[发明专利]均匀流及平台运动下隔水管井口系统动力响应试验装置

权利要求书

1.一种均匀流及平台运动下隔水管井口系统动力响应试验装置，其特征在于，包括顶部运动模块、张紧器模块、隔水管端部固定模块、隔水管模型、导管土壤模拟模块、底部运动模块、测量分析模块；隔水管模型上部通过隔水管端部固定模块与张紧器模块相连接，隔水管模型下部通过隔水管端部固定模块与导管土壤模拟模块相连接；隔水管模型、张紧器模块、导管土壤模拟模块受顶部运动模块、底部运动模块驱使运动，模拟隔水管-井口耦合系统在均匀流场和平台运动下的动力响应；测量分析模块分别与所述隔水管模型、顶部运动模块、底部运动模块以及隔水管端部固定模块相连并接收检测数据。

2.根据权利要求1所述的均匀流及平台运动下隔水管井口系统动力响应试验装置，其特征在于，顶部运动模块包括数控水平运动导轨和数控竖直运动导轨，数控水平运动导轨和数控竖直运动导轨上分别设置有滑块，数控水平运动导轨、数控竖直运动导轨结合所述滑块能够模拟平台升沉运动和均匀流的共同作用。

3.根据权利要求1所述的均匀流及平台运动下隔水管井口系统动力响应试验装置，其特征在于，所述张紧器模块包括内套筒、外套筒和压缩弹簧；压缩弹簧套在内套筒上，内套筒的上部通过连接件与顶部运动模块相连，内套筒的下部被压缩弹簧压缩并置于外套筒中；外套筒的下部与隔水管端部固定模块相连；内套筒与外套筒的相对位置能够调节。

4.根据权利要求1所述的均匀流及平台运动下隔水管井口系统动力响应试验装置，其特征在于，隔水管端部固定模块包括万向节和隔水管夹具；万向节使隔水管模型能在空间内转动，但不能沿隔水管模型的轴向扭转；隔水管夹具将隔水管模型夹紧后通过螺丝与三分力仪相连。

5.根据权利要求1所述的均匀流及平台运动下隔水管井口系统动力响应试验装置，其特征在于，隔水管模型是复合管材，从外到内依次是热缩管、PVC管及铜芯电缆。

6.根据权利要求1所述的均匀流及平台运动下隔水管井口系统动力响应试验装置，其特征在于，导管土壤模拟模块包括导管模拟和土壤模拟；导管模拟通过导管模型实现，土壤模拟通过四个方向上的拉伸弹簧实现；导管的上部设置有重物块，所述重物块能够模拟防喷器装置，重物块的上端连接第一万向节，导管模型的下端通过第二万向节与底部十字支架连接；拉伸弹簧的末端与单分力仪钩挂，单分力仪通过标准螺丝固定在底部十字支架上。

7.根据权利要求1所述的均匀流及平台运动下隔水管井口系统动力响应试验装置，其特征在于，底部运动模块包括底部水平导轨和小假底；小假底通过一个或多个连接压块与底部水平导轨连接，小假底放置在水池底部，保证实验装置的整体稳定。

8.根据权利要求1所述的均匀流及平台运动下隔水管井口系统动力响应试验装置，其特征在于，测量分析模块包括布置在隔水管模型上的测量模块和岸上的数据分析软件，其中：测量模块又包括光纤光栅应变片，单分力仪和三分力仪。所述光纤光栅应变片在隔水管模型的表面每隔一段距离布置一组，每组四个测点，测点间互成90度。岸上数据分析软件布置在海洋工程水池的工作间，用以分析处理通过信号传递电缆传来的信号，通过水动力学软件的分析可以得到隔水管模型的应变响应和顶部张紧器张力的变化时历，进而分析模型的水动力学特性。