[发明专利]护面块体的制作系统、制作方法及在试验中的应用

说明书

本发明提供了护面块体的制作系统、制作方法及在试验中的应用，属于防波堤工程领域，通过绘制模型块体三维立体，再由3D打印模型块体阳模、原子灰制作阴模，再经填料、脱模、对标、局部打磨防锈等系列的工作，所完成的模型试验块体，可满足试验上相似性、制作可行性、价格经济性和使用耐久性等要求，试验完成后，块体又可在后续其它工程项目稳定性试验中再次循环使用，满足节能环保要求，块体的制作方法构思巧妙、易操作，这不仅提高了工作效率，也对工程稳定性试验模拟技术产生了实质性的提升。

技术领域

本发明属于防波堤工程领域，涉及防波堤与护岸工程结构断面人工块体，尤其涉及护面块体的制作系统、制作方法及在试验中的应用。

背景技术

防波堤与护岸工程保护沿海城镇、农田、盐场和岸滩，防止风暴潮的泛滥淹没，抵御波浪、水流的侵袭与淘刷的各种形式水工建筑结构工程，包括防波堤、护岸和保滩工程。防波堤与护岸断面型式及其尺寸的确定与当地水深、动力因素、地基特性、材料来源和施工条件等有关，防波堤与护岸可分为斜坡式和陡直立式两种主要型式，斜坡式是海岸和近海工程中常见的经典防护结构形式，发展历史悠久，可追溯到人类文明起源初期。

由于防波堤处于海域，风浪条件复杂，施工难度大，技术复杂，虽然学术界、工程界对其认识不断深化，但在防波堤建设过程中仍然面临很多复杂的问题，防波堤破坏事故时有发生。如近年日本岩手县釜石港、青岛造船厂、大连福佳大化、山东岚山港等防波堤、护岸工程的破坏等，而每一次破坏均造成极大的损失，给所掩护的水域、船舶、陆上设施及建筑物造成不同程度的伤害和经济损失。如何让防波堤与护岸工程破坏概率减小，以及破坏发生后，使防护工程破坏所造成的经济损失减少到最小。因此需要对防波堤、护岸工程开展事前预警，以及事后评估，由于波浪与海岸工程中的结构物相互作用的过程，是流体、固体和气体共同参与的能量传递过程，至今人们仍然无法对这一过程进行准确的描述，目前仍以波浪物理模型试验、数值模拟计算或现场观测试验手段，对方案的可行性和合理性进行验证，以上三种方法也是对海上结构物相互作用的常用的研究方法，对比数值模拟计算和现场观测，物理模型试验研究更经济、直观，且便于实现。

防护的人工护面块体是防波堤与护岸工程中常用的形式，主要用来衰减波浪并保护防波堤等结构主体的安全，现场人工护面块体材料可以是天然块石或人工浇筑的混凝土块体，而对于物理模型试验开展，需要考虑现场和模型间相似关系即几何尺寸相似、重力相似，同时需要也考虑制作方法可行性、经济性，以及强度和耐久性。

发明内容

本发明要解决的问题是在于提供护面块体的制作系统、制作方法及在试验中的应用主要是护面块体的制作工艺和应用，满足试验过程中的流量精度和工作效率，缩短模型试验周期，确保模型试验质量。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

护面块体的制作系统，包括试验工房，所述试验工房内设有块体制作区、办公区、原料储存区、制作工具存放区和测试处理区，所述办公区包括计算机间和3D打印间，计算机间用来设计护面块体的三维图，3D打印间用来打印护面块体，打印出来的护面块体作为块体阳模；所述原料储存区，用来存放制作护面块体的原材料，所述制作工作存放区，用来存放对应的工具，所述测试处理区，用来测试和进行防护块体的局部打磨细修及防锈处理。

进一步的，所述原料储存区和制作工具存放区均设置为多个独立的区域，用来存放不同的物品，所述试验工房内设有保证室内恒温的温度调节装置，所述块体制作区包括多个制作工作平台。

进一步的，护面块体，包括从上到下依次设置且连接的上块、中块和下块，所述上块的断面为倒置的梯形，所述下块的断面为梯形，所述上块和下块上下对应且对称设置，所述中块垂直于所述上块的侧面设置，所述中块相对所述上块的竖直中心面对称设置；

所述中块的断面为中间有直线段的菱形；

所述上块两端的侧面棱边设有倒角；所述中块两端的侧面棱边设有倒角；所述上块两端的侧面棱边设有倒角。