所屬技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種實(shí)驗(yàn)室模擬液化場(chǎng)地中埋地輸液管道反應(yīng)的試驗(yàn)觀測(cè)裝置，具體的說(shuō)是一種模擬砂土液化作用下埋地輸液管道反應(yīng)的試驗(yàn)觀測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

埋地管道是油氣等物質(zhì)運(yùn)輸?shù)闹匾乐唬谟蜌廨斔团c城市供水供熱中起著不可或缺的作用。由于埋地輸液管道分布范圍廣、運(yùn)輸距離長(zhǎng)，不可避免的穿越砂土液化區(qū)等地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜地區(qū)。歷史震害調(diào)查表明，地震時(shí)砂土液化是埋地管道破壞的主要原因之一，液化土中埋設(shè)管道的破壞率(單位千米的破壞處數(shù))遠(yuǎn)大于非液化土中管道的破壞率。由于地震時(shí)飽和砂土的超孔隙水壓上升，導(dǎo)致砂土液化而引起強(qiáng)度喪失，使管道在通過(guò)其軸線的豎直平面內(nèi)產(chǎn)生撓曲變形，嚴(yán)重時(shí)地下管道會(huì)因?yàn)樯细《┞兜孛?，因此管道破壞的概率明顯增大。盡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輸液管道反應(yīng)的試驗(yàn)觀測(cè)系統(tǒng)，一定程度上制約了研究工作的開(kāi)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

一種埋地輸液管道砂土液化反應(yīng)試驗(yàn)觀測(cè)系統(tǒng)，包括加壓閥、埋地輸液管道、多段剛性箱體、多段柔性箱體、外箱體、管道水平位移測(cè)量器、隔層膠墊、管道垂直位移測(cè)量系統(tǒng)、標(biāo)尺、管道固定器，其特征在于：多段箱體包括多段剛性箱體和多段柔性箱體，該多段箱體分成五段，每段間存有一定間隙，間隙內(nèi)放置有隔層膠墊，外箱體右端設(shè)有管道水平位移測(cè)量器，左端設(shè)有管道固定器，通過(guò)固定裝置固定在振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面上，其中兩段柔性箱體內(nèi)放置有垂直位移測(cè)量系統(tǒng)，管道側(cè)端裝有加壓閥，外箱體底部與振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面接觸并固定。

根據(jù)權(quán)利要求1所述的埋地輸液管道砂土液化反應(yīng)試驗(yàn)觀測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述多段柔性箱體位于多段剛性箱體內(nèi)部，固定于剛性箱體頂部，在管道穿越位置留有管道穿越通道，可防止砂土與液化水的泄漏，箱體內(nèi)分別裝有干土，半飽和砂土以及飽和砂土，模擬不同飽和度的砂土反應(yīng)。

根據(jù)權(quán)利要求1所述的埋地輸液管道砂土液化反應(yīng)試驗(yàn)觀測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述管道固定器設(shè)置于外箱體左側(cè)，固定在振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面上。

根據(jù)權(quán)利要求1所述的埋地輸液管道砂土液化反應(yīng)試驗(yàn)觀測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述管道水平位移測(cè)量器設(shè)置于外箱體右側(cè)，用于觀測(cè)管道水平位移大小，并觀測(cè)水平位移變化過(guò)程。

根據(jù)權(quán)利要求1所述的埋地輸液管道砂土液化反應(yīng)試驗(yàn)觀測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述垂直位移測(cè)量系統(tǒng)，分別放置于裝填有半飽和砂土和飽和砂土的柔性箱體中間的管道穿越通道上方，測(cè)量管道垂直位移大小與變化過(guò)程。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明中柔性箱體的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明中全部箱體的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是管道垂直位移測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是管道水平位移測(cè)量器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是管道固定器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1埋地輸液管道、2管道固定器、3螺絲孔、4外箱體、5配重蓋、6振動(dòng)臺(tái)、7垂直位移測(cè)量系統(tǒng)、8隔層膠墊、9剛性箱體、10配重蓋預(yù)留孔、11標(biāo)尺、12水平位移測(cè)量器、13加壓閥、14柔性箱體、15箱體預(yù)留孔、16虹吸管、17活塞、18管道穿越通道

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖詳述本發(fā)明：

本發(fā)明的實(shí)施例中，多段箱體包括多段剛性箱體9和多段柔性箱體14，多段箱體分成五段，多段剛性箱體9之間及其與外箱體4之間存有一定間隙，用于放置隔層膠墊8，外箱體4右端設(shè)有管道水平位移測(cè)量器12，多段柔性箱體14中分別填裝飽和砂土、半飽和砂土及干土，在兩段柔性箱體14內(nèi)放置有垂直位移測(cè)量系統(tǒng)7，管道一側(cè)裝有加壓閥13，用于流體泵壓，模擬管內(nèi)流體流動(dòng)，外箱體4底部與振動(dòng)臺(tái)6臺(tái)面接觸并固定。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，柔性箱體14位于剛性箱體9內(nèi)部，固定于剛性箱體9頂部，柔性箱體14在管道穿越位置留有管道穿越通道18，可防止砂土與液化水的泄漏，管道表面可選擇性貼有應(yīng)變片，用于測(cè)量埋地輸液管道1的應(yīng)變，柔性箱體上方設(shè)置有配重蓋5，外箱體4和剛性箱體9左右端各留有直徑大于埋地輸液管道1的箱體預(yù)留孔15，用于放置埋地輸液管道1。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，管道固定器2固定在振動(dòng)臺(tái)6臺(tái)面上，管道固定器2可打開(kāi)，通過(guò)螺絲孔3可固定埋地輸液管道1。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，箱體預(yù)留孔15的直徑大于埋地輸液管道1的直徑，水平位移測(cè)量器12的外徑大于箱體預(yù)留孔15的直徑，水平位移測(cè)量器12為橡膠柔性材料，標(biāo)尺11連接在外箱體4上，當(dāng)管道發(fā)生水平位移時(shí)，通過(guò)讀數(shù)測(cè)量水平方向的位移。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，垂直位移測(cè)量系統(tǒng)7放置于裝填有飽和砂土與半飽和砂土的柔性箱體14中，垂直位移測(cè)量系統(tǒng)7底端與柔性箱體14的管道穿越通道18接觸，當(dāng)埋地輸液管道1發(fā)生垂直方向上位移時(shí)，推動(dòng)活塞17使液體在虹吸管16中運(yùn)動(dòng)，通過(guò)讀取刻度讀數(shù)確定管道垂直方向上的位移，測(cè)量管道垂直位移大小與變化過(guò)程。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種液化場(chǎng)地中埋地輸液管道反應(yīng)的試驗(yàn)觀測(cè)系統(tǒng)，具體的說(shuō)是一種模擬砂土液化作用下埋地輸液管道反應(yīng)的試驗(yàn)觀測(cè)系統(tǒng)。它包括：并排放置于外箱體內(nèi)的多段箱體，多段箱體包括多段剛性箱體和放置于多段剛性箱體內(nèi)的多段柔性箱體，該多段箱體分成五段，每段間存有一定空隙，空隙間放置有隔層膠墊，外箱體右端設(shè)有管道水平位移測(cè)量器，左端設(shè)有管道固定器，外箱體通過(guò)固定裝置固定在振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面上，其中兩段柔性箱體內(nèi)放置有垂直位移測(cè)量系統(tǒng)，管道側(cè)端裝有加壓閥，多段柔性箱體內(nèi)可裝填不同飽和度的砂土。本發(fā)明能夠模擬埋于不同飽和度砂土中的管道在砂土振動(dòng)液化過(guò)程中的反應(yīng)，可用來(lái)觀測(cè)管道在水平和垂直方向上的位移以及測(cè)量管道應(yīng)變，為埋地輸液管道的砂土液化反應(yīng)分析提供試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

技術(shù)研發(fā)人員：朱慶杰;趙晨;李茂輝;尹曉;李雪;何鵬;張靖;李嘉淸
受保護(hù)的技術(shù)使用者：常州大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.03.31
技術(shù)公布日：2017.08.11