一種模擬地震、波浪、海流聯(lián)合作用的大型模擬試驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種模擬地震、波浪、海流聯(lián)合作用的大型模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，屬于海洋結(jié)構(gòu)動(dòng)力實(shí)驗(yàn)【技術(shù)領(lǐng)域】。這種模擬試驗(yàn)系統(tǒng)包括試驗(yàn)波流水槽、吸收式造波機(jī)裝置、試驗(yàn)水循環(huán)裝置、可調(diào)速滑車平臺(tái)、地震模擬裝置、雙向流模擬裝置和隔水密封裝置。地震模擬裝置的振動(dòng)臺(tái)體的上平面與試驗(yàn)波流水槽的底平面保持平齊，在振動(dòng)臺(tái)體上平面的周邊與試驗(yàn)波流水槽的底平面之間設(shè)有所述隔水密封裝置，吸收式造波機(jī)裝置設(shè)置在試驗(yàn)波流水槽內(nèi)的首端，雙向流模擬裝置的造流泵通過管道與首端均流箱和尾端均流箱連接。該系統(tǒng)試驗(yàn)?zāi)M功能齊全，可以模擬出海洋結(jié)構(gòu)在各種荷載聯(lián)合作用下的不同輸入激勵(lì)試驗(yàn)工況，地震、波浪、海流的試驗(yàn)?zāi)M均為全數(shù)字控制，控制精度高、試驗(yàn)功能多樣。
【專利說明】一種模擬地震、波浪、海流聯(lián)合作用的大型模擬試驗(yàn)系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種模擬地震、波浪、海流聯(lián)合作用的大型模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，屬于海 洋結(jié)構(gòu)動(dòng)力實(shí)驗(yàn)【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 海上采油鉆井平臺(tái)、人工島、港口、核電站等大型建筑物結(jié)構(gòu)受到的主要荷載是海 浪、潮流、地震、海冰以及強(qiáng)風(fēng)暴等自然災(zāi)害。特別當(dāng)上述災(zāi)害中的幾種同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，對(duì)大型 結(jié)構(gòu)的安全威脅更大，造成的災(zāi)害也更加嚴(yán)重；由于波浪、潮流、地震的復(fù)雜性，目前為止對(duì) 上述結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)研究分別限制在水動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)即僅僅研究波、流對(duì)于水中結(jié)構(gòu)的影響以及 在普通試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行抗震試驗(yàn)研究以解決大型結(jié)構(gòu)在地震作用下的破壞現(xiàn)象以及機(jī)理的 模擬等單項(xiàng)研究狀態(tài)。顯然，以上幾種試驗(yàn)方法存在以下問題：
[0003] 1、水中結(jié)構(gòu)在地震荷載作用下不僅承受地震慣性力，而且在結(jié)構(gòu)與水體的接觸表 面還有動(dòng)水壓力等附加荷載，傳統(tǒng)的地震模擬設(shè)備不能解決地震時(shí)流固耦合的模擬問題。
[0004] 2、無論是單獨(dú)的水動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)還是地震模擬試驗(yàn)都不能解決海浪、潮流、地震等 荷載對(duì)于結(jié)構(gòu)的聯(lián)合作用模擬問題，
[0005] 3、在我國(guó)渤海灣周邊，無論勝利、大港還是遼河油田，其海上鉆井平臺(tái)在冬季都有 可能受到海冰的威脅，之前的試驗(yàn)手段中更缺少能實(shí)現(xiàn)波浪、潮流、地震以及海冰聯(lián)合作用 的模擬試驗(yàn)設(shè)備。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為解決現(xiàn)有試驗(yàn)手段和技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型提出一種模擬地震、波浪、 海流聯(lián)合作用的大型模擬試驗(yàn)系統(tǒng)。該模擬試驗(yàn)系統(tǒng)應(yīng)能模擬海洋結(jié)構(gòu)在各種荷載聯(lián)合作 用下的不同輸入激勵(lì)試驗(yàn)工況，地震、波浪、海流的試驗(yàn)?zāi)M均為全數(shù)字控制，控制精度高、 試驗(yàn)功能多樣。
[0007] 本實(shí)用新型為解決上述問題所采用的技術(shù)方案是：一種模擬地震、波浪、海流聯(lián)合 作用的大型模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，它包括試驗(yàn)波流水槽、吸收式造波機(jī)裝置、試驗(yàn)水循環(huán)裝置和可 調(diào)速滑車平臺(tái)，它還包括地震模擬裝置、雙向流模擬裝置和隔水密封裝置；所述試驗(yàn)波流水 槽的首端下方設(shè)有首端均流箱，尾端下方設(shè)有尾端均流箱，在試驗(yàn)波流水槽上橫跨一個(gè)可 調(diào)速滑車平臺(tái)，在試驗(yàn)波流水槽底部的中心位置設(shè)有地坑；所述地震模擬裝置設(shè)置在地坑 中，地震模擬裝置的振動(dòng)臺(tái)體的上平面與試驗(yàn)波流水槽的底平面保持平齊，在振動(dòng)臺(tái)體上 平面的周邊與試驗(yàn)波流水槽的底平面之間設(shè)有所述隔水密封裝置，位于地坑底部的集水坑 中設(shè)有排水泵；所述吸收式造波機(jī)裝置設(shè)置在試驗(yàn)波流水槽內(nèi)的首端，在試驗(yàn)波流水槽內(nèi) 的首端和兩側(cè)設(shè)有直立式消能吸收網(wǎng)，尾端設(shè)有傾斜式消能吸收網(wǎng)；所述雙向流模擬裝置 設(shè)置在試驗(yàn)波流水槽首端的一側(cè)，雙向流模擬裝置的造流泵通過管道與首端均流箱和尾端 均流箱連接；所述試驗(yàn)水循環(huán)裝置設(shè)置在試驗(yàn)波流水槽尾端的一側(cè)，位于循環(huán)水池中的潛 流泵通過管道與試驗(yàn)波流水槽連接。
[0008] 所述地震模擬裝置采用液壓驅(qū)動(dòng)，控制電信號(hào)由三級(jí)伺服閥轉(zhuǎn)換放大成液壓信 號(hào)，并控制振動(dòng)臺(tái)體側(cè)面的水平作動(dòng)器以及振動(dòng)臺(tái)體下方的堅(jiān)向作動(dòng)器振動(dòng)，振動(dòng)臺(tái)體的 下方正中位置設(shè)有一個(gè)靜壓支撐氣囊，兩側(cè)設(shè)有側(cè)向滑動(dòng)支撐，在地坑內(nèi)配有緩沖液壓裝 置油壓沖擊的蓄能器。
[0009] 所述吸收式造波機(jī)裝置采用伺服電機(jī)通過滾珠絲杠在直線導(dǎo)軌上驅(qū)動(dòng)造波推板。
[0010] 所述雙向流模擬裝置的造流泵采用兩個(gè)軟接頭通過管道分別與首端均流箱和尾 端均流箱連接，在首端均流箱的上方設(shè)有與試驗(yàn)波流水槽連通的首端出流口和首端攔污 柵，在尾端均流箱的上方設(shè)有與試驗(yàn)波流水槽連通的尾端出流口和尾端攔污柵。
[0011] 所述隔水密封裝置把上層密封圈和下層密封圈疊加成雙層環(huán)形密封結(jié)構(gòu)，采用密 封圈壓板和密封螺絲把雙層環(huán)形密封結(jié)構(gòu)的內(nèi)環(huán)邊固定在振動(dòng)臺(tái)體的上周邊上，雙層環(huán)形 密封結(jié)構(gòu)的外環(huán)邊固定在試驗(yàn)波流水槽的底面上。
[0012] 本實(shí)用新型的有益效果是：這種模擬地震、波浪、海流聯(lián)合作用的大型模擬試驗(yàn)系 統(tǒng)包括試驗(yàn)波流水槽、吸收式造波機(jī)裝置、試驗(yàn)水循環(huán)裝置、可調(diào)速滑車平臺(tái)、地震模擬裝 置、雙向流模擬裝置和隔水密封裝置。地震模擬裝置的振動(dòng)臺(tái)體的上平面與試驗(yàn)波流水槽 的底平面保持平齊，在振動(dòng)臺(tái)體上平面的周邊與試驗(yàn)波流水槽的底平面之間設(shè)有所述隔水 密封裝置，吸收式造波機(jī)裝置設(shè)置在試驗(yàn)波流水槽內(nèi)的首端，雙向流模擬裝置的造流泵通 過管道與首端均流箱和尾端均流箱連接。該系統(tǒng)試驗(yàn)?zāi)M功能齊全，可以模擬出海洋結(jié)構(gòu) 在各種荷載聯(lián)合作用下的不同輸入激勵(lì)試驗(yàn)工況，地震、波浪、海流的試驗(yàn)?zāi)M均為全數(shù)字 控制，控制精度高、試驗(yàn)功能多樣。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 圖1是一種模擬地震、波浪、海流聯(lián)合作用的大型模擬試驗(yàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)俯視圖。
[0014] 圖2是圖1的C-C剖視圖。
[0015] 圖3是圖1的A-A剖視圖。
[0016] 圖4是圖1中B-B剖視圖。
[0017] 圖5是圖1中造流結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)俯視圖。
[0018] 圖6是圖1中C-C斷面結(jié)構(gòu)圖。
[0019] 圖中：1、地震模擬裝置，la、振動(dòng)臺(tái)體，lb、水平作動(dòng)器，lc、堅(jiān)向作動(dòng)器，Id、試驗(yàn)波 流水槽，le、側(cè)向滑動(dòng)支撐，If、模型固定螺孔，lg、水槽底板；lh、蓄能器，Π 、回油箱，lj、回 油泵，lk、蓋板，In、地坑，lm、靜壓支撐氣囊；2、吸收式造波機(jī)，2a、直線導(dǎo)軌，2b、造波機(jī)基 礎(chǔ)，2c、伺服電機(jī)，2d、造波推板，2e、直立式消能吸收網(wǎng)，2f、傾斜式消能吸收網(wǎng)；3、雙向 流模擬裝置，3a、調(diào)速電機(jī)，3b、造流泵，3c、尾端均流箱，3d、導(dǎo)流管，3e、集水坑，3f、軟接頭， 3g、尾端出流口，3h、首端出流口，3i、首端攔污柵，3j、尾端攔污柵，3k、首端均流箱，3r、防滲 板，3m、造流泵基礎(chǔ)，3n、地腳螺栓預(yù)埋孔，3〇、活動(dòng)蓋板，3p、基礎(chǔ)墊層，3q、造流洞室；4、隔 水密封裝置，4a、上層密封圈，4b、下層密封圈，4c、集水坑，4d、密封圈壓板，4e、密封螺絲， 4f、排水泵；5、試驗(yàn)水循環(huán)裝置，5a、進(jìn)水閥門，5b、排水閥門，5c、導(dǎo)流管，5d、潛流泵，5e、循 環(huán)水池，5f、泵臺(tái)；6、工作滑車平臺(tái)，6a、直線導(dǎo)軌，6b、方鋼墊板，6c、行走齒條，6d、行走驅(qū)動(dòng) 齒輪，6e、行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)，6f、減速機(jī)，6g，行走控制臺(tái)，6h、行走車輪，6i、扶梯。

【具體實(shí)施方式】
[0020] 圖1、2示出了一個(gè)模擬地震、波浪、海流聯(lián)合作用的大型模擬試驗(yàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。 圖中，模擬地震、波浪、海流聯(lián)合作用的大型模擬試驗(yàn)系統(tǒng)包括試驗(yàn)波流水槽Id、吸收式造 波機(jī)裝置2、試驗(yàn)水循環(huán)裝置5、可調(diào)速滑車平臺(tái)6、地震模擬裝置1、雙向流模擬裝置3和隔 水密封裝置4。試驗(yàn)波流水槽Id的首端下方設(shè)有首端均流箱3k，尾端下方設(shè)有尾端均流箱 3c，在試驗(yàn)波流水槽Id上橫跨一個(gè)可調(diào)速滑車平臺(tái)6,在試驗(yàn)波流水槽Id底部的中心位置 設(shè)有地坑In。地震模擬裝置1設(shè)置在地坑In中，近似橢圓的振動(dòng)臺(tái)體la的上平面與試驗(yàn) 波流水槽Id的底平面保持平齊，在振動(dòng)臺(tái)體la上平面的周邊與試驗(yàn)波流水槽Id的底平面 之間設(shè)有所述隔水密封裝置4,位于地坑In底部的集水坑4c中設(shè)有排水泵4f。吸收式造 波機(jī)裝置2設(shè)置在試驗(yàn)波流水槽Id內(nèi)的首端，在試驗(yàn)波流水槽Id內(nèi)的首端和兩側(cè)設(shè)有直 立式消能吸收網(wǎng)2e，尾端設(shè)有傾斜式消能吸收網(wǎng)2f。雙向流模擬裝置3設(shè)置在試驗(yàn)波流水 槽Id首端的一側(cè)，雙向流模擬裝置3的造流泵3b通過管道與首端均流箱3k和尾端均流箱 3c連接。試驗(yàn)水循環(huán)裝置5設(shè)置在試驗(yàn)波流水槽Id尾端的一側(cè)，位于循環(huán)水池5e中的潛 流泵5d通過管道與試驗(yàn)波流水槽Id連接。
[0021] 下面對(duì)電一液伺服地震模擬裝置、吸收式造波機(jī)裝置、雙向流模擬裝置、隔水密封 裝置、試驗(yàn)水循環(huán)裝置、可調(diào)速滑車平臺(tái)作分別介紹：
[0022] 1.電一液伺服地震模擬裝置
[0023] 圖1、2示出了電一液伺服地震模擬裝置。為能夠進(jìn)行水中結(jié)構(gòu)的動(dòng)力模型試驗(yàn)， 在其周圍建有試驗(yàn)波流水槽ld，結(jié)構(gòu)模型可放置在水環(huán)境中間。地震模擬裝置采用位移、速 度、加速度三參量控制反饋方式實(shí)現(xiàn)振動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)的電子數(shù)字控制；裝置采用液壓驅(qū)動(dòng)，控制 電信號(hào)由三級(jí)伺服閥轉(zhuǎn)換放大成液壓信號(hào)，并控制各作動(dòng)器完成振動(dòng)驅(qū)動(dòng)。其水平作動(dòng)器 lb以及堅(jiān)向作動(dòng)器lc方向作動(dòng)器置于裝置中部的地坑In內(nèi)，完成工作的液壓油由回油箱 Π 收集，液面自動(dòng)控制單元控制回油泵lj回油至油壓源；另有靜壓支撐氣囊lm置于振動(dòng) 臺(tái)體下方正中，在裝置高荷載運(yùn)行時(shí)承擔(dān)臺(tái)體以及模型重力或堅(jiān)向靜力荷載以保證堅(jiān)向作 動(dòng)器lc有足夠的動(dòng)力輸出；地坑內(nèi)配有蓄能器lh以緩沖液壓裝置的油壓沖擊；為防止接 觸水體的臺(tái)體表面金屬部件銹蝕，振動(dòng)臺(tái)體la、密封圈壓板4d、水平作動(dòng)器上方蓋板lk以 及全部固定螺栓等均采用410不銹鋼材料制成。為保證裝置工作油溫，油壓源配有冷卻水 循環(huán)裝置，冷卻水循環(huán)裝置內(nèi)安裝有溫度控制閥以保證冷卻裝置在油溫高于警戒油溫時(shí)方 可啟動(dòng)，以避免由于冷卻裝置過早運(yùn)行導(dǎo)致液壓裝置長(zhǎng)期低溫運(yùn)行造成裝置磨損。
[0024] 2.吸收式造波機(jī)裝置
[0025] 圖1、2也示出了吸收式造波機(jī)裝置。該裝置采用伺服電機(jī)2c驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠帶動(dòng) 推板式造波結(jié)構(gòu)。造波機(jī)安裝在試驗(yàn)波流水槽Id的首端，由造波推板2d、直線導(dǎo)軌2a內(nèi)的 滾珠絲杠、伺服電機(jī)2c、伺服電源、運(yùn)動(dòng)控制卡、A/D接口及計(jì)算機(jī)與外設(shè)等部分組成。
[0026] 吸收式造波機(jī)配備二次反射波吸收裝置；該裝置在試驗(yàn)波流水槽Id首端采用直 立式消能吸收網(wǎng)2e，尾端采用傾斜式消能吸收網(wǎng)2f，水槽兩側(cè)壁也布置有直立式消能吸收 網(wǎng)2e，并以此消除水槽端壁產(chǎn)生的浪涌回波。
[0027] 吸收式造波機(jī)造波機(jī)采用逼近式計(jì)算控制方式完成波浪譜迭代，以保證隨機(jī)波浪 模擬試驗(yàn)時(shí)產(chǎn)生的波浪譜與期望譜接近或一致。
[0028] 3.雙向流模擬裝置
[0029] 圖1、2也示出了雙向流模擬裝置。該裝置采用1臺(tái)造流泵3b配備雙向變頻電源， 在水槽底部設(shè)置首端均流箱3k、尾端均流箱3c，其間由導(dǎo)流管3d、軟接頭3f連接構(gòu)成環(huán)流 通路，連接兩端均流箱以及造流泵，可由計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制調(diào)速電機(jī)3a產(chǎn)生雙向流場(chǎng)；亦可 手動(dòng)控制產(chǎn)生穩(wěn)定流場(chǎng)。造流泵3b產(chǎn)生的正向水流經(jīng)首端均流箱3k消除紊流，再通過首 端出流口 3h形成水槽內(nèi)流場(chǎng)，水流經(jīng)試驗(yàn)水槽流經(jīng)尾端出流口 3g進(jìn)入尾端均流箱3c，經(jīng)導(dǎo) 流管3d返回造流泵3b形成閉合流場(chǎng)，或者反方向流動(dòng)形成閉合流場(chǎng)；為防止雜物進(jìn)入均流 箱，在試驗(yàn)波流水槽Id的首、尾兩端分別設(shè)置有首端攔污柵3i和尾端攔污柵3j ;圖3示出 在首端均流箱3k與導(dǎo)流管3d連接部位設(shè)置防滲板3r，以防止箱內(nèi)水體滲漏。調(diào)速電機(jī)、造 流泵置于造流洞室3q內(nèi)，通過地腳螺栓固定于圖5所示造流泵基礎(chǔ)3m上，為便于檢修，造 流洞室上方設(shè)置活動(dòng)蓋板3〇,造流洞室3q內(nèi)也設(shè)置有集水坑3e。
[0030] 4.隔水密封裝置
[0031] 圖1、2示出了本聯(lián)合試驗(yàn)?zāi)M裝置特有的隔水密封裝置。該裝置將試驗(yàn)波流水槽 Id內(nèi)水體與地坑內(nèi)電器以及空間隔開，以保證地坑In內(nèi)蓄能器lh、水平作動(dòng)器lb、堅(jiān)向作 動(dòng)器lc、靜壓支撐氣囊lm、回油泵lj、集水坑4c內(nèi)的排水泵4f等裝置工作在無水空間內(nèi)。 為保證隔水密封效果，本裝置采用雙層隔水密封圈方案。圖6給出在振動(dòng)臺(tái)與周圍槽體基 礎(chǔ)之間固定連接上層密封圈4a、下層密封圈4b的局部放大圖，上層隔密封圈4a與下層隔密 封圈4b均由密封圈壓板4d、密封螺絲4e以及專用密封膠分別連接固定于振動(dòng)臺(tái)體la與水 槽底板lg之間，兩層隔水密封圈均采用海洋橡膠材料制成，其抗拉裂強(qiáng)度高于20MPa，抗老 化周期不小于10年，采用整體硫化熟制成型工藝，兩層隔水密封圈間留有必要的間隙。
[0032] 為保證在試驗(yàn)過程中兩層隔水密封圈均出現(xiàn)破壞漏水的最不利情況下地坑In內(nèi) 水位不會(huì)淹沒水平作動(dòng)器lb、堅(jiān)向作動(dòng)器lc上的伺服閥、靜壓支撐氣囊lm氣泵電控單元、 回油泵lj以及控制單元等電器電路，在地坑內(nèi)設(shè)有集水坑4c，坑內(nèi)放置有排水泵4f，并配 有水位控制單元，一旦集水坑4c內(nèi)積水達(dá)到警戒水位，水位探測(cè)裝置將開啟潛流泵4f，將 漏水泵出地坑并排入試驗(yàn)室排水裝置，在集水坑4c內(nèi)積水降低至安全水位下限以下時(shí)，水 位探測(cè)裝置將閉停排水泵4f，以保證試驗(yàn)裝置正常運(yùn)行工作。
[0033] 5.試驗(yàn)水循環(huán)裝置
[0034] 圖1示出了本聯(lián)合試驗(yàn)?zāi)M裝置特有的試驗(yàn)水循環(huán)裝置。在實(shí)驗(yàn)室外建有一個(gè)地 下儲(chǔ)水循環(huán)水池5e，其一端用兩根導(dǎo)流管5c經(jīng)進(jìn)水閥門5a、排水閥門5b與試驗(yàn)波流水槽 Id相連，另一端進(jìn)水管經(jīng)潛流泵5d、排水管則直連于循環(huán)水池5e，為防止將循環(huán)水池5e中 的沉淀泥沙等污物泵入試驗(yàn)波流水槽Id以及均流箱，潛流泵5d置于循環(huán)水池5e內(nèi)的泵臺(tái) 5f之上。潛流泵流量應(yīng)能保證水循環(huán)裝置在合適的時(shí)間內(nèi)將水注入水槽內(nèi)并達(dá)到試驗(yàn)最高 設(shè)定水位。
[0035] 6.可調(diào)速滑車平臺(tái)
[0036] 在圖1、2所示的滑車平臺(tái)采用齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，在試驗(yàn)波流水槽Id二側(cè)壁上各 設(shè)置一條方鋼墊板6b，在方鋼墊板6b上各固定一個(gè)直線導(dǎo)軌6a，在兩直線導(dǎo)軌6a側(cè)面各 固定一個(gè)行走齒條6c，行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)經(jīng)減速機(jī)6f驅(qū)動(dòng)與行走齒條6c嚙合的行走驅(qū)動(dòng)齒輪 6d。在行走控制臺(tái)6g上采用變頻控制方式控制滑車平臺(tái)行走方向與速度。滑車平臺(tái)的主 要作用有二：其一是方便試驗(yàn)人員在滑車平臺(tái)上安放儀器并進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集；其二，滑 車平臺(tái)利用可調(diào)速與調(diào)向功能拖曳模型冰以完成摸擬海冰對(duì)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力擠壓引起的冰振 作用。試驗(yàn)人員通過扶梯6i上下滑車平臺(tái)。
[0037] 使用上述的地震、波浪、海流聯(lián)合作用模擬試驗(yàn)系統(tǒng)的工作方法包括以下步驟：
[0038] (a)安裝、調(diào)試好試驗(yàn)?zāi)Ｐ?br> [0039] 此環(huán)節(jié)應(yīng)包括結(jié)構(gòu)模型安裝，輸入地震波或者隨機(jī)波控制迭代；進(jìn)行試驗(yàn)波湊譜 迭代等保證試驗(yàn)?zāi)軌蜻_(dá)到設(shè)定控制指標(biāo)的前期準(zhǔn)備工作；
[0040] (b)向模擬試驗(yàn)裝置水槽中注入循環(huán)水
[0041] 此工作是為向水槽引入試驗(yàn)水體進(jìn)行準(zhǔn)備，首先開啟循環(huán)水進(jìn)水閥門；同時(shí)應(yīng)檢 查循環(huán)水排水閥門是否關(guān)閉以保證進(jìn)水效率。然后開啟循環(huán)水池中的潛流泵，在聯(lián)合模擬 試驗(yàn)裝置水槽中水位到達(dá)試驗(yàn)設(shè)定高度時(shí)關(guān)閉循環(huán)水潛流泵并關(guān)閉循環(huán)水進(jìn)水閥門； [0042] (c)開啟地震模擬裝置電控單元以及液壓?jiǎn)卧M(jìn)行裝置預(yù)熱
[0043] 液壓裝置工作溫度高于室溫，因此，需對(duì)振動(dòng)臺(tái)裝置進(jìn)行預(yù)熱，同時(shí)，以低頻位移 信號(hào)使振動(dòng)臺(tái)裝置緩慢運(yùn)動(dòng)以對(duì)電磁閥、側(cè)向液壓支撐等部件實(shí)施維護(hù)性運(yùn)行，使裝置充 分預(yù)熱。裝置在充分預(yù)熱后再進(jìn)行正常工作，可以有益地延長(zhǎng)其使用壽命；
[0044] (d)開啟吸收式造波機(jī)以及開啟雙向流模擬裝置電控單元
[0045] 造波機(jī)與造流裝置不需要預(yù)熱運(yùn)行，因此，可在水下振動(dòng)臺(tái)裝置預(yù)熱后開啟電控 單元；
[0046] (e)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)模擬試驗(yàn)開啟地震、波浪、水流模擬試驗(yàn)的聯(lián)動(dòng)電子數(shù)字控制裝置， 正式開始聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)，試驗(yàn)過程中應(yīng)注意液壓裝置的油溫，必要時(shí)啟動(dòng)其冷卻裝置保證油溫 恒定；
[0047] (f)關(guān)停地震、波浪、水流模擬試驗(yàn)裝置
[0048] 依次關(guān)閉地震模擬裝置、雙向流模擬裝置、吸收式造波機(jī)裝置的控制程序軟件以 及各電控單元；
[0049] (g)將聯(lián)合模擬試驗(yàn)裝置水槽中的水體送回地下儲(chǔ)水池
[0050] 開啟循環(huán)水進(jìn)、排水閥門，可利用試驗(yàn)水槽與循環(huán)水池間落差將試驗(yàn)水槽內(nèi)水體 放回循環(huán)水池。
【權(quán)利要求】
1. 一種模擬地震、波浪、海流聯(lián)合作用的大型模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，它包括試驗(yàn)波流水槽 (Id)、吸收式造波機(jī)裝置（2)、試驗(yàn)水循環(huán)裝置（5)和可調(diào)速滑車平臺(tái)（6)，其特征在于：它 還包括地震模擬裝置（1)、雙向流模擬裝置（3)和隔水密封裝置（4);所述試驗(yàn)波流水槽 (Id)的首端下方設(shè)有首端均流箱（3k)，尾端下方設(shè)有尾端均流箱（3c)，在試驗(yàn)波流水槽 (Id)上橫跨一個(gè)可調(diào)速滑車平臺(tái)（6)，在試驗(yàn)波流水槽（Id)底部的中心位置設(shè)有地坑（In); 所述地震模擬裝置（1)設(shè)置在地坑（In)中，地震模擬裝置（1)的振動(dòng)臺(tái)體（la)的上平面 與試驗(yàn)波流水槽（Id)的底平面保持平齊，在振動(dòng)臺(tái)體（la)上平面的周邊與試驗(yàn)波流水槽 (Id)的底平面之間設(shè)有所述隔水密封裝置（4)，位于地坑（In)底部的集水坑（4c)中設(shè)有排 水泵（4f);所述吸收式造波機(jī)裝置（2)設(shè)置在試驗(yàn)波流水槽（Id)內(nèi)的首端，在試驗(yàn)波流水 槽（Id)內(nèi)的首端和兩側(cè)設(shè)有直立式消能吸收網(wǎng)（2e)，尾端設(shè)有傾斜式消能吸收網(wǎng)（2f);所 述雙向流模擬裝置（3)設(shè)置在試驗(yàn)波流水槽（Id)首端的一側(cè)，雙向流模擬裝置（3)的造流 泵（3b)通過管道與首端均流箱（3k)和尾端均流箱（3c)連接；所述試驗(yàn)水循環(huán)裝置（5)設(shè) 置在試驗(yàn)波流水槽（Id)尾端的一側(cè)，位于循環(huán)水池（5e)中的潛流泵（5d)通過管道與試驗(yàn) 波流水槽（Id)連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬地震、波浪、海流聯(lián)合作用的大型模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，其 特征在于：所述地震模擬裝置（1)采用液壓驅(qū)動(dòng)，控制電信號(hào)由三級(jí)伺服閥轉(zhuǎn)換放大成液 壓信號(hào)，并控制振動(dòng)臺(tái)體（la)側(cè)面的水平作動(dòng)器（lb)以及振動(dòng)臺(tái)體（la)下方的堅(jiān)向作動(dòng) 器（lc)振動(dòng)，振動(dòng)臺(tái)體（la)的下方正中位置設(shè)有一個(gè)靜壓支撐氣囊（lm)，兩側(cè)設(shè)有側(cè)向滑 動(dòng)支撐（le)，在地坑（In)內(nèi)配有緩沖液壓裝置油壓沖擊的蓄能器（lh)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬地震、波浪、海流聯(lián)合作用的大型模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，其 特征在于：所述吸收式造波機(jī)裝置（2)采用伺服電機(jī)（2c)通過滾珠絲杠在直線導(dǎo)軌（2a) 上驅(qū)動(dòng)造波推板（2d)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬地震、波浪、海流聯(lián)合作用的大型模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，其 特征在于：所述雙向流模擬裝置（3)的造流泵（3b)采用兩個(gè)軟接頭（3f)通過管道分別與 首端均流箱（3k)和尾端均流箱（3c)連接，在首端均流箱（3k)的上方設(shè)有與試驗(yàn)波流水槽 (Id)連通的首端出流口（3h)和首端攔污柵（3i)，在尾端均流箱（3c)的上方設(shè)有與試驗(yàn) 波流水槽（Id)連通的尾端出流口（3g)和尾端攔污柵（3j)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬地震、波浪、海流聯(lián)合作用的大型模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，其 特征在于：所述隔水密封裝置（4)把上層密封圈（4a)和下層密封圈（4b)疊加成雙層環(huán)形密 封結(jié)構(gòu)，采用密封圈壓板（4d)和密封螺絲（4e)把雙層環(huán)形密封結(jié)構(gòu)的內(nèi)環(huán)邊固定在振動(dòng) 臺(tái)體（la)的上周邊上，雙層環(huán)形密封結(jié)構(gòu)的外環(huán)邊固定在試驗(yàn)波流水槽（Id)的底面上。
【文檔編號(hào)】G01M99/00GK203908794SQ201420339110
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月24日
【發(fā)明者】朱彤, 周晶, 李木國(guó), 孔憲京, 李昕, 馮新 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)