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、數據采集裝置和終端數據分析系統(tǒng)；實驗土坡堆放在水槽內，水槽內盛放有水；造波系統(tǒng)能使水槽內的水體產生波浪；數據采集裝置包括浪高儀、位移計和孔壓傳感器；浪高儀設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；浪高儀、位移計和孔壓傳感器均與終端數據分析系統(tǒng)相連接。采用上述結構后，不僅可以實現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
技術領域
[0001]本實用新型涉及土木工程領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】
[0002]在實驗水池中實現海上環(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，除風、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、操作復雜、占地大等缺點。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，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]為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是:
[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、數據采集裝置和終端數據分析系統(tǒng)。
[0006]實驗土坡堆放在水槽內，水槽內盛放有水體。
[0007]造波系統(tǒng)能使水槽內的水體產生波浪。
[0008]數據采集裝置包括浪高儀、位移計和孔壓傳感器;浪高儀設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。
[0009]浪高儀、位移計和孔壓傳感器均與終端數據分析系統(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);推板豎向設置在水槽中的水體內，并能在動力系統(tǒng)的驅動下來回轉動;控制系統(tǒng)設置在水槽外側，并與動力系統(tǒng)通過數據線相連接。
[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置有消浪裝置。
[0013]所述實驗土坡鄰近水槽邊壁的部位設置有有機玻璃板。
[0014]所述有機玻璃板鄰近實驗土坡的一側涂覆有凡士林。
[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有砂礫石層。
[0017]本實用新型采用上述結構后，不僅可以實現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構示意圖。
[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.終端數據分析系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0021 ]下面結合附圖和具體較佳實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明。
[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、數據采集裝置和終端數據分析系統(tǒng)。
[0023]實驗土坡堆放在水槽內，水槽內并盛放有水體。
[0024]造波系統(tǒng)能使水槽內的水產生波浪。
[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;推板豎向設置在水槽中的水體內，并能在動力系統(tǒng)的驅動下來回轉動;控制系統(tǒng)設置在水槽外側，并與動力系統(tǒng)通過數據線相連接。
[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動的頻率，從而使推板來回轉動，制造波浪。
[0028]數據采集裝置包括浪高儀、位移計和孔壓傳感器;浪高儀設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。
[0029]浪高儀能結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的位移進行監(jiān)測，孔壓傳感器能對實驗土坡內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。
[0030]浪高儀、位移計和孔壓傳感器均與終端數據分析系統(tǒng)相連接。終端數據分析系統(tǒng)是一個簡單的Visual Basic程序，可以實時接收浪高儀，位移計，孔壓傳感器的數據，用于最后分析。
[0031]考慮到推板在回擺時產生的反向波浪，在遇到水槽邊壁后反射，對推板運作產生影響，故在水槽邊壁處設置消浪裝置，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置有有機玻璃板，有機玻璃板鄰近實驗土坡的一側涂覆有凡士林，從而能減小邊界效應。
[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(主要為內摩擦力)。
[0034]位于實驗土坡前的水槽底部鋪設有砂礫石層，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節(jié)，在本實用新型的技術構思范圍內，可以對本實用新型的技術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、數據采集裝置和終端數據分析系統(tǒng)； 實驗土坡堆放在水槽內，水槽內盛放有水體； 造波系統(tǒng)能使水槽內的水體產生波浪； 數據采集裝置包括浪高儀、位移計和孔壓傳感器;浪高儀設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； 浪高儀、位移計和孔壓傳感器均與終端數據分析系統(tǒng)相連接。2.根據權利要求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);推板豎向設置在水槽中的水體內，并能在動力系統(tǒng)的驅動下來回轉動;控制系統(tǒng)設置在水槽外側，并與動力系統(tǒng)通過數據線相連接。3.根據權利要求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.根據權利要求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置有消浪裝置。5.根據權利要求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置有有機玻璃板。6.根據權利要求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涂覆有凡士林。7.根據權利要求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.根據權利要求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