CN209372540U - 用于研究多种型式断层对埋地管线作用机制的试验装置 - Google Patents
用于研究多种型式断层对埋地管线作用机制的试验装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN209372540U CN209372540U CN201821739671.XU CN201821739671U CN209372540U CN 209372540 U CN209372540 U CN 209372540U CN 201821739671 U CN201821739671 U CN 201821739671U CN 209372540 U CN209372540 U CN 209372540U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- buried pipeline
- cross
- action
- frame
- tomographies
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 title abstract description 13
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title abstract description 13
- 230000010534 mechanism of action Effects 0.000 claims abstract description 37
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims abstract description 30
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000003325 tomography Methods 0.000 claims description 57
- 241001314948 Bursaria incana Species 0.000 claims description 37
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 22
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 16
- 230000006378 damage Effects 0.000 abstract description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 11
- 241000283080 Proboscidea <mammal> Species 0.000 description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- FGUUSXIOTUKUDN-IBGZPJMESA-N C1(=CC=CC=C1)N1C2=C(NC([C@H](C1)NC=1OC(=NN=1)C1=CC=CC=C1)=O)C=CC=C2 Chemical compound C1(=CC=CC=C1)N1C2=C(NC([C@H](C1)NC=1OC(=NN=1)C1=CC=CC=C1)=O)C=CC=C2 FGUUSXIOTUKUDN-IBGZPJMESA-N 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
本实用新型为一种用于研究多种型式断层对埋地管线作用机制的试验装置,包括顶部开口设置且能填充土层的土箱结构,土箱结构内沿横截面方向设置模拟断层的旋转挡土横断结构,旋转挡土横断结构能摆动改变模拟断层倾角,旋转挡土横断结构上设有与土箱结构的轴向两端相对设置且允许埋地管线进行埋深调节的管道穿越通道;用于研究多种型式断层对埋地管线作用机制的试验装置还包括能对土箱结构施加载荷模拟埋地管线在断层作用下力学性能的加载结构。该装置可以实现不同断层型式错动下埋地管线破坏情况的模拟,真实再现不同型式的断层对埋地管线的作用机制,且结构简单,操作方便,模拟效果真实准确。
Description
技术领域
本实用新型涉及土工模型模拟技术领域,尤其涉及一种用于研究多种型式断层对埋地管线作用机制的试验装置。
背景技术
随着油气管道工程的建设,越来越多的管道项目需要穿越活动断层,而众多地震实例表明,地震中基岩断层的错动会引起上覆土层发生永久变形破坏,进一步威胁到地下管线的运行安全。
根据断层面两侧岩体的相对运动关系,断层可分为走滑断层、正断层和逆断层。目前,国内外开展了一系列断层错动下的试验研究,例如基于振动台或离心机的小尺寸试验,全尺寸试验等,但是往往造价昂贵,操作复杂。
目前大多数试验装置采用固定的土箱模型,但是仅能模拟断层的倾向滑动或走向滑动,且断层倾角单一,不能较好地模拟不同断层类型下埋地管线的破坏情况,且箱体大多采用焊接形式,占地面积较大,不宜试验操作。
因此,设计能真实地模拟不同断层型式的试验装置对深入研究断层错动引起上覆土层中地下管线的破坏机制至关重要。
由此,本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践,提出一种用于研究多种型式断层对埋地管线作用机制的试验装置,以克服现有技术的缺陷。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种用于研究多种型式断层对埋地管线作用机制的试验装置,克服现有技术中试验装置模拟断层型式单一的不足,该装置可以实现不同断层型式错动下埋地管线破坏情况的模拟,真实再现不同型式的断层对埋地管线的作用机制,且结构简单,操作方便,模拟效果真实准确。
本实用新型的目的是这样实现的,一种用于研究多种型式断层对埋地管线作用机制的试验装置,包括顶部开口设置且能填充土层的土箱结构,所述土箱结构内沿横截面方向设置模拟断层的旋转挡土横断结构,所述旋转挡土横断结构能摆动改变模拟断层倾角,所述旋转挡土横断结构上设有与所述土箱结构的轴向两端相对设置且允许埋地管线进行埋深调节的管道穿越通道;所述用于研究多种型式断层对埋地管线作用机制的试验装置还包括能对所述土箱结构施加载荷模拟埋地管线在断层作用下力学性能的加载结构。
在本实用新型的一较佳实施方式中,所述土箱结构包括相邻设置的第一模型箱和第二模型箱,所述第一模型箱靠近所述第二模型箱的一端设置一所述旋转挡土横断结构,所述第二模型箱靠近所述第一模型箱的一端设置一所述旋转挡土横断结构,所述加载结构包括能对所述第一模型箱施加沿土箱结构横截面方向水平载荷的水平加载部,所述加载结构还包括能对所述第二模型箱施加竖直载荷的竖直加载部。
在本实用新型的一较佳实施方式中,所述第一模型箱包括与所述旋转挡土横断结构相对设置的第一横向侧板,所述第一横向侧板和所述旋转挡土横断结构的两侧之间能拆卸地设置第一轴向侧板,所述第一横向侧板、两个所述第一轴向侧板能拆卸地设置于第一箱体底板上,所述旋转挡土横断结构的底部铰接于所述第一箱体底板上;
所述第二模型箱包括与所述旋转挡土横断结构相对设置的第二横向侧板,所述第二横向侧板和所述旋转挡土横断结构的两侧之间能拆卸地设置第二轴向侧板,所述第二横向侧板、两个所述第二轴向侧板能拆卸地设置于第二箱体底板上,所述旋转挡土横断结构的底部铰接于所述第二箱体底板上。
在本实用新型的一较佳实施方式中,所述第一横向侧板的外侧设置由方钢管构成的第一横向框架,所述第一横向侧板上与管道穿越通道相对且呈上下间隔设置多个管道过孔,所述第一轴向侧板的外侧设置由方钢管构成的第一侧向框架,所述第一箱体底板的底面设置由方钢管构成的第一底部框架;所述第二横向侧板的外侧设置由方钢管构成的第二横向框架,所述第二横向侧板上与所述第一横向侧板上对应设置多个管道过孔,所述第二轴向侧板的外侧设置由方钢管构成的第二侧向框架,所述第二箱体底板的底面设置由方钢管构成的第二底部框架,所述加载结构能顶抵支撑于所述第二底部框架上。
在本实用新型的一较佳实施方式中,所述用于研究多种型式断层对埋地管线作用机制的试验装置还包括门式框架侧向支撑结构,所述门式框架侧向支撑结构包括能固定的框架底梁,所述框架底梁的两端分别向上延伸设置框架立柱,两个所述框架立柱的顶部之间连接设置框架顶梁,所述第二模型箱穿设通过所述门式框架侧向支撑结构,所述第二模型箱的横向两侧与所述门式框架侧向支撑结构的框架立柱内侧呈抵靠设置。
在本实用新型的一较佳实施方式中,所述水平加载部和所述竖直加载部均为千斤顶。
在本实用新型的一较佳实施方式中,所述土箱结构的两端分别对应设置多个管道端部弹簧装置,所述管道端部弹簧装置能与埋地管线连接且能模拟埋地管线小变形段力学性能。
在本实用新型的一较佳实施方式中,所述管道端部弹簧装置包括穿设于所述土箱结构端部的圆筒,所述圆筒内穿设螺杆,所述螺杆的一端能拆卸地与埋地管线连接,所述螺杆的另一端旋转套设有螺帽,所述螺帽和所述埋地管线之间套设一弹簧。
在本实用新型的一较佳实施方式中,所述旋转挡土横断结构包括沿所述土箱结构的横截面方向设置的横断板,所述横断板上设置所述管道穿越通道,所述横断板的两侧分别沿所述土箱结构的轴向设置旋转侧板,所述旋转侧板呈扇形设置,所述旋转侧板的底部圆心角处设置铰接轴套,所述土箱结构的底部设置能转动且能穿设通过所述铰接轴套的螺栓杆,所述螺栓杆的自由端设置能固定所述旋转侧板的固定螺母。
在本实用新型的一较佳实施方式中,所述旋转侧板的圆心角为30°。
由上所述,本实用新型提供的用于研究多种型式断层对埋地管线作用机制的试验装置具有如下有益效果:
本实用新型的用于研究多种型式断层对埋地管线作用机制的试验装置中,旋转挡土横断结构能摆动改变模拟断层倾角,模拟正断层、逆断层和走滑断层的断层型式,该装置能应用于不同埋深下的埋地管线由不同型式断层引起破坏的模拟,用于解决以往仅单独考虑走向滑动或仅单独考虑倾向滑动的缺陷,可研究正断层、逆断层、走滑断层及其综合作用引起上覆土层中埋地管线的破坏机制;本实用新型的用于研究多种型式断层对埋地管线作用机制的试验装置中,加载结构能对土箱结构实现竖直加载或水平加载,实现第二模型箱与第一模型箱之间产生相对错动,模拟不同断层型式下的载荷作用;本实用新型的用于研究多种型式断层对埋地管线作用机制的试验装置中,土箱结构轴向两端的管道端部弹簧装置可以真实地模拟管道小变形段力学性能的变化情况,一旦埋地管线产生轴向位移,管道端部弹簧装置中的弹簧可以起到很好的平衡作用,与埋地管线埋置在土体中受到轴向约束的真实工况更为接近,并可以根据实际埋地管线长度改变弹簧拉伸和压缩系数模拟轴向拉力;本实用新型的用于研究多种型式断层对埋地管线作用机制的试验装置采用可拆卸结构,方便组装;本实用新型的用于研究多种型式断层对埋地管线作用机制的试验装置操作简便,模拟效果真实准确,为不同型式断层模型试验提供新的解决办法。
附图说明
以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释,并不限定本实用新型的范围。其中:
图1:为本实用新型的用于研究多种型式断层对埋地管线作用机制的试验装置的示意图。
图2:为本实用新型的土箱结构的主视图。
图3:为本实用新型的土箱结构的侧视图。
图4:为本实用新型的旋转挡土横断结构的侧视图。
图5:为本实用新型的旋转挡土横断结构的主视图。
图6:为本实用新型的门式框架侧向支撑结构的示意图。
图7:为本实用新型的管道端部弹簧装置的示意图。
图中:
100、用于研究多种型式断层对埋地管线作用机制的试验装置;
1、土箱结构;101、管道过孔;
11、第一模型箱;111、第一横向侧板;112、第一轴向侧板;113、第一箱体底板;
12、第二模型箱;121、第二横向侧板;122、第二轴向侧板;123、第二箱体底板;
2、旋转挡土横断结构;
201、管道穿越通道;21、横断板;22、旋转侧板;221、铰接轴套;
3、门式框架侧向支撑结构;
31、框架底梁;32、框架立柱;33、框架顶梁;
4、管道端部弹簧装置;
41、圆筒;42、螺杆;43、螺帽;44、弹簧;
5、千斤顶;
9、长方体基座。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。
如图1至图7所示,本实用新型提供一种用于研究多种型式断层对埋地管线作用机制的试验装置100,包括顶部开口设置且能填充土层的土箱结构1,土箱结构1内沿横截面方向设置模拟断层的旋转挡土横断结构2,旋转挡土横断结构2能摆动改变模拟断层倾角,通过改变模拟断层倾角,旋转挡土横断结构2能够模拟正断层、逆断层和走滑断层的断层型式;旋转挡土横断结构2上设有与土箱结构1的轴向两端相对设置且允许埋地管线进行埋深调节的管道穿越通道201;用于研究多种型式断层对埋地管线作用机制的试验装置100还包括能对土箱结构1施加载荷模拟埋地管线在断层作用下力学性能的加载结构,加载结构能够为埋地管线提供错动载荷,实现地层对埋地管线的错动作用。
本实用新型的用于研究多种型式断层对埋地管线作用机制的试验装置中,旋转挡土横断结构能摆动改变模拟断层倾角,模拟正断层、逆断层和走滑断层的断层型式,该装置能应用于不同埋深下的埋地管线由不同型式断层引起破坏的模拟,用于解决以往仅单独考虑走向滑动或仅单独考虑倾向滑动的缺陷,可研究正断层、逆断层、走滑断层及其综合作用引起上覆土层中埋地管线的破坏机制;本实用新型的用于研究多种型式断层对埋地管线作用机制的试验装置中,加载结构能对土箱结构加载,模拟不同断层型式下的载荷作用;本实用新型的用于研究多种型式断层对埋地管线作用机制的试验装置操作简便,模拟效果真实准确,为不同型式断层模型试验提供新的解决办法。
进一步,如图1、图2和图3所示,土箱结构1包括相邻设置的第一模型箱11和第二模型箱12,在本实用新型的一具体实施例中,第一模型箱11坐落于于长方体基座9上,由于箱体和土层的重力作用,第一模型箱11稳定坐落于长方体基座9上;第一模型箱11靠近第二模型箱12的一端设置一旋转挡土横断结构2,第二模型箱12靠近第一模型箱11的一端设置一旋转挡土横断结构2,两个旋转挡土横断结构2之间呈间隔设置,加载结构设置于第二模型箱12处,两个旋转挡土横断结构2之间可以呈间隔设置,也可以呈抵靠设置,二者之间的关系由试验需求确定;
加载结构包括能对第一模型箱11施加沿土箱结构横截面方向水平载荷的水平加载部,加载结构还包括能对第二模型箱12施加竖直载荷的竖直加载部。竖直加载部可以设置于第二模型箱12的底部,为第二模型箱12提供竖直方向载荷(正断层和逆断层时载荷型式),水平加载部可以设置于第一模型箱11的轴向侧部,为第一模型箱11提供水平且垂直于埋地管线的轴线方向载荷(走滑断层时载荷型式),水平加载部和竖直加载部还可以同时作用于土箱结构上,实现了第二模型箱12与第一模型箱11之间产生相对错动,模拟不同断层型式下的载荷作用。
进一步,如图2和图3所示,第一模型箱11包括与旋转挡土横断结构2相对设置的第一横向侧板111,第一横向侧板111和旋转挡土横断结构2的两侧之间能拆卸地设置第一轴向侧板112,第一横向侧板111、两个第一轴向侧板112能拆卸地设置于第一箱体底板113上,旋转挡土横断结构2的底部铰接于第一箱体底板113上;两个第一轴向侧板112通过螺杆连接于第一横向侧板111的两侧,第一箱体底板113上与第一横向侧板111、第一轴向侧板112相对的侧边部间隔焊接设置螺栓杆,第一横向侧板111、第一轴向侧板112的底部与各螺栓杆相对的位置设置螺栓孔,第一横向侧板111和两个第一轴向侧板112通过螺杆连接于第一箱体底板113上。
第二模型箱12包括与旋转挡土横断结构2相对设置的第二横向侧板121,第二横向侧板121和旋转挡土横断结构2的两侧之间能拆卸地设置第二轴向侧板122,第二横向侧板121、两个第二轴向侧板122能拆卸地设置于第二箱体底板123上,旋转挡土横断结构2的底部铰接于第二箱体底板123上。两个第二轴向侧板122通过螺杆连接于第二横向侧板121的两侧,第二箱体底板123上与第二横向侧板121、第二轴向侧板122相对的侧边部间隔焊接设置螺栓杆,第二横向侧板121、第二轴向侧板122的底部与各螺栓杆相对的位置设置螺栓孔,第二横向侧板121和两个第二轴向侧板122通过螺杆连接于第二箱体底板123上。
进一步,如图2和图3所示,第一横向侧板111的外侧设置(可以采用焊接方式固定)由方钢管构成的第一横向框架,第一横向框架呈“田”字设置,第一横向框架的各方钢管与第一横向侧板111之间通过L形加强筋进行加固;第一横向侧板上与管道穿越通道201相对且呈上下间隔设置多个管道过孔101,第一轴向侧板112的外侧设置(可以采用焊接方式固定)由方钢管构成的第一侧向框架,第一侧向框架呈“田”字设置,第一侧向框架的各方钢管与第一轴向侧板112之间通过L形加强筋进行加固;第一箱体底板113的底面设置(可以采用焊接方式固定)由方钢管构成的第一底部框架;水平加载部可以水平顶抵于第一轴向侧板112的轴向侧部,为第一模型箱11提供水平且垂直于埋地管线的轴线方向载荷(走滑断层时载荷型式);
第二横向侧板121的外侧设置(可以采用焊接方式固定)由方钢管构成的第二横向框架,第二横向框架呈“田”字设置,第二横向框架的各方钢管与第二横向侧板121之间通过L形加强筋进行加固;第二横向侧板121上与第一横向侧板111上对应设置多个管道过孔101,第二轴向侧板122的外侧设置(可以采用焊接方式固定)由方钢管构成的第二侧向框架,第二侧向框架呈“田”字设置,第二侧向框架的各方钢管与第二轴向侧板122之间通过L形加强筋进行加固;第二箱体底板123的底面设置(可以采用焊接方式固定)由方钢管构成的第二底部框架,竖直加载部能顶抵支撑于第二底部框架上为第二模型箱12提供竖直方向载荷,一般在第二箱体底板123的底面焊接两道支撑横梁,用于加载结构(竖直加载部)的支撑点。多个管道过孔101设置于土箱结构1轴向两端的不同深度处,用于穿设不同埋深的埋地管线,从而实现不同埋深下的埋地管线的研究。
进一步,如图6所示,用于研究多种型式断层对埋地管线作用机制的试验装置100还包括门式框架侧向支撑结构3,在本实用新型的一具体实施例中,用于研究多种型式断层对埋地管线作用机制的试验装置100包括两个平行间隔设置的门式框架侧向支撑结构3;门式框架侧向支撑结构3包括能固定的框架底梁31,框架底梁31可以通过高强螺杆固定于地基,一般在框架底梁31上设置螺栓孔,地基上固定设置高强的地基螺栓;框架底梁31的两端分别向上延伸设置(可以采用焊接方式固定)框架立柱32,两个框架立柱32的顶部之间连接设置(可以采用焊接方式固定)框架顶梁33,第二模型箱12穿设通过门式框架侧向支撑结构3,第二模型箱12的横向两侧与门式框架侧向支撑结构的框架立柱32内侧呈抵靠设置。门式框架侧向支撑结构3能限制第二模型箱12的横向位移。
进一步,如图1和图7所示,土箱结构1的两端分别对应设置多个管道端部弹簧装置4,管道端部弹簧装置4能与埋地管线连接且能模拟埋地管线小变形段力学性能。
如图1和图7所示,在本实施方式中,管道端部弹簧装置4包括穿设于土箱结构端部的圆筒41,圆筒41内穿设螺杆42,螺杆42的一端能拆卸地与埋地管线连接,在本实用新型的一具体实施例中,埋地管线的端部设置能与螺杆42连接的管线螺帽;螺杆42的另一端旋转套设有螺帽43,螺帽43和埋地管线之间套设一弹簧44。
近断层处的埋地管线在断层错动作用下产生大变形,而远离断层处的埋地管线竖向与土体共同运动,仅在断层错动作用下产生轴向变形(变形较小,可称之为小变形),因此,土箱结构1的两端采用管道端部弹簧装置4就可以真实地模拟管道小变形段力学性能的变化情况,一旦埋地管线产生轴向位移,管道端部弹簧装置4中的弹簧就可以起到很好的平衡作用,与埋地管线埋置在土体中受到轴向约束的真实工况更为接近,并可以根据实际埋地管线长度改变弹簧拉伸和压缩系数模拟轴向拉力。
进一步,如图4和图5所示,旋转挡土横断结构2包括沿土箱结构的横截面方向设置的横断板21,横断板21上设置管道穿越通道201,管道穿越通道201为矩形透孔,矩形透孔的长度方向沿埋深方向设置,旋转挡土横断结构2调整旋转角度时,管道穿越通道始终能与土箱结构1轴向两端的管道过孔101相对,从而使旋转挡土横断结构2能够满足多种埋深、多种断层倾角的工况。
横断板21的两侧分别沿土箱结构1的轴向设置旋转侧板22,旋转侧板22呈扇形设置,旋转侧板22的底部圆心角处设置铰接轴套221,土箱结构1的底部设置能转动且能穿设通过铰接轴套221的螺栓杆,螺栓杆的自由端设置能固定旋转侧板22的固定螺母。在本实用新型的一具体实施例中,旋转侧板22的圆心角α为30°。
使用本实用新型的用于研究多种型式断层对埋地管线作用机制的试验装置进行埋地管线破坏机制研究时,试验包括以下步骤:
步骤a、将门式框架侧向支撑结构3的框架底梁31通过高强螺杆固定于地基,完成门式框架侧向支撑结构3安装定位;
步骤b、完成第一模型箱11和第二模型箱12的组装,并将旋转挡土横断结构2调整至要求的断层倾角后固定;
步骤c、将第一模型箱11坐落于长方体基座9上,将第二模型箱12穿设于门式框架侧向支撑结构3内,研究正断层和逆断层的工况时,将千斤顶5置于第二模型箱12的下方,千斤顶5顶抵于第二底部框架上以实现为第二模型箱12提供竖直方向载荷;研究走滑断层的工况时,将千斤顶5顶抵作用于第一模型箱11的第一轴向侧板中部,以实现为第一模型箱11提供水平且垂直于埋地管线的轴线方向载荷;
步骤d、埋地管线通过管道过孔101穿入土箱结构1,埋地管线穿过旋转挡土横断结构2上的管道穿越通道201,埋地管线的两端与管道端部弹簧装置4的螺杆连接,真实模拟埋地管线小变形段的受力情况;
步骤e、在土箱结构内布置测量仪器(现有技术),在土箱结构1内埋置土层并压实,通过千斤顶对土箱结构1施加载荷(竖直载荷、水平载荷或两种载荷),模拟埋地管线在断层作用下的力学性能;
步骤f、完成规定的载荷及加载时间后,将埋地管线自土箱结构中拿出,对其破坏变形进行记录并分析,完成不同断层形式及载荷对埋地管线的作用机制研究。
由上所述,本实用新型提供的用于研究多种型式断层对埋地管线作用机制的试验装置具有如下有益效果:
本实用新型的用于研究多种型式断层对埋地管线作用机制的试验装置中,旋转挡土横断结构能摆动改变模拟断层倾角,模拟正断层、逆断层和走滑断层的断层型式,该装置能应用于不同埋深下的埋地管线由不同型式断层引起破坏的模拟,用于解决以往仅单独考虑走向滑动或仅单独考虑倾向滑动的缺陷,可研究正断层、逆断层、走滑断层及其综合作用引起上覆土层中埋地管线的破坏机制;本实用新型的用于研究多种型式断层对埋地管线作用机制的试验装置中,加载结构能对土箱结构实现竖直加载或水平加载,实现第二模型箱与第一模型箱之间产生相对错动,模拟不同断层型式下的载荷作用;本实用新型的用于研究多种型式断层对埋地管线作用机制的试验装置中,土箱结构轴向两端的管道端部弹簧装置可以真实地模拟管道小变形段力学性能的变化情况,一旦埋地管线产生轴向位移,管道端部弹簧装置中的弹簧可以起到很好的平衡作用,与埋地管线埋置在土体中受到轴向约束的真实工况更为接近,并可以根据实际埋地管线长度改变弹簧拉伸和压缩系数模拟轴向拉力;本实用新型的用于研究多种型式断层对埋地管线作用机制的试验装置采用可拆卸结构,方便组装;本实用新型的用于研究多种型式断层对埋地管线作用机制的试验装置操作简便,模拟效果真实准确,为不同型式断层模型试验提供新的解决办法。
以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式,并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员,在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改,均应属于本实用新型保护的范围。
Claims (10)
1.一种用于研究多种型式断层对埋地管线作用机制的试验装置,其特征在于,包括顶部开口设置且能填充土层的土箱结构,所述土箱结构内沿横截面方向设置模拟断层的旋转挡土横断结构,所述旋转挡土横断结构能摆动改变模拟断层倾角,所述旋转挡土横断结构上设有与所述土箱结构的轴向两端相对设置且允许埋地管线进行埋深调节的管道穿越通道;所述用于研究多种型式断层对埋地管线作用机制的试验装置还包括能对所述土箱结构施加载荷模拟埋地管线在断层作用下力学性能的加载结构。
2.如权利要求1所述的用于研究多种型式断层对埋地管线作用机制的试验装置,其特征在于,所述土箱结构包括相邻设置的第一模型箱和第二模型箱,所述第一模型箱靠近所述第二模型箱的一端设置一所述旋转挡土横断结构,所述第二模型箱靠近所述第一模型箱的一端设置一所述旋转挡土横断结构,所述加载结构包括能对所述第一模型箱施加沿土箱结构横截面方向水平载荷的水平加载部,所述加载结构还包括能对所述第二模型箱施加竖直载荷的竖直加载部。
3.如权利要求2所述的用于研究多种型式断层对埋地管线作用机制的试验装置,其特征在于,所述第一模型箱包括与所述旋转挡土横断结构相对设置的第一横向侧板,所述第一横向侧板和所述旋转挡土横断结构的两侧之间能拆卸地设置第一轴向侧板,所述第一横向侧板、两个所述第一轴向侧板能拆卸地设置于第一箱体底板上,所述旋转挡土横断结构的底部铰接于所述第一箱体底板上;
所述第二模型箱包括与所述旋转挡土横断结构相对设置的第二横向侧板,所述第二横向侧板和所述旋转挡土横断结构的两侧之间能拆卸地设置第二轴向侧板,所述第二横向侧板、两个所述第二轴向侧板能拆卸地设置于第二箱体底板上,所述旋转挡土横断结构的底部铰接于所述第二箱体底板上。
4.如权利要求3所述的用于研究多种型式断层对埋地管线作用机制的试验装置,其特征在于,所述第一横向侧板的外侧设置由方钢管构成的第一横向框架,所述第一横向侧板上与管道穿越通道相对且呈上下间隔设置多个管道过孔,所述第一轴向侧板的外侧设置由方钢管构成的第一侧向框架,所述第一箱体底板的底面设置由方钢管构成的第一底部框架;所述第二横向侧板的外侧设置由方钢管构成的第二横向框架,所述第二横向侧板上与所述第一横向侧板上对应设置多个管道过孔,所述第二轴向侧板的外侧设置由方钢管构成的第二侧向框架,所述第二箱体底板的底面设置由方钢管构成的第二底部框架,所述加载结构能顶抵支撑于所述第二底部框架上。
5.如权利要求2所述的用于研究多种型式断层对埋地管线作用机制的试验装置,其特征在于,所述用于研究多种型式断层对埋地管线作用机制的试验装置还包括门式框架侧向支撑结构,所述门式框架侧向支撑结构包括能固定的框架底梁,所述框架底梁的两端分别向上延伸设置框架立柱,两个所述框架立柱的顶部之间连接设置框架顶梁,所述第二模型箱穿设通过所述门式框架侧向支撑结构,所述第二模型箱的横向两侧与所述门式框架侧向支撑结构的框架立柱内侧呈抵靠设置。
6.如权利要求2所述的用于研究多种型式断层对埋地管线作用机制的试验装置,其特征在于,所述水平加载部和所述竖直加载部均为千斤顶。
7.如权利要求1所述的用于研究多种型式断层对埋地管线作用机制的试验装置,其特征在于,所述土箱结构的两端分别对应设置多个管道端部弹簧装置,所述管道端部弹簧装置能与埋地管线连接且能模拟埋地管线小变形段力学性能。
8.如权利要求7所述的用于研究多种型式断层对埋地管线作用机制的试验装置,其特征在于,所述管道端部弹簧装置包括穿设于所述土箱结构端部的圆筒,所述圆筒内穿设螺杆,所述螺杆的一端能拆卸地与埋地管线连接,所述螺杆的另一端旋转套设有螺帽,所述螺帽和所述埋地管线之间套设一弹簧。
9.如权利要求1所述的用于研究多种型式断层对埋地管线作用机制的试验装置,其特征在于,所述旋转挡土横断结构包括沿所述土箱结构的横截面方向设置的横断板,所述横断板上设置所述管道穿越通道,所述横断板的两侧分别沿所述土箱结构的轴向设置旋转侧板,所述旋转侧板呈扇形设置,所述旋转侧板的底部圆心角处设置铰接轴套,所述土箱结构的底部设置能转动且能穿设通过所述铰接轴套的螺栓杆,所述螺栓杆的自由端设置能固定所述旋转侧板的固定螺母。
10.如权利要求9所述的用于研究多种型式断层对埋地管线作用机制的试验装置,其特征在于,所述旋转侧板的圆心角为30°。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201821739671.XU CN209372540U (zh) | 2018-10-25 | 2018-10-25 | 用于研究多种型式断层对埋地管线作用机制的试验装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201821739671.XU CN209372540U (zh) | 2018-10-25 | 2018-10-25 | 用于研究多种型式断层对埋地管线作用机制的试验装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN209372540U true CN209372540U (zh) | 2019-09-10 |
Family
ID=67838969
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201821739671.XU Active CN209372540U (zh) | 2018-10-25 | 2018-10-25 | 用于研究多种型式断层对埋地管线作用机制的试验装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN209372540U (zh) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111289349A (zh) * | 2020-03-09 | 2020-06-16 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种恒压伺服地应力加载隧道抗错断试验装置 |
CN111537434A (zh) * | 2020-05-11 | 2020-08-14 | 西南石油大学 | 一种跨地震断层埋地管道试验装置 |
CN112304790A (zh) * | 2020-12-17 | 2021-02-02 | 山西理工红日节能服务有限公司 | 一种供热直埋管道疲劳试验方法 |
CN112435527A (zh) * | 2020-12-02 | 2021-03-02 | 哈尔滨工业大学(威海) | 用于模拟断层运动的配合式箱体结构 |
CN112651151A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-04-13 | 中国石油大学(北京) | 一种模拟管道穿越走滑断层的试验装置及确定方法 |
CN113008496A (zh) * | 2021-02-18 | 2021-06-22 | 山东科技大学 | 一种埋土充压管道错动载荷作用下性能评估的实验方法 |
CN114544483A (zh) * | 2022-02-24 | 2022-05-27 | 北京工业大学 | 一种用于加载等效线性弹簧的管道连接装置 |
CN116773379A (zh) * | 2023-08-21 | 2023-09-19 | 山东科技大学 | 一种充压管道轴向荷载与横向往复作用耦合试验装置 |
-
2018
- 2018-10-25 CN CN201821739671.XU patent/CN209372540U/zh active Active
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111289349B (zh) * | 2020-03-09 | 2021-02-09 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种恒压伺服地应力加载隧道抗错断试验装置 |
CN111289349A (zh) * | 2020-03-09 | 2020-06-16 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种恒压伺服地应力加载隧道抗错断试验装置 |
CN111537434B (zh) * | 2020-05-11 | 2022-05-31 | 西南石油大学 | 一种跨地震断层埋地管道试验装置 |
CN111537434A (zh) * | 2020-05-11 | 2020-08-14 | 西南石油大学 | 一种跨地震断层埋地管道试验装置 |
CN112651151A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-04-13 | 中国石油大学(北京) | 一种模拟管道穿越走滑断层的试验装置及确定方法 |
CN112651151B (zh) * | 2020-12-01 | 2023-06-20 | 中国石油大学(北京) | 一种模拟管道穿越走滑断层的试验装置及确定方法 |
CN112435527A (zh) * | 2020-12-02 | 2021-03-02 | 哈尔滨工业大学(威海) | 用于模拟断层运动的配合式箱体结构 |
CN112304790A (zh) * | 2020-12-17 | 2021-02-02 | 山西理工红日节能服务有限公司 | 一种供热直埋管道疲劳试验方法 |
CN113008496A (zh) * | 2021-02-18 | 2021-06-22 | 山东科技大学 | 一种埋土充压管道错动载荷作用下性能评估的实验方法 |
CN113008496B (zh) * | 2021-02-18 | 2022-02-25 | 山东科技大学 | 一种埋土充压管道错动载荷作用下性能评估的实验方法 |
CN114544483A (zh) * | 2022-02-24 | 2022-05-27 | 北京工业大学 | 一种用于加载等效线性弹簧的管道连接装置 |
CN114544483B (zh) * | 2022-02-24 | 2024-02-06 | 北京工业大学 | 一种用于加载等效线性弹簧的管道连接装置 |
CN116773379A (zh) * | 2023-08-21 | 2023-09-19 | 山东科技大学 | 一种充压管道轴向荷载与横向往复作用耦合试验装置 |
CN116773379B (zh) * | 2023-08-21 | 2023-11-17 | 山东科技大学 | 一种充压管道轴向荷载与横向往复作用耦合试验装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN209372540U (zh) | 用于研究多种型式断层对埋地管线作用机制的试验装置 | |
CN106198191B (zh) | 一种可以考虑走滑型断层的隧道抗错断模型试验装置 | |
CN105675840B (zh) | 动压巷道支护物理模型试验装置及方法 | |
CN104713738B (zh) | 一种双向多角度智能翻转模型试验装置及试验方法 | |
CN107132034A (zh) | 一种地下结构拟静力试验装置及方法 | |
Juran et al. | Engineering analysis of dynamic behavior of micropile systems | |
CN108444833A (zh) | 一种模拟正逆断层形成的试验装置 | |
US11835431B1 (en) | True three-dimensional physical simulation system for influence of fault movement on tunnel operation and test method | |
CN205426884U (zh) | 一种可模拟多角度基岩的覆盖层边坡稳定性试验模型 | |
CN206362648U (zh) | 管道抗冲击性能测试机 | |
Yang et al. | A true triaxial geomechanical model test apparatus for studying the precursory information of water inrush from impermeable rock mass failure | |
CN110632275B (zh) | 一种地下工程扰动相似模型试验台及试验方法 | |
CN105696636B (zh) | 可模拟基坑开挖过程中地下水位变化的基坑模型试验装置 | |
CN207439660U (zh) | 一种用于检测挖掘机斗杆疲劳寿命的试验装置 | |
CN208109600U (zh) | 一种模拟正逆断层形成的试验装置 | |
CN105043852B (zh) | 一种适于矿井巷道相似模拟试验的函数加载装置 | |
CN107907286A (zh) | 一种新型偏压隧道振动台模拟*** | |
CN109883838A (zh) | 一种变角度散体充填材料试验装置 | |
Mashhoud et al. | Shaking table test study on dynamic behavior of micropiles in loose sand | |
CN108318663B (zh) | 模拟隧道穿越断层破碎带的试验装置 | |
CN112254912A (zh) | 一种多层地下结构抗震推覆试验装备与拟动力加载方法 | |
CN207457224U (zh) | 一种滑坡模型试验装置 | |
CN108398319B (zh) | 超高水充填材料蠕变试验装置及其使用方法 | |
CN111289349B (zh) | 一种恒压伺服地应力加载隧道抗错断试验装置 | |
CN207571132U (zh) | 一种多功能土柱冻胀融沉实验装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |