一种海堤受波浪及地震荷载作用下的破坏试验装置的制作方法

[0001]
本发明属于海堤边坡破坏实验技术领域，具体涉及一种海堤受波浪及地震荷载作用下的破坏试验装置。


背景技术：

[0002]
我国东部地区海域范围广阔，海岸线总长约3.2万公里；陆地海岸线约1.8万公里，沿海6500余个岛屿构成长1.4万公里岛屿海岸线。海堤是防御风暴潮水和波浪对防护区的侵袭，减轻风浪、潮水灾害的而修筑的重要堤防工程措施。海堤作为防浪建筑物，除承受波浪作用外，同时还要挡潮。部分海堤迎水面加干砌或浆砌块石等轻型护坡的斜坡式海堤。施工时先堆土方，后砌护坡。施工快捷、造价低廉。
[0003]
在实际工程中，一些海堤由滩涂区与泥土填筑而成，自身地质条件较差，以及基础为软土地基，承载力差、强度低，容易导致失稳及破坏现象发生。再加上地震、海浪等诸多外部因素，可能会使海堤出现安全事故。由于海堤地层岩性与土质条件存在差异，故需要模型试验探究其破坏过程。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的是克服上述现有技术上的不足，而能够模拟在波浪荷载和地震荷载作用下对海堤坡堤破坏规律的影响的一种海堤破坏试验装置。
[0005]
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现。
[0006]
为解决上述问题，本发明提供一种波浪荷载下海堤破坏试验装置，与现有技术相比，本发明具有以下优点.能够模拟在海浪荷载作用下、在地震荷载作用下、在海浪和地震荷载共同作用下这三种不同的试验对坡堤破坏规律的影响。
[0007]
试验器材主体材料为有机玻璃，价格便宜、不易破损、寿命期长且易于维修保养。
[0008]
试验材料可重复使用，环保无污染。
[0009]
可用于室内试验，连续测得高精度数据。
附图说明
[0010]
图1为本发明实验装置结构示意图；图2为建筑模型卡槽结构示意图；图3为螺丝结构示意图；图4为计算机控制器示意图；图5造波机示意图；图6为橡皮塞示意图；图7为底座示意图；图8为模型箱底板、造波机和地震模拟振动器安装完成结构示意图；
图9为模型箱上部结构示意图；图10为去除底座的结构示意图。
[0011]
图中部件：1为计算机控制器、2为电缆、3为模型箱、4为注水口、5为橡皮塞、6为模型箱底板、7为模型箱底板扶手、8为模型箱底板卡槽、9为造波机、10为螺丝、11为钢片、12为左侧板、13为右侧板、14为挡板一、15为挡板二、16为挡板三、17为地震模拟振动器、18为底座、19为卡槽一、20为卡槽二、21为卡槽三。
具体实施方式
[0012]
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
[0013]
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
[0014]
一种海堤受波浪及地震荷载作用下的破坏试验装置，其包括模拟箱和底座。所述模拟箱内包括箱盖、建筑物模型、箱底，所述建筑物模型设置在箱底之上。所述模拟箱底板上方部分为造波机建筑模型，下方为地震模拟振动器和设置在模拟箱外部的计算机控制器。所述底座由混凝土浇筑而成，模型箱为有机玻璃材质。所述造波机和地震振动器由电缆连接计算机控制器，计算机控制器可控制造波机所造波浪的波浪要素，并可读取浪高仪记录的数据。所述建筑物模型为上部敞口的梯形的木箱，其包括挡板一、挡板二和挡板三，以及左右侧板。所述挡板一和挡板二平行设置，且滑动安装在木箱的左右侧板的上游部位。所述挡板三滑动安装在木箱的左右侧板的下游部位。所述挡板一和挡板二分别通过卡槽一、卡槽二滑动安装在木箱的左右侧板的上游部位。所述挡板三通过卡槽三滑动安装在木箱的左右侧板的下游部位。
[0015]
具体由计算机控制器1、电缆2、模型箱3、注水口4、橡皮塞5、模型箱底板6、模型箱底板扶手7、模型箱底板卡槽8、造波机9、螺丝10、钢片11、左侧板12、右侧板13、挡板一14、挡板二15、挡板三16、地震模拟振动器17、底座18、卡槽一19、卡槽二20、卡槽三21组成。
[0016]
计算机控制器可控制四个地震模拟振动器17启动和震动的频率。计算机控制器可控制模型箱底板6上造波机9左右摇摆的频率且可以记录波浪的高度变化并将数据传至计算机控制器1。电缆2需要连接计算机控制器1、4个地震模拟振动器17和造波机9。该装置可以进行在海浪荷载作用下对海堤的破坏试验，该装置可以进行在地震荷载作用下对海堤的破坏试验。该装置可以进行海浪和地震荷载共同作用下对海堤的破坏试验。模型箱底板6与底座18和模型箱3相连都是通过卡槽相连。
[0017]
实施例1
如图1所示，一种海堤受波浪及地震荷载作用下的破坏试验装置，包括模型箱底板6与底座18和模型箱3，模型箱3材质为有机玻璃。模拟箱3内有建筑物模型，建筑物模型上下游可以模拟不同水位。
[0018]
如图1所示，建筑物模型为上部敞口的梯形木箱，其包括挡板一14、挡板二15和挡板三16，以及左侧板12、右侧板13。挡板一14和挡板二15平行设置，且分别通过卡槽一19卡槽二20滑动安装在木箱的左右侧板的上游部位，两者的平行间距根据实际需要设计。挡板三16通过卡槽三21滑动安装在木箱的左右侧板的下游部位。
[0019]
具体施工方法按照以下步骤进行：（1）先将建筑物模型放置在模型箱底板6中，把挡板一14、挡板二15和挡板三分别通过卡槽一19、卡槽二20和卡槽三21滑动安装在建筑物模型的左右侧板上，把底板6放到底座18上安装好。
[0020]
（2）再将填土分层填于挡板二15与挡板三16之间，并分层夯实填土，直至填土达到所需高度。
[0021]
（3）抽离挡板二和挡板三，在木箱挡板一14与填土之间填入碎石垫层，并且夯实。在拆除中间挡板二15时需小心处理，应尽量避免带出填土。若填土有坍塌现象，可将填土铲除后重复步骤（2）。
[0022]
（4）抽离挡板一14，在碎石垫层上铺设一层干砌块石。
[0023]
（5）当只需要了解波浪荷载对海堤的作用效应时，先通过注水口4进行注水，调整模拟箱内上下游的水位，用计算机控制器1驱动造波机9推动上游部分的水流形成波浪，计算机控制器1记录波浪的高度变化其自动保存数据。
[0024]
（6）当只需要了解地震荷载对海堤的作用效应时，用计算机控制器驱动地震模拟振动器17，让模型箱内的建筑物模型感受不同的震级。
[0025]
（7）当需要了解波浪荷载和地震荷载共同对海堤的作用效应时，需要先通过注水口4进行注水，调整模拟箱内上下游的水位。再用计算机控制器1驱动造波机9推动上游部分的水流形成波浪，计算机控制器1记录波浪的高度变化其自动保存数据同时用计算机控制器驱动地震模拟振动器17，让模型箱内的建筑物模型感受不同的震级。
[0026]
（8）对（6）、（7）或者（8）中的一个反复进行试验，记录相关工况参数，研究海堤破坏的特征。
[0027]
（9）拆解和清洗装置。在试验完成后，关闭地震模拟振动器17、造波机9，将模型箱内的填土、碎石、干砌块石等铲除。拆下木箱并擦拭干净，沥干水分后收纳好。
[0028]
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。