[发明专利]滑坡涌浪对水下管道冲击模拟实验装置及方法

权利要求书

1.一种滑坡涌浪对水下管道冲击模拟实验装置，其特征在于：包括实验水箱(1)、平板(2)、海绵缓冲垫层(3)、实验管段(5)、支撑架(6)、压力传感器(7)和高速摄影仪(8)，

所述实验水箱(1)呈上方开口的长方体箱体状，设定实验水箱(1)长度方向的两端面为前端面和后端面，则剩余两个侧面为左侧面和右侧面，左侧面和右侧面上均对称设置有平板固定装置，平板(2)的左右两侧通过平板固定装置倾斜固定在实验水箱(1)左右两侧面上，且平板(2)的前端低于后端，平板(2)的前端和实验水箱(1)的宽度方向相平行，平板(2)的前端和实验水箱(1)的底部相接触，平板(2)和实验水箱(1)内底部的夹角为θ，0°<θ<90°，海绵缓冲垫层(3)铺设在实验水箱(1)内的底部，海绵缓冲垫层(3)位于平板(2)的前方，支撑架(6)设置在海绵缓冲垫层(3)的前端，支撑架(6)和实验水箱(1)底部固定连接，实验管段(5)架设在支撑架(6)上，实验管段(5)的中心轴线和平板(2)的前端相平行，压力传感器(7)设置在实验管段(5)上，压力传感器(7)电连接有数据采集器(9)，数据采集器(9)信号连接有PC终端(10)，高速摄影仪(8)和PC终端(10)信号连接。

2.如权利要求1所述的滑坡涌浪对水下管道冲击模拟实验装置，其特征在于：所述平板固定装置包括一对以上的固定块(4)，每对固定块(4)左右对称设置分别与左侧面和右侧面固定连接，固定块(4)的表面倾斜设置，固定块(4)的表面和实验水箱(1)内底部的夹角为θ，且固定块(4)的表面的法线方向开设有螺纹孔，平板(2)的左右两侧对称开设有安装孔，通过螺钉穿过平板(2)的左右两侧的安装孔以及螺纹孔，将平板(2)固定安装在固定块(4)上。

3.如权利要求1所述的滑坡涌浪对水下管道冲击模拟实验装置，其特征在于：所述支撑架(6)包括底座和弧形托架，底座和实验水箱(1)底部固定连接，弧形托架和底座固定连接，弧形托架支撑在实验管段(5)的底部，所述弧形托架的弧度和实验管段(5)外部的弧度相配合，底座可上下升降调节。

4.如权利要求1所述的滑坡涌浪对水下管道冲击模拟实验装置，其特征在于：所述实验水箱(1)由透明有机玻璃板通过亚克力胶、销钉进行连接的长方体敞口容器，其长宽高分别为2.40m、1.20m、0.60m；平板(2)长为1.20m，海绵缓冲垫层(3)的长宽均为1.20m，厚度为0.03m；实验管段(5)的直径为0.06m。

5.一种滑坡涌浪对水下管道冲击模拟实验方法，其特征在于：采用如权利要求1-4中任一项所述的滑坡涌浪对水下管道冲击模拟实验装置进行实验，具有如下步骤：

1)完成滑坡涌浪对水下管道冲击模拟实验装置的安装；

2)检测实验水箱(1)的气密性，防止漏气漏水；

3)在实验水箱(1)中盛2/3的水；

4)开启高速摄影仪(8)和压力传感器(7)；

5)刚体滑块(11)从平板(2)上方下落，滑入水中激起涌浪，涌浪以一定速度冲击实验管段(5)；

6)开启高速摄影仪(8)完成视频数据采集，压力传感器(7)完成压力数据采集；

7)调整支撑架的高度和/或将实验管段(5)绕实验管段(5)中心轴线旋转，重复1)—6)步骤，获得其他实验数据。