一種能模擬波浪對邊坡作用的實驗裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種能模擬波浪對邊坡作用的實驗裝置，包括水槽、造波系統(tǒng)、實驗土坡、數(shù)據(jù)采集裝置和終端數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)；實驗土坡堆放在水槽內(nèi)，水槽內(nèi)盛放有水；造波系統(tǒng)能使水槽內(nèi)的水體產(chǎn)生波浪；數(shù)據(jù)采集裝置包括浪高儀、位移計和孔壓傳感器；浪高儀設(shè)置在鄰近實驗土坡處的水面上，位移計和孔壓傳感器均埋置在實驗土坡內(nèi)；浪高儀、位移計和孔壓傳感器均與終端數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)相連接。采用上述結(jié)構(gòu)后，不僅可以實現(xiàn)簡易地模擬波浪對土坡作用的實驗，而且具備成本低、易操作及體積小的優(yōu)點。
【專利說明】
一種能模擬波浪對邊坡作用的實驗裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及土木工程領(lǐng)域使用的一種實驗裝置，特別是一種能模擬波浪對邊坡作用的實驗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在實驗水池中實現(xiàn)海上環(huán)境的模擬是隨著海洋開發(fā)工程而興起的一門試驗研究技術(shù)，除風(fēng)、流的模擬之外，波浪的模擬對于沿海邊坡的穩(wěn)定性研究是極為重要的。目前造波機的形式主要有搖板式、活塞式、沖箱式、轉(zhuǎn)筒式、氣壓式等，雖然造波機的形式多種多樣，但是對于小型實驗而目，存在成本尚、操作復(fù)雜、占地大等缺點。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種能模擬波浪對邊坡作用的實驗裝置，該能模擬波浪對邊坡作用的實驗裝置具有成本低、易操作、體積小等優(yōu)點。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是:
[0005]—種能模擬波浪對邊坡作用的實驗裝置，包括水槽、造波系統(tǒng)、實驗土坡、數(shù)據(jù)采集裝置和終端數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。
[0006]實驗土坡堆放在水槽內(nèi)，水槽內(nèi)盛放有水體。
[0007]造波系統(tǒng)能使水槽內(nèi)的水體產(chǎn)生波浪。
[0008]數(shù)據(jù)采集裝置包括浪高儀、位移計和孔壓傳感器;浪高儀設(shè)置在鄰近實驗土坡處的水面上，位移計和孔壓傳感器均埋置在實驗土坡內(nèi)。
[0009]浪高儀、位移計和孔壓傳感器均與終端數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)相連接。
[0010]所述造波系統(tǒng)包括推板、動力系統(tǒng)和控制系統(tǒng);推板豎向設(shè)置在水槽中的水體內(nèi)，并能在動力系統(tǒng)的驅(qū)動下來回轉(zhuǎn)動;控制系統(tǒng)設(shè)置在水槽外側(cè)，并與動力系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)線相連接。
[0011]所述動力系統(tǒng)為伺服電機，推板底部同軸固定套裝有軸承，伺服電機通過連接件與軸承相連接。
[0012]所述水槽的邊壁處設(shè)置有消浪裝置。
[0013]所述實驗土坡鄰近水槽邊壁的部位設(shè)置有有機玻璃板。
[0014]所述有機玻璃板鄰近實驗土坡的一側(cè)涂覆有凡士林。
[0015]所述水槽底部涂覆有環(huán)氧樹脂層。
[0016]位于實驗土坡前的水槽底部鋪設(shè)有砂礫石層。
[0017]本實用新型采用上述結(jié)構(gòu)后，不僅可以實現(xiàn)簡易地模擬波浪對土坡作用的實驗，而且具備成本低、易操作及體積小的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0018]圖1顯示了本實用新型一種能模擬波浪對邊坡作用的實驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2顯示了圖1中一種能模擬波浪對邊坡作用的實驗裝置的側(cè)視圖。
[0020]其中有:1.軸承;2.推板;3.浪高儀;4.位移計;5.實驗土坡;6.有機玻璃板;7.孔壓傳感器;8.砂礫石層;9.消浪裝置；10.連接件；11.伺服電機；12.水槽；13.控制系統(tǒng)；14.終端數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0021 ]下面結(jié)合附圖和具體較佳實施方式對本實用新型作進一步詳細(xì)的說明。
[0022]如圖1和圖2所示，一種能模擬波浪對邊坡作用的實驗裝置，包括水槽12、造波系統(tǒng)、實驗土坡5、數(shù)據(jù)采集裝置和終端數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。
[0023]實驗土坡堆放在水槽內(nèi)，水槽內(nèi)并盛放有水體。
[0024]造波系統(tǒng)能使水槽內(nèi)的水產(chǎn)生波浪。
[0025]造波系統(tǒng)優(yōu)選包括推板2、動力系統(tǒng)和控制系統(tǒng)13;推板豎向設(shè)置在水槽中的水體內(nèi)，并能在動力系統(tǒng)的驅(qū)動下來回轉(zhuǎn)動;控制系統(tǒng)設(shè)置在水槽外側(cè)，并與動力系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)線相連接。
[0026]上述動力系統(tǒng)優(yōu)選為伺服電機11，推板底部同軸固定套裝有軸承I，伺服電機通過連接件1與軸承相連接。
[0027]通過控制系統(tǒng)發(fā)送正反脈沖信號，控制伺服電機的來回轉(zhuǎn)動的頻率，從而使推板來回轉(zhuǎn)動，制造波浪。
[0028]數(shù)據(jù)采集裝置包括浪高儀、位移計和孔壓傳感器;浪高儀設(shè)置在鄰近實驗土坡處的水面上，位移計和孔壓傳感器均埋置在實驗土坡內(nèi)。
[0029]浪高儀能結(jié)合伺服電機的頻率和浪高儀對波浪的特征進行監(jiān)控，實現(xiàn)不同波浪對土坡作用的實驗。位移計能對實驗土坡在水槽內(nèi)的位移進行監(jiān)測，孔壓傳感器能對實驗土坡內(nèi)的孔隙水壓力進行監(jiān)測，從而用于分析實驗土坡對波浪作用的動力響應(yīng)。
[0030]浪高儀、位移計和孔壓傳感器均與終端數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)相連接。終端數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)是一個簡單的Visual Basic程序，可以實時接收浪高儀，位移計，孔壓傳感器的數(shù)據(jù)，用于最后分析。
[0031]考慮到推板在回擺時產(chǎn)生的反向波浪，在遇到水槽邊壁后反射，對推板運作產(chǎn)生影響，故在水槽邊壁處設(shè)置消浪裝置，消浪裝置優(yōu)選為多孔材料。
[0032]所述實驗土坡鄰近水槽邊壁的部位設(shè)置有有機玻璃板，有機玻璃板鄰近實驗土坡的一側(cè)涂覆有凡士林，從而能減小邊界效應(yīng)。
[0033]所述水槽底部均勻涂覆有環(huán)氧樹脂層，從而能模擬實際情況下土坡下層土體對上層土坡的影響(主要為內(nèi)摩擦力)。
[0034]位于實驗土坡前的水槽底部鋪設(shè)有砂礫石層，能減少波浪在水槽底形成的回波振蕩。
[0035]以上詳細(xì)描述了本實用新型的優(yōu)選實施方式，但是，本實用新型并不限于上述實施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本實用新型的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本實用新型的技術(shù)方案進行多種等同變換，這些等同變換均屬于本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種能模擬波浪對邊坡作用的實驗裝置，其特征在于:包括水槽、造波系統(tǒng)、實驗土坡、數(shù)據(jù)采集裝置和終端數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)； 實驗土坡堆放在水槽內(nèi)，水槽內(nèi)盛放有水體； 造波系統(tǒng)能使水槽內(nèi)的水體產(chǎn)生波浪； 數(shù)據(jù)采集裝置包括浪高儀、位移計和孔壓傳感器;浪高儀設(shè)置在鄰近實驗土坡處的水面上，位移計和孔壓傳感器均埋置在實驗土坡內(nèi)； 浪高儀、位移計和孔壓傳感器均與終端數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能模擬波浪對邊坡作用的實驗裝置，其特征在于:所述造波系統(tǒng)包括推板、動力系統(tǒng)和控制系統(tǒng);推板豎向設(shè)置在水槽中的水體內(nèi)，并能在動力系統(tǒng)的驅(qū)動下來回轉(zhuǎn)動;控制系統(tǒng)設(shè)置在水槽外側(cè)，并與動力系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)線相連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的能模擬波浪對邊坡作用的實驗裝置，其特征在于:所述動力系統(tǒng)為伺服電機，推板底部同軸固定套裝有軸承，伺服電機通過連接件與軸承相連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能模擬波浪對邊坡作用的實驗裝置，其特征在于:所述水槽的邊壁處設(shè)置有消浪裝置。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能模擬波浪對邊坡作用的實驗裝置，其特征在于:所述實驗土坡鄰近水槽邊壁的部位設(shè)置有有機玻璃板。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的能模擬波浪對邊坡作用的實驗裝置，其特征在于:所述有機玻璃板鄰近實驗土坡的一側(cè)涂覆有凡士林。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能模擬波浪對邊坡作用的實驗裝置，其特征在于:所述水槽底部涂覆有環(huán)氧樹脂層。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能模擬波浪對邊坡作用的實驗裝置，其特征在于:位于實驗土坡前的水槽底部鋪設(shè)有砂礫石層。
【文檔編號】G01N13/00GK205607805SQ201620430933
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月13日
【發(fā)明人】周佳成, 黃步輝, 李亮, 吳二魯, 張 杰, 陳亮
【申請人】河海大學(xué)