[发明专利]一种可调节的吸力桩导管架模型及其实验方法

说明书

本发明一种可调节的吸力桩导管架模型及其实验方法，包括过渡段模型、导管架模型和吸力桩模型；所述过渡段模型下部与所述导管架模型相连；所述导管架模型设置有若干主腿，主腿底部设置有连接滑槽；所述连接滑槽通过螺栓与吸力桩模型固定连接；所述吸力桩模型上部设置有螺栓，通过螺母与连接滑槽固定连接；所述吸力桩模型放置在模型箱内，吸力桩模型上连接有真空泵；所述过渡段模型上方设置有用于加压的加载平台；本发明结构简单，可以进行不同吸力桩尺寸、桩距及根开的模型试验，控制变量方便、节省材料且原理简单。

技术领域

本发明属于海上风电设施结构技术领域，尤其是一种可调节的吸力桩导管架模型及其实验方法。

背景技术

海上风电吸力式导管架基础对水深和地质条件适应性广泛、施工快速、对环境友好，常见为三桩和四桩的吸力桩导管架。近年国内有多个海上风电场采用该基础型式，发展较为迅速。为掌握核心技术，促进我国相关结构性能和施工技术进步，有必要开展对吸力桩导管架基础沉贯、桩土相互作用问题的研究，纵观所有研究方法，开展模型试验是最直观且最有效的途径。

授权公告号为CN211257053U适用于深远海的装配式吸力桩导管架基础，包括吸力桩、导管架，其特征在于：所述吸力桩上端设置有连接座，连接座上端、导管架下端均设置有法兰盘，连接座、导管架上的法兰盘经螺栓连接固定，连接座、导管架的连接处经灌浆料包裹加固保护，灌浆料将连接座、导管架上的法兰盘及螺栓包裹在内。

上述技术方案解决陆上加工厂无法加工吊装、海上无法运输高耸吸力桩导管架基础的问题；但整体结构复杂，不易安装。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种可调节的吸力桩导管架模型及其实验方法。

本发明的技术方案如下：本可调节的吸力桩导管架模型试验装置及其使用方法，包括过渡段模型、导管架模型和吸力桩模型；所述过渡段模型下部与所述导管架模型相连；所述导管架模型设置有若干主腿，主腿底部设置有连接滑槽；所述连接滑槽通过螺栓与吸力桩模型固定连接；所述吸力桩模型上部设置有螺栓，通过螺母与连接滑槽固定连接；所述吸力桩模型放置在模型箱内，吸力桩模型上连接有真空泵；所述过渡段模型上方设置有用于加压的加载平台。

进一步的，所述吸力桩模型上设置有方便吸力桩贯入与拔出的排气孔、与吸力管道相连接的抽气排水孔和用于安装负压传感器的负压传感器孔；吸力桩模型通过负压传感器孔固定连接有负压传感器。

进一步的，所述过渡段模型、导管架模型、连接滑槽和吸力桩模型材质为钢或复合材料构件。

进一步的，所述过渡段模型、导管架模型和连接滑槽通过焊接或铆接固定连接。

进一步的，所述螺栓和吸力桩模型通过焊接或铆接固定连接。

进一步的，所述吸力桩模型根据试验参数定制多组不同直径、高度的吸力桩模型；所述吸力桩模型通过螺栓和螺母，可拆卸的与连接滑槽连接。

进一步的，所述主腿设置有三个或者四个。

进一步的，所述可调节的吸力式导管架模型的实验方法：

步骤一：在底部单面排水的模型箱内分层填筑砂土，并进行预压、注水渗流；

步骤二：打开吸力桩排气阀，将所述试验装置通过加载平台下放，使其自重下沉，直至稳定；

步骤三：进入负压加载阶段，利用真空泵与真空调节罐逐级加载，直至吸力桩模型内被土塞完全填充，无法继续下沉；

步骤四：卸载所述试验模型，更换不同尺寸、桩距的试验模型，重复步骤一到四，进行对照试验。