通过每一 应变片15上形变的大小检测隔水管7上的不同位置所受液体作用力的大小。
[0021] 上述实施例中，如图1所示，在管体13上设置有一三分力仪131，用于将管体13上的 轴向力分解为沿X、Y和Z三个方向的作用力(Z方向为管体13的轴向），能够起到传递、分载管 体13的轴向作用力的作用。
[0022] 上述实施例中，如图1所示，可以在隔水管7靠近上端的部分设置一托架16,在托架 16上相对设置有两挂钩161，每一绳体8的一端均紧固连接在其中一挂钩161上。
[0023] 上述实施例中，管体6和管体13均为金属管。
[0024]上述实施例中，如图1所示，连接器5、12、14均可以为万向铰接头或球铰接头。
[0025] 本发明在使用时，它包括以下步骤：
[0026] (1)隔水管7的确定。
[0027]首先根据几何相似原理与缩尺比确定隔水管7金属管71的长度、直径和壁厚，使得 隔水管7与原型在质量分布与弯曲刚度上保持一致。根据雷诺数相等，确定隔水管7的外径， 采用泡沫塑料72缠绕在金属管71的外壁上，然后采用防水薄膜73进行包裹和密封。
[0028] 几何相似原理：
[0029 ] 4AJA"：=几
[0030] 雷诺数方程相等原则：
[0031] PmVmDm/% = PsVsDs/Hs
[0032] 其中，下标s表示原型值，下标m表示模型值，L为特征长度(表示隔水管7、金属管71 的长度），A为截面积，λ为缩尺比，V为特征速度，D为特征直径，P为流体密度，η为流体粘度。
[0033] (2)安装模拟实验系统。
[0034] 首先在水池深井底部安装连接器12,并将管体13与连接器14进行连接，然后将固 定支座3固定在连接器12的外部，继而将带有穿孔球11的高度调整架10安装在固定支座3 上。高度调整架10弯矩的确定方法可根据简支梁端部弯矩的计算进行确定，具体如下：
[0035] 1 = 6EI/K
[0036] 其中，1为连接器12的中心至穿孔球11中心的距离，E为管体13的弹性模量，I为管 体13相对于其自身轴线的惯性矩，K为需要模拟的水池池底土壤抗转刚度。
[0037] 管体13的顶部与隔水管7的下端通过连接器14进行连接，之后在隔水管7的上端安 装托架16与两挂钩161。
[0038] 在平台的月池上安装固定架2、两定滑轮4和连接器5，将管体6与连接器5连接，之 后减小平台吃水使得管体6插入隔水管7的顶部，最后使每一绳体8穿过一定滑轮4与一挂钩 161相连接，绳体8的另一端与固体物9相连接。
[0039] (3)设计环境条件，开展模型试验。
[0040]根据傅汝德数相等与斯特劳哈尔数相等原则设计环境条件，并进行风浪流环境载 荷的施加和隔水管应力、应变的数据测量。
[0041] 傅汝德数相等：
[0042]
[0043]斯特劳哈尔数相等：
[0044] VmTm/Lm = VsTs/Ls
[0045] 其中，下标s表示原型值，下标m表示模型值，L为特征长度，T为特征周期，V为特征 速度。
[0046] 上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所 变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的 保护范围之外。
【主权项】
1. 一种平台隔水管耦合水池模拟实验系统，其特征在于：它包括一跨设在平台月池上 的固定架和一紧固连接在水池深井底部的固定支座，所述固定支座的中心设置有一通孔， 在所述固定支座的顶部开设有槽体； 在所述固定架的顶部间隔设置有两定滑轮，在位于两所述定滑轮之间的所述固定架上 紧固连接一第一连接器，所述第一连接器的端部通过一第一管体连接一穿过月池且垂直布 置的隔水管的上端，所述隔水管靠近上端的部分的两侧分别与一绳体的一端连接，每一所 述绳体的另一端穿过一所述定滑轮且紧固连接一固体物;在所述固定支座顶部的槽体内设 置有一高度调整架，在所述高度调整架的顶部中心设置有一穿孔球，在所述固定支座的所 述通孔内设置有一第二连接器，所述第二连接器紧固连接在水池深井底部，在所述第二连 接器的端部连接一第二管体的一端，所述第二管体的另一端穿过所述穿孔球后通过一第三 连接器与所述隔水管的下端连接。2. 如权利要求1所述的一种平台隔水管耦合水池模拟实验系统，其特征在于:在所述高 度调整架上对称设置有两排通孔，在每排所述通孔中的其中一所述通孔中插设一插销，所 述插销的两端卡在所述固定支座所述槽体的顶部。3. 如权利要求1所述的一种平台隔水管耦合水池模拟实验系统，其特征在于:所述隔水 管包括一金属管，在所述金属管的外部依次设置有一泡沫塑料层和一防水薄膜。4. 如权利要求2所述的一种平台隔水管耦合水池模拟实验系统，其特征在于:所述隔水 管包括一金属管，在所述金属管的外部依次设置有一泡沫塑料层和一防水薄膜。5. 如权利要求1或2或3或4所述的一种平台隔水管耦合水池模拟实验系统，其特征在 于:在所述隔水管上间隔设置有三个应变片;所述第一、第二和第三连接器分别为万向铰接 头或球铰接头。6. 如权利要求1或2或3或4所述的一种平台隔水管耦合水池模拟实验系统，其特征在 于:在所述第二管体上设置有一三分力仪;所述第一管体和所述第二管体均为金属管。7. 如权利要求5所述的一种平台隔水管耦合水池模拟实验系统，其特征在于:在所述第 二管体上设置有一三分力仪;所述第一管体和所述第二管体均为金属管。8. 如权利要求1或2或3或4或7所述的一种平台隔水管耦合水池模拟实验系统，其特征 在于:在所述隔水管靠近上端的部分设置一托架，在所述托架上相对设置有两挂钩，每一所 述绳体的一端均紧固连接在其中一所述挂钩上。9. 如权利要求5所述的一种平台隔水管耦合水池模拟实验系统，其特征在于:在所述隔 水管靠近上端的部分设置一托架，在所述托架上相对设置有两挂钩，每一所述绳体的一端 均紧固连接在其中一所述挂钩上。10. 如权利要求6所述的一种平台隔水管耦合水池模拟实验系统，其特征在于:在所述 隔水管靠近上端的部分设置一托架，在所述托架上相对设置有两挂钩，每一所述绳体的一 端均紧固连接在其中一所述挂钩上。
【专利摘要】本发明涉及一种平台隔水管耦合水池模拟实验系统，其特征在于：它包括一跨设在平台月池上的固定架和一紧固连接在水池深井底部的固定支座，固定支座的中心设置一通孔，在固定支座的顶部开设有槽体；在固定架的顶部间隔设置两定滑轮，在位于两定滑轮之间的固定架上紧固连接一第一连接器，第一连接器的端部通过一第一管体连接一隔水管的上端，隔水管靠近上端的部分的两侧分别与一绳体的一端连接，每一绳体的另一端穿过一定滑轮且紧固连接一固体物；在固定支座的槽体内设置一高度调整架，在高度调整架的顶部中心设置一穿孔球，在固定支座的通孔内设置一第二连接器，第二连接器紧固连接在水池深井底部，在第二连接器的端部连接一第二管体的一端，第二管体的另一端穿过穿孔球后通过一第三连接器与所述隔水管的下端连接。
【IPC分类】G01M10/00
【公开号】CN105675255
【申请号】CN201610104668
【发明人】周建良, 许亮斌, 赵晶瑞, 盛磊祥
【申请人】中国海洋石油总公司, 中海油研究总院
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年2月25日