部分所述拉拔压载单元上的作用力变向后作用于所述待测管道上；监测单元，用于对所述海床模型、所述待测管道、所述拉拔压载单元和所述斜向加载单元中的至少一个的参数进行监控和分析。本发明通过分别模拟竖向及斜向压载和拉拔下，海底管道压载和拉拔失稳的全过程，并在此基础上对海床约束力、位移和管道周围土体的破坏模式等进行测量和观察，进而为管道整体屈曲的分析提供必要的模型及参数取值。

主权项：1.一种用于软黏土海床环境下的管道的动态受力模拟装置，其特征在于，包括：土槽模型（1），用于容纳海床模型（2）和待测管道（3）；拉拔压载单元，用于向位于所述土槽模型（1）中的所述待测管道（3）提供拉拔或压载作用力；斜向加载单元，用于将至少部分所述拉拔压载单元上的作用力变向后作用于所述待测管道（3）上；监测单元，用于对所述海床模型（2）、所述待测管道（3）、所述拉拔压载单元和所述斜向加载单元中的至少一个的参数进行监控和分析；所述拉拔压载单元通过匀速位移实现作用力的加载，和或，通过恒力实现作用力的加载；所述待测管道（3）与两个竖向设置的刚性连接杆（20）相连；所述刚性连接杆（20）与带有第一空气轴承滑块（22）的导轨（21）连接，所述导轨（21）固定于土槽模型（1）上方的土槽横梁（23）上；所述刚性连接杆（20）与管道横梁（24）连接；所述管道横梁（24）上连接有一用于施加拉力或压力的机械加载装置；所述机械加载装置上设置有力传感器（26）与激光位移传感器（27）；所述激光位移传感器（27）固定在加载架横梁（28）上；通过恒力实现作用力的加载模块包括可调配重块（33）、牵引钢索（34）和滑轮组（35）；牵引钢索（34）通过滑轮组（35）将可调配重块（33）与待测管道（3）中心连接；荷载定向模块包括用于固定滑轮组（35）的第二空气轴承滑块（36）及其轨道（37），以及调角转盘（38）；第二空气轴承滑块（36）使滑轮组（35）沿轨道（37）滑动；采用恒力加载方式开展管道的拉拔试验的过程如下：将一轨道（37）和一调角转盘（38）固定于加载架横梁（28）之上，将第二空气轴承滑块（36）与滑轮组（35）固定；将牵引钢索（34）与待测管道（3）上的力传感器（26）连接，通过滑轮组（35）与可调配重块（33）连接，转动调角转盘（38）升降轨道（37）的自由端，从而调节拉拔方向与设计载荷方向一致；采用恒力加载方式开展管道的压载试验如下：一滑轮与一第二空气轴承滑块（36）相连，沿固定于土槽横梁（23）上的一轨道（37）水平滑动；另一轨道（37）两端分别与调角转盘（38）相连，调角转盘（38）先将另一轨道（37）的一端调整至合适的高度，调整另一调角转盘（38）升降另一轨道（37）另一端的高度，使得牵引钢索（34）调整至设计的加载方向。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国科学院力学研究所 用于软黏土海床环境下的管道的动态受力模拟装置和方法

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