申请/专利权人：山东大学;济南轨道交通集团有限公司

申请日：2020-09-07

公开（公告）日：2024-06-28

公开（公告）号：CN112162081B

主分类号：G01N33/24

分类号：G01N33/24;G01M10/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.28#授权;2024.06.04#著录事项变更;2021.01.19#实质审查的生效;2021.01.01#公开

摘要：本发明公开了风‑浪‑岩三相全耦合试验系统及试验方法，解决了现有技术中只能实现风、浪单独加载进行试验的问题，具有操作方便，可实现符合自然规律的风‑浪耦合方式模拟水上复杂动态环境的有益效果，具体方案如下：风‑浪‑岩三相全耦合试验系统，包括箱体，箱体内设置岩体或岩体模拟件，岩体或岩体模拟件设置若干变形传感器和应力传感器，箱体与进水单元连接，箱体与进风单元连接以向箱体内通入风，变形传感器、应力传感器、进水单元和进风单元分别与监测单元连接。

主权项：1.风-浪-岩三相全耦合试验系统，其特征在于，包括箱体，箱体内设置岩体或岩体模拟件，岩体或岩体模拟件设置若干变形传感器和应力传感器，箱体与进水单元连接，箱体与进风单元连接以向箱体内通入风，变形传感器、应力传感器、进水单元和进风单元分别与监测单元连接；将变形传感器和应力传感器设于岩石或岩石模拟件中，实现风-浪-岩的三相全耦合，可获取岩体内部围岩变形、应力实时变化信息，基于围岩应力、应变信息研究风-浪-岩三相全耦合荷载作用对水下结构的稳定性分析；箱体设置两个水口，两个水口各自与进水单元连接，两个水口为一个进水口和一个排水口，通过将排水口改为进水口，实现水流方向的变化；所述箱体的底部设置升降机构，通过箱体底部的升降机构可模拟潮汐流由于地球自转而产生的自然现象，从而研究潮汐流对水下岩体的影响规律；所述箱体还设有气压输入口，气压输入口与气压改变机构连接，气压改变机构与所述的监测单元连接；所述箱体内设置水压力传感器和流速传感器，水压力传感器和流速传感器可分别设置多个，多个水压力传感器和流速传感器可分别设置于不同的高度，水压力传感器、流速传感器分别与所述的监测单元连接，且水压力传感器和流速传感器非线性布设，获取水压力和流速参数的非线性变化规律，通过非线性变化规律动态调节气压和风速控制系统输入，气压和风速输入将会改变水面波浪的运动特征；所述岩体模拟件通过水下地形地质信息的构建进行建模，水下地形地貌地质信息通过激光扫描或成像技术进行获取；基于上述风-浪-岩三相全耦合试验系统的试验方法，包括如下内容：获取实际岩体的特征参数，利用真实地形地貌参数三维建模，利用3D打印技术生成岩体模拟件，岩体模拟件为三维地质模型，在三维地质模型中提前布设变形位移传感器、应力传感器，将三维地质模型放入箱体内；在箱体内部一侧不同深度范围内和水底不同高度内安装多个水压力传感器和流速传感器，通过安装在箱体的进水口进行充水，待水位达到试验设计高度后停止进水，保持水位要高于水压力传感器的高度，试验开始之前，调节进水口的水流速度，同时保持排水口通畅，反之，通过将排水口改为进水口，实现水流方向的变化；箱体上方为设置进风口，试验之前测定不同气压和风速条件下生成波浪后水压力的变化范围，根据试验要求动态调节气压和风速的输入取值；岩体变形传感器、应力传感器和水压力传感器、流速传感器连接计算机，并测试其灵敏度和有效性，检查各试验条件是否达到要求，开展相应试验。

全文数据：

权利要求：

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