[实用新型]波浪对方形桩柱作用荷载研究装置

说明书

本实用新型公开了一种波浪对方形桩柱作用荷载研究装置，其技术方案要点是其包括内部中空设计的方形柱体、压力传感器、压力数据采集系统、压载物和波浪水槽，所述方形柱体置于波浪水槽内，所述方形柱体的侧表面和棱角处均安装有压力传感器，所述压力数据采集系统连接压力传感器，并接收压力传感器检测的数据，所述压载物置于方形柱体的空腔底部。本实用新型的波浪对方形桩柱作用荷载研究装置结构简单、易于操作，能够测量方形桩柱总波浪荷载，也能够检测局部波浪荷载，并且还能研究桩柱间相互干扰作用对波浪荷载影响。

技术领域

本实用新型涉及一种研究装置，更具体的说，它涉及一种波浪对方形桩柱作用荷载研究装置。

背景技术

在港口及近海工程中，方形桩柱和方形桩柱群是常见结构，作用在桩柱上的波浪荷载受众多因数的耦合作用，比如波浪参数、桩柱尺寸和桩柱布置方式等。当桩柱间距较小时，相互间水动力影响较强，作用在桩柱上的波浪荷载与孤立桩柱相比将显著增大，致使结构失稳破坏，给桩柱设计提出了严峻的挑战。目前，针对波浪作用在桩柱上的荷载主要有以下几类评估方法：(1)根据已有的经验公式；(2)通过CFD数值模拟计算；(3)试验水槽内模型试验。无论是经验公式还是数值模拟，其精确性都需要通过模型试验来验证。水槽模型试验将实际结构物尺寸、水动力参数和边界条件等按照相似准则进行缩尺，获得实验数据，之后用比尺关系还原到原型结构中，进而得实际结构上的波浪荷载。但是传统的方柱模型研究装置通常只能测量得到作用在桩柱上的总波浪荷载，而不能检测方柱侧面和棱角各点的波浪压力分布，并且对于来波方向与桩柱间距的相互影响也少有考虑。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种简单方便、易于操作，能够测量方形桩柱总波浪荷载，也能够检测局部波浪荷载，并且还能研究桩柱间相互干扰作用对波浪荷载影响的波浪对方形桩柱作用荷载研究装置。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种波浪对方形桩柱作用荷载研究装置，其包括内部中空设计的方形柱体、压力传感器、压力数据采集系统、压载物和波浪水槽，所述方形柱体置于波浪水槽内，所述方形柱体的侧表面和棱角处均安装有压力传感器，所述压力数据采集系统连接压力传感器，并接收压力传感器检测的数据，所述压载物置于方形柱体的空腔底部。

通过采用上述技术方案，能够通过实测数据研究波浪对桩柱的影响和检测桩柱侧面和棱角各点的波浪压力分布，并且能够研究来波方向、桩柱间距对波浪荷载的影响。

本实用新型进一步设置为：所述方形柱体的外侧底部设置有支撑脚。

通过采用上述技术方案，通过设置支撑脚能够对方形柱体进行稳定，避免出现波浪荷载过大使方形柱体摇晃或倾覆的情况。

本实用新型进一步设置为：所述支撑脚设置有四个，并均匀安装在方形柱体的四个侧面上。

本实用新型进一步设置为：所述方形柱体的棱角与侧面连接处采用圆弧连接。

本实用新型进一步设置为：所述压力传感器在方形柱体上呈竖直方向设置有多个。

本实用新型进一步设置为：所述压力传感器为压电式压力传感器。

本实用新型进一步设置为：所述积木式压载物在方形柱体的空腔内设置有多个，可根据研究需要增减。

本实用新型进一步设置为：所述方形柱体在波浪水槽内设置有若干个。

本实用新型进一步设置为：所述方形柱体的边壁和底部均由不锈钢制成。