埋地输液管道砂土液化反应试验观测系统的制作方法

所属技术领域

本发明涉及一种实验室模拟液化场地中埋地输液管道反应的试验观测装置，具体的说是一种模拟砂土液化作用下埋地输液管道反应的试验观测系统。

背景技术：

埋地管道是油气等物质运输的重要渠道之一，在油气输送与城市供水供热中起着不可或缺的作用。由于埋地输液管道分布范围广、运输距离长，不可避免的穿越砂土液化区等地质环境复杂地区。历史震害调查表明，地震时砂土液化是埋地管道破坏的主要原因之一，液化土中埋设管道的破坏率(单位千米的破坏处数)远大于非液化土中管道的破坏率。由于地震时饱和砂土的超孔隙水压上升，导致砂土液化而引起强度丧失，使管道在通过其轴线的竖直平面内产生挠曲变形，严重时地下管道会因为上浮而暴露地面，因此管道破坏的概率明显增大。尽管有很多埋地管道和砂土液化方面的研究成果，但缺乏砂土液化作用下埋地输液管道反应的试验观测系统，一定程度上制约了研究工作的开展。

技术实现要素：

一种埋地输液管道砂土液化反应试验观测系统，包括加压阀、埋地输液管道、多段刚性箱体、多段柔性箱体、外箱体、管道水平位移测量器、隔层胶垫、管道垂直位移测量系统、标尺、管道固定器，其特征在于：多段箱体包括多段刚性箱体和多段柔性箱体，该多段箱体分成五段，每段间存有一定间隙，间隙内放置有隔层胶垫，外箱体右端设有管道水平位移测量器，左端设有管道固定器，通过固定装置固定在振动台台面上，其中两段柔性箱体内放置有垂直位移测量系统，管道侧端装有加压阀，外箱体底部与振动台台面接触并固定。

根据权利要求1所述的埋地输液管道砂土液化反应试验观测系统，其特征在于：所述多段柔性箱体位于多段刚性箱体内部，固定于刚性箱体顶部，在管道穿越位置留有管道穿越通道，可防止砂土与液化水的泄漏，箱体内分别装有干土，半饱和砂土以及饱和砂土，模拟不同饱和度的砂土反应。

根据权利要求1所述的埋地输液管道砂土液化反应试验观测系统，其特征在于：所述管道固定器设置于外箱体左侧，固定在振动台台面上。

根据权利要求1所述的埋地输液管道砂土液化反应试验观测系统，其特征在于：所述管道水平位移测量器设置于外箱体右侧，用于观测管道水平位移大小，并观测水平位移变化过程。

根据权利要求1所述的埋地输液管道砂土液化反应试验观测系统，其特征在于：所述垂直位移测量系统，分别放置于装填有半饱和砂土和饱和砂土的柔性箱体中间的管道穿越通道上方，测量管道垂直位移大小与变化过程。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明中柔性箱体的结构示意图。

图3是本发明中全部箱体的结构示意图。

图4是管道垂直位移测量系统的结构示意图。

图5是管道水平位移测量器的结构示意图。

图6是管道固定器的结构示意图。

图中：1埋地输液管道、2管道固定器、3螺丝孔、4外箱体、5配重盖、6振动台、7垂直位移测量系统、8隔层胶垫、9刚性箱体、10配重盖预留孔、11标尺、12水平位移测量器、13加压阀、14柔性箱体、15箱体预留孔、16虹吸管、17活塞、18管道穿越通道

具体实施方式

下面结合附图详述本发明：

本发明的实施例中，多段箱体包括多段刚性箱体9和多段柔性箱体14，多段箱体分成五段，多段刚性箱体9之间及其与外箱体4之间存有一定间隙，用于放置隔层胶垫8，外箱体4右端设有管道水平位移测量器12，多段柔性箱体14中分别填装饱和砂土、半饱和砂土及干土，在两段柔性箱体14内放置有垂直位移测量系统7，管道一侧装有加压阀13，用于流体泵压，模拟管内流体流动，外箱体4底部与振动台6台面接触并固定。

作为本发明的一种优选结构，柔性箱体14位于刚性箱体9内部，固定于刚性箱体9顶部，柔性箱体14在管道穿越位置留有管道穿越通道18，可防止砂土与液化水的泄漏，管道表面可选择性贴有应变片，用于测量埋地输液管道1的应变，柔性箱体上方设置有配重盖5，外箱体4和刚性箱体9左右端各留有直径大于埋地输液管道1的箱体预留孔15，用于放置埋地输液管道1。

作为本发明的一种优选结构，管道固定器2固定在振动台6台面上，管道固定器2可打开，通过螺丝孔3可固定埋地输液管道1。

作为本发明的一种优选结构，箱体预留孔15的直径大于埋地输液管道1的直径，水平位移测量器12的外径大于箱体预留孔15的直径，水平位移测量器12为橡胶柔性材料，标尺11连接在外箱体4上，当管道发生水平位移时，通过读数测量水平方向的位移。

作为本发明的一种优选结构，垂直位移测量系统7放置于装填有饱和砂土与半饱和砂土的柔性箱体14中，垂直位移测量系统7底端与柔性箱体14的管道穿越通道18接触，当埋地输液管道1发生垂直方向上位移时，推动活塞17使液体在虹吸管16中运动，通过读取刻度读数确定管道垂直方向上的位移，测量管道垂直位移大小与变化过程。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种液化场地中埋地输液管道反应的试验观测系统，具体的说是一种模拟砂土液化作用下埋地输液管道反应的试验观测系统。它包括：并排放置于外箱体内的多段箱体，多段箱体包括多段刚性箱体和放置于多段刚性箱体内的多段柔性箱体，该多段箱体分成五段，每段间存有一定空隙，空隙间放置有隔层胶垫，外箱体右端设有管道水平位移测量器，左端设有管道固定器，外箱体通过固定装置固定在振动台台面上，其中两段柔性箱体内放置有垂直位移测量系统，管道侧端装有加压阀，多段柔性箱体内可装填不同饱和度的砂土。本发明能够模拟埋于不同饱和度砂土中的管道在砂土振动液化过程中的反应，可用来观测管道在水平和垂直方向上的位移以及测量管道应变，为埋地输液管道的砂土液化反应分析提供试验数据。

技术研发人员：朱庆杰;赵晨;李茂辉;尹晓;李雪;何鹏;张靖;李嘉淸
受保护的技术使用者：常州大学
技术研发日：2017.03.31
技术公布日：2017.08.11