[发明专利]一种拉锚实验平台

权利要求书

1.一种拉锚实验平台，其特征在于包括：拉锚拖曳设备系统，数据采集设备系统，排水管路设备系统；

所述排水管路设备系统包括水泵、管路、水阀、水槽、地下蓄水池、滤沙槽；所述水泵包括水泵一、水泵二；所述管路包括管路一、管路二、管路三、管路四；所述水阀包括水阀一、水阀二、水阀三、水阀四；所述地下蓄水池位于水槽正下方；所述水泵一安放在地下蓄水池长边一端的底部，通过管路一与水槽长边一端的顶部相连；所述水泵二安放在地下蓄水池长边另一端的底部，通过管路二与管路一同一边不同端的顶部相连；所述管路三的一端安装在水槽宽边的底部，另一端安装在蓄水池宽边的顶部；所述水阀一安装在管路三上面；所述管路四安装在管路一、管路二相对边的一端上，管路四的出口与滤沙槽相连；

所述排水管路设备系统具有三种工作模式：排空土体表层水模式、平整被破坏土体模式，更换实验土体模式；

排空土体表层水模式：做完一次拖曳锚模型实验后，若要观察锚拖曳航道状况，打开水阀三，水槽中的水通过管路三流至地下蓄水池，直至水槽的水层降至合适位置；

平整被破坏土体模式：做完一次拖曳锚实验，水槽内土体被锚啮土破坏，若要平整被破坏土体，开启水泵一，地下蓄水池的水便通过管路一进入水槽，水流经过土体表层并对土体表层凸起部分产生一定的冲刷作用，打开水阀三，水流裹挟泥沙便通过管路四流至滤沙槽，滤沙槽过滤掉水流中泥沙后将水流输送至地下蓄水池；水流冲刷土体表层会造成一定的泥沙流失，将滤沙槽中滤掉的泥沙或者备用的泥沙倾倒在水槽中管路一出水口的正下方，管路一中的水流冲刷倾倒的土体以此填补上水槽中土体的流失和土体表层的凹槽部位；以水流冲刷土体的行为不仅能减少人工量，还能尽量模拟河海中被水流冲刷的真实底质；

更换实验土体模式：在一定参数的土体内做完所有的相关实验后，需要在不同参数的土体继续进行实验，开启水泵一，地下蓄水池的水便通过管路一进入水槽，水流经过土体并对土体产生一定的冲刷作用，打开水阀二、水阀四，水流裹挟泥沙便通过管路四流至滤沙槽，滤沙槽过滤掉水流中泥沙后将水流输送至地下蓄水池，滤沙槽中的泥沙满了后便通过铲车搬运到空地处倾倒后归置原处继续过滤水流中的泥沙，直至排空水槽内土层；

所述拉锚拖曳设备系统包括绞车、变频器、锚链、滑轮一、滑轮二、拖曳实验所用锚；所述绞车安装在排水管路设备系统中水槽长边的顶部平台上，并与变频器相连；所述水槽的长边顶部连接角处设置一个倒角，所述滑轮一安装在倒角上，滑轮二安装在滑轮一正下方的水槽的侧壁上；所述锚链一端通过滑轮一和滑轮二连接并缠绕在绞车的滚筒上，另一端与拖曳实验所用锚连接；通过设置变频器上相关参数控制绞车正转、翻转、转动速度、转动力矩、通过绞车的转动完成锚链的收放动作、通过锚链对实验所用锚的拖曳作用完成锚的啮土动作；

所述数据采集设备系统包括拉力传感器、倾角传感器、水压传感器、PC机、数字仪表、信号缆、信号放大器、数字采集软件；所述PC机通过信号缆与信号放大器连接后与与数字仪表连接；所述拉力传感器安装在锚链与拖曳实验所用锚的卸扣之间，通过信号缆与数字仪表连接，测量锚啮土过程中的抓力值的变化；所述倾角传感器安装在拖曳实验所用锚的两块锚爪间的凹槽上，通过信号缆与数字仪表连接，测量锚啮土过程中锚爪相对于水平面的倾角变化；所述水压传感器安装拖曳实验所用锚的锚爪表层的铜管内，通过信号缆与数字仪表连接，测量锚在啮土过程中锚的位置相对于水平面的距离变化。

2.根据权利要求1所述的一种拉锚实验平台，其特征在于：所述数据采集设备系统中水压传感器安装在拖曳实验所用锚的锚爪表层的铜管里，用装2/3水并排空空气的小气球套在水压传感器感压口。

3.根据权利要求1所述的一种拉锚实验平台，其特征在于：所述排水管路设备系统中水槽内部设置一隔板，将水槽内土体隔绝在实验区域内。

4.根据权利要求1所述的一种拉锚实验平台，其特征在于：所述排水管路设备系统中管路四包括进水口一、进水口二、进水口三、进水口四、进水口五、进水口六、出水口一；所述进水口一为平复被破坏土体的进水口，形状呈沿管路轴线方向切除的半圆柱，切面平行于水槽平面；所述进水口二、进水口三、进水口四、进水口五、进水口六为更换土体时的进水口。