模型试验

摘要： 煤层底板隐伏陷落柱突水具有隐蔽性和突发性,是我国华北地区煤矿安全生产的重要隐患.为解决此类生产安全隐患,采用自主研发的煤层底板隐伏陷落柱渗流演化模型模拟试验系统对3组含不同陷落柱的试样进行试验,测试启动水压梯度、孔隙水压、流速等渗流关键参数,分析渗透压差-流速、孔隙水压-扩散半径的关系,并开展非达西流特征研究,结果表明:模型试验的启动水压梯度为0.60～1.57 MPa/m;渗透压差-流速、孔隙水压-扩散半径的关系均表现出非达西流特性;双曲线形式的孔隙水压系数与扩散半径拟合度较好;陷落柱渗流演化模型试验的非达西流β因子均为负值.

摘要： 卸荷岩体力学试验是卸荷岩体力学理论研究的基础,也是模拟分析工程岩体开挖卸荷变形稳定的主要手段之一.随着岩土工程试验设备和相关测试技术的发展,卸荷岩体力学试验技术与方法取得了明显的进步.本文分三个方面系统回顾和分析了卸荷岩体力学试验的重要研究进展及不足:在室内岩石三轴卸荷试验方面,主要介绍了岩石常规三轴卸荷试验和多源测试技术、多场耦合三轴卸荷试验和室内真三轴卸荷试验技术的发展与应用;在工程岩体开挖卸荷模型试验方面,分析了模型试验在边坡工程与地下工程开挖卸荷模拟中的研究进展;在工程岩体现场开挖卸荷试验方面,介绍了现场真三轴试验系统的研制与应用进展情况,以及现场监测技术在工程岩体开挖卸荷变形与稳定分析中的研究进展.最后,结合卸荷岩体工程发展需求和卸荷岩体力学试验中所存在的不足,对卸荷岩体力学试验将来的发展方向进行了分析展望.

摘要： 卸荷岩体力学试验是卸荷岩体力学理论研究的基础,也是模拟分析工程岩体开挖卸荷变形稳定的主要手段之一.随着岩土工程试验设备和相关测试技术的发展,卸荷岩体力学试验技术与方法取得了明显的进步.本文分三个方面系统回顾和分析了卸荷岩体力学试验的重要研究进展及不足:在室内岩石三轴卸荷试验方面,主要介绍了岩石常规三轴卸荷试验和多源测试技术、多场耦合三轴卸荷试验和室内真三轴卸荷试验技术的发展与应用;在工程岩体开挖卸荷模型试验方面,分析了模型试验在边坡工程与地下工程开挖卸荷模拟中的研究进展;在工程岩体现场开挖卸荷试验方面,介绍了现场真三轴试验系统的研制与应用进展情况,以及现场监测技术在工程岩体开挖卸荷变形与稳定分析中的研究进展.最后,结合卸荷岩体工程发展需求和卸荷岩体力学试验中所存在的不足,对卸荷岩体力学试验将来的发展方向进行了分析展望.

摘要： 泵站前池扩散角过大易产生不良流态,影响进水池内的水流流态,进而恶化水泵进水条件,降低水泵运行效率,严重时甚至危及泵站安全运行。以某55°大扩散角正向前池为研究对象,采用数值模拟和模型试验相结合的研究方法,通过在前池内设置楔形导流墩以整治流态。研究结果表明:将楔形导流墩设置在前池进口处可以更好地起到分流作用,合理设置组合式对称楔形导流墩能有效提高整个前池的流态改善效果。研究成果对类似泵站的前池整流有一定的参考价值。

摘要： 长螺旋扩底桩作为一种新桩型,目前水平承载力设计通常按等直径灌注桩考虑,其桩身螺纹以及扩大头对桩身受力变形的影响尚未可知。为研究循环荷载作用下长螺旋扩底桩桩-土相互作用的规律,分别对长螺旋扩底桩、扩底桩、直桩进行了室内模型试验。结果表明,长螺旋扩底桩桩身受力变形与直桩有一定差异,其地基反力系数的比例系数m值随位移增加呈幂函数衰减;m法计算直桩比较合理,但用于计算长螺旋扩底桩有较大误差。

摘要： 针对钢结构焊接所产生的残余应变从理论上难以准确计算的问题,基于光频域反射计(OFDR)技术进行了光纤标定试验和工字钢焊接试验,研究了该技术在钢结构焊接残余应变监测上的应用。试验与分析结果表明:OFDR技术可以对焊接残余应变实现准确监测,对应变发生位置可以精确定位。

摘要： 压力拱是抽象的但又客观存在,是隧道围岩进行力学性能自我调节的载体,充分利用好拱效应能使工程更加安全经济。针对压力拱拱体范围的确定方法,主要从理论分析、数值模拟、模型试验三个方面,以及新方法和对前人的研究成果进行了收集整理、归纳总结及综合分析,便于了解隧道工程压力拱及拱体范围确定方法的提出、完善及发展。

摘要： 为探究立管在不同排列方式下的响应特性随来流速度的变化关系,对比分析了不同工况下流动干涉效应,采用模型试验的方法对刚性立管模型和柔性立管模型的涡激振动问题进行了系统研究。选取不同材质的立管模型模拟实际工程中的柔性立管与刚性立管,采用不同测试原理的采集仪器获取立管模型的振动响应信息,确保试验数据的准确性。研究结果表明:刚性孤立立管在“锁定”区间内横流向振动幅值变大,横流向振动幅值沿管长方向呈现出两端小、中间大的分布特征,在约化速度为12时可观察到2阶振型;在双刚性立管试验中,来流角度对下游刚性立管具有显著的干涉作用,当来流角度α=0°时,下游立管模型的“锁定”区间相比孤立立管存在滞后现象,随着来流角度的不断增大,下游立管所受流动干涉作用逐步减弱;柔性顶张力立管的振动特性与刚性立管相似,悬链线立管由于其构型独特,导致在来流作用下多阶振动模态共存,不同位置处的振动特性差别较大;在柔性串联立管尾流干涉试验中,上游顶张力立管与下游悬链线立管不同位置处水平间距不同,致使下游悬链线立管受上游立管的干涉效应影响存在差异。所得结果可为进一步研究立管的涡激振动提供参考。

摘要： 辽宁省某重点输水工程取水首部选用DN2400大口径调流消能阀,该类型口径消能阀在国内没有实际应用先例,因此借助模型试验对调流阀进行仿真试验并对原型机设计进行了验证和安全评估。按照几何相似原则选定模型几何比尺为1∶9.6,模型阀型规格选定DN250对原型机进行仿真模拟实验,结果表示,DN2400大口径的调流消能阀可以达到设计要求,且运行安全、稳定、可靠。

摘要： 危岩集合体是产生大型特大型崩塌灾害的物理基础,其破坏机制是崩塌灾害监测预警的重大科学问题。构建了危岩集合体激振试验模型,据此开展危岩破坏模型试验,获得了约27万个激振信号测试数据。试验表明,危岩块之间界面的完整性对激振信号在危岩集合体内的传播影响明显,完整性越好,越容易传递激振信号。同时,激振信号存在主振和次振两部分,其中主振发生在第20~50 ms,次振发生在第90~100 ms,且危岩块之间完整性越差,次振分散性越显著。危岩集合体内危岩块的破坏有随机性,但是危岩破坏产生激振作用则有必然性,主振可能是引发大型特大型崩塌灾害的激发因子,次振可能是危岩集合体发生链式崩落的内在动力机制。研究成果为深入开展危岩集合体破坏力学机制研究提供了科学借鉴。

摘要： 在船舶耐波性模型试验中,一般利用规则波或白噪声不规则波获得船舶的运动及加速度的响应幅值算子(RAO)曲线.一系列规则波试验耗时较长(60min左右)并且难以捕捉RAO曲线的峰值,白噪声不规则波耗时相对较短(10～30min),但可能会遭遇池壁反射的影响.基于瞬态波(聚焦波)包的耐波性模型试验耗时很短(1～2min),可以显著提高试验效率.本研究首先在大型拖曳水池模拟了满足高斯波谱的不同聚焦波幅的瞬态波包,然后针对一艘钻井船,考虑其迎浪、首斜浪以及横浪状态,开展了钻井船在瞬态高斯波包作用下的耐波性模型试验研究.研究发现:试验模拟得到的瞬态高斯波包具有较好的波形和谱形特征;利用聚焦波幅适当的瞬态高斯波包获得的钻井船垂荡、纵摇运动及垂荡加速度RAO结果与规则波及白噪声不规则波的试验结果吻合较好,并且可以有效地捕捉RAO曲线的峰值;为了获得合理的RAO,聚焦波幅不宜过大,高斯波谱的谱峰周期需与相应摇荡运动固有周期相当.本研究对于提高船舶耐波性模型试验的效率具有重要意义.

摘要： 本研究以某三艉豪华旅游船为研究对象,在满足排水量和总布置的前提下,结合计算流体力学(CFD)手段,开展线型开发和优化工作,确定了最终的优化线型.开展了最终优化线型的快速性模型试验,模型试验结果表明,最终优化线型在设计吃水指定功率下航速可达27.8km/h,高于所要求的航速,进一步验证了该三艉豪华游船线型开发的有效性.

摘要： 针对深水锚泊系统主动式截断模型试验中截断点处的运动,选取Stewart平台作为执行机构,实时追踪截断点处的运动.首先建立Stewart平台的运动学正反解模型,然后基于MATLAB/Simulink进行模型的仿真及验证,最后分别利用MATLAB系统辨识工具箱和RBF神经网络系统辨识方法,对驱动平台运动的PMSM电机进行模型参数辨识,比较两种方法对执行机构驱动电机模型辨识的优劣.

摘要： 巴基斯坦卡洛特水电站为“一带一路”倡议建设的首个大型水电工程.为保证水轮发电机组长期安全稳定运行,提出了卡洛特水电站水轮机模型试验水力开发条件,并进行了水轮机模型试验.试验内容主要包括效率试验、出力试验、空化试验、压力脉动试验等.试验研究结果表明:水轮机模型各项性能指标均可以满足水力开发条件预期的目标要求.

摘要： 某小型堆工程的联合泵房尺寸相对较小,各系统的水泵布置较为密集,需要研究不同工况下水泵取水的相互影响及应对措施,使进水流道具有较理想的水流进水条件,防止回流、旋涡和吸入空气等现象发生.通过模型试验,验证了联合泵房流道内水泵串联布置的合理性.

摘要： 水泥搅拌桩复合地基是高速公路软基处理中广泛应用的地基处理方法之一,可以有效地解决软土地基承载力不足、沉降过大和稳定性差的问题.但是目前工程技术人员对于其承载路堤稳定性的破坏模式认识不足,稳定性计算方法仅考虑其抗剪强度的贡献,容易高估其稳定安全系数,给路堤安全性埋下隐患.鉴于此,本文开展了水泥搅拌桩承载路堤失稳破坏模型试验,研究了桩体在路堤失稳过程中的破坏模式.采用三维数值分析方法模拟模型试验过程,研究了路堤滑动过程中塑性区开展规律.研究表明,路堤荷载下水泥土搅拌桩根据其所在路堤下位置的不同,具有两种明显不同的破坏模式.在路堤失稳过程中,位于路面下方的搅拌桩由于主要承受竖向荷载而导致压-剪破坏;位于坡面下方的搅拌桩没有承受较大的竖向荷载,但承受土体的水平推力,从而表现为弯曲破坏模式.

摘要： 随着IMO最小推进功率规范的实施和ISO-15016实船测试航速修正方法的修订改版,波浪增阻研究引起了广泛的关注,成为当前船舶耐波性领域研究的热点和难点.本研究针对传统的采用拖航方式的波浪增阻模型试验方法仅适用于迎浪和随浪两种浪向的问题,提出了一种基于自由自航方式的全浪向波浪增阻模型试验方法,并在拖曳水池中针对一型集装箱船开展了包含艏斜浪、横浪、艉斜浪等多个浪向下的模型试验,通过与荷兰MARIN水池的试验结果进行对比,证明了本试验结果的正确性和所提出方法的有效性,该方法能够用于全浪向中的波浪增阻试验预报.

摘要： 河海大学建成国内最大的水下地震模拟振动台,为我国水利行业结构抗震性能试验研究提供了有力支撑.介绍了水下振动台系统组成,并着重讲述了系统建设过程中关键技术及解决方案.根据相关工程领域生产、科研需求,阐述了水下振动台发展前景.依据河海大学水下振动台性能指标,针对沙牌水电站泄洪洞进水塔为研究对象，针对进水塔结构动态特性和抗震性能进行研究分析，并进行了完整的水下振动台模型试验设计.

摘要： 三峡电站水轮机是目前世界上运行水头变幅最大的巨型混流式水轮机之一,其运行稳定性自始至终是设计、研究、制造和用户关注的首要课题.在初步设计、技施设计、机组招标采购和合同执行、机组调试和试运行,以及水库蓄水位上升过程中做了大量的理论研究、模型试验和真机测试等全面系统的研究,取得了一系列研究成果.针对三峡工程的特点,从设备制造和工程设计等方面提出了提高机组运行稳定性的关键技术措施,在三峡机组设计、制造和运行中得到了应用.在2003年首批机组调试和后续库水位上升至156m、175m过程中,对机组稳定性进行了全面测量,上述研究成果和技术措施均得到了验证,取得了良好的结果.本文对上述研究成果以及提高机组运行稳定性的关键技术措施进行了总结,可为巨型电站混流式机组的设计、制造和运行提供参考依据.

摘要： 为了减少外载荷对结构安全带来的危害,调谐液体阻尼器(TLD)作为一种被动耗能装置而被广泛应用于近海工程和海洋结构物中.然而,各参数对TLD减振频带、减振特性的影响,晃荡波与系统阻尼之间作用的关系亟待探索.针对导管架海洋平台结构,建立了TLD和近似柔性支架结构的物理模型,利用六自由度运动模拟装置,研究了不同水深比、外激励频率和振幅下TLD的减振性能,对自由表面变化和结构响应进行了研究.通过试验数据验证了双向流固耦合模型的有效性,基于数值模型,重点讨论了TLD的能量耗散与各关键参数之间的关系,为海洋平台减振设计提供了重要的参考及数值研究工具.

摘要： 本发明公开了一种室内小型模型试验用高精度多点位移计、室内小型模型试验装置、使用方法；属于岩土材料内部位移监测领域；其包括：小型位移基点(5)、变位引线装置(16)、重锤(17)、可伸缩支架(45)和推杆式位移计固定平台(29)；其中，小型位移基点(5)包括：基体(1)、M形防陷钩爪(2)、测线(3)和引线盘(4)、位移测孔(7)，M形防陷钩爪(2)插入基体(1)中，测线(3)穿过引线盘(4)拉出位移测孔(7)；本发明公开的一种室内小型模型试验用高精度多点位移计、室内小型模型试验装置、使用方法，能够有效的用于室内小型模型试验监测位移，弥补了相关领域的空白。

摘要： 本发明公开了一种吹填土施工过程中注入絮凝剂的模型试验装置，其药剂配置仓中设置有絮凝剂输送泵，絮凝剂输送泵通过第一输送管道与强力搅拌仓导通，第一输送管道上设置有第一流量控制阀门，吹填土装样仓中设置有泥浆输送泵，泥浆输送泵通过第二输送管道与强力搅拌仓导通，第二输送管道上设置有第二流量控制阀门，强力搅拌仓内设置有电动搅拌器，强力搅拌仓通过第三输送管道与土样收集仓导通，第三输送管道上设置有第二流量控制阀门。本发明还公开了进行吹填土施工过程中注入絮凝剂的模型试验。本发明提供的吹填土施工过程中注入絮凝剂的模型试验装置的结构简单、实用，能够完整而精准地模拟吹填土施工过程中注入絮凝剂的试验模型。

摘要： 本发明公开了一种地裂缝土质隧道物理模型试验装置，包括模型装置中的模型箱，模型箱内以立轴对称设置有下盘土体和上盘土体，上盘土体和下盘土体之间为模拟地裂缝，下盘土体的下方安装有固定底板，上盘土体的下方安装有沉降装置中的上盘土体托板；在上盖与上盘土体和下盘土体之间设置有气压囊；在模型箱圆柱侧壁水平开有隧道洞口，该隧道洞口的洞轴线与模型箱的立轴垂直，该隧道洞口内有一模型隧道衬砌结构，设置有各种传感器。本发明还公开了一种地裂缝土质隧道物理模型试验方法，利用上述装置实现地裂缝走向变化，围岩土体地层结构及力学性质变化，衬砌结构形式、断面和刚度变化等各种方案的试验。本发明的装置及方法简单、准确性好。

摘要： 本发明涉及一种隧道管片模型试验箱及隧道管片模型试验的方法，其中隧道管片模型试验箱包括箱体、加载机构和两个隧道管片固定机构，箱体包括底板、前挡板、后挡板以及连接前挡板和后挡板的连接筋，隧道管片固定机构包括环形套板、固设于环形套板一端面上的环形支撑板以及环形封板，环形支撑板上设置一圈沿圆形分布的多个支撑单元，支撑单元包括设于环形支撑板外表面上的弹簧孔、设于弹簧孔中的压簧以及与压簧外端顶压配合的滚珠。本发明的隧道管片模型试验箱，由于隧道管片固定机构含有滚珠，摩擦力非常小，土介质环境中加/卸载试验能够实现隧道管片模型的横向移动，由于滚珠顶在前挡板和后挡板上，能够很大程度的限制隧道管片轴向位移。

摘要： 本发明公开了一种室内小型模型试验用高精度多点位移计、室内小型模型试验装置、使用方法；属于岩土材料内部位移监测领域；其包括：小型位移基点(5)、变位引线装置(16)、重锤(17)、可伸缩支架(45)和推杆式位移计固定平台(29)；其中，小型位移基点(5)包括：基体(1)、M形防陷钩爪(2)、测线(3)和引线盘(4)、位移测孔(7)，M形防陷钩爪(2)插入基体(1)中，测线(3)穿过引线盘(4)拉出位移测孔(7)；本发明公开的一种室内小型模型试验用高精度多点位移计、室内小型模型试验装置、使用方法，能够有效的用于室内小型模型试验监测位移，弥补了相关领域的空白。

摘要： 本发明公开了一种隧道断层错动模型试验装置及错动模型试验系统，包括外箱、内箱、加载部及测量部。内箱设置在外箱的内部，内箱与外箱之间具备间隙；内箱的底壁及相邻的两个侧壁上均设有加载部，加载部用于对内箱施加推力；测量部设置在内箱的内部。本发明的隧道断层错动模型试验装置，将隧道模型放置在内箱的内部，在内箱的内部填充实验用土埋置隧道模型，待稳定后记录测量部的初始数据，开始试验，启动全部或部分加载部，对内箱施加推力，模拟断层错动，得到在发生断层错动时隧道的受力变形数据和裂缝分布规律，测量准确，测试范围广，使用方便，成本低，解决了现有的断层黏滑错动模型试验装置测量不够准确的问题。

摘要： 本发明公开了一种吹填土施工过程中注入絮凝剂的模型试验装置，其药剂配置仓中设置有絮凝剂输送泵，絮凝剂输送泵通过第一输送管道与强力搅拌仓导通，第一输送管道上设置有第一流量控制阀门，吹填土装样仓中设置有泥浆输送泵，泥浆输送泵通过第二输送管道与强力搅拌仓导通，第二输送管道上设置有第二流量控制阀门，强力搅拌仓内设置有电动搅拌器，强力搅拌仓通过第三输送管道与土样收集仓导通，第三输送管道上设置有第二流量控制阀门。本发明还公开了进行吹填土施工过程中注入絮凝剂的模型试验。本发明提供的吹填土施工过程中注入絮凝剂的模型试验装置的结构简单、实用，能够完整而精准地模拟吹填土施工过程中注入絮凝剂的试验模型。

摘要： 本发明公开了一种地裂缝土质隧道物理模型试验装置，包括模型装置中的模型箱，模型箱内以立轴对称设置有下盘土体和上盘土体，上盘土体和下盘土体之间为模拟地裂缝，下盘土体的下方安装有固定底板，上盘土体的下方安装有沉降装置中的上盘土体托板；在上盖与上盘土体和下盘土体之间设置有气压囊；在模型箱圆柱侧壁水平开有隧道洞口，该隧道洞口的洞轴线与模型箱的立轴垂直，该隧道洞口内有一模型隧道衬砌结构，设置有各种传感器。本发明还公开了一种地裂缝土质隧道物理模型试验方法，利用上述装置实现地裂缝走向变化，围岩土体地层结构及力学性质变化，衬砌结构形式、断面和刚度变化等各种方案的试验。本发明的装置及方法简单、准确性好。

摘要： 本发明提供一种地下结构静动力模型试验的通用模型箱，包括设置在振动台上表面的通用模型箱，所述通用模型箱由底板、前墙体、后墙体、左墙体及右墙体组成，所述前墙体及后墙体下部采用固定件固定在底板上，所述左墙体和右墙体下部经铰接件铰接在底板上，所述左墙体及右墙体侧部中间均设置有加载板，每个加载板外侧设置有用以进行全动力振动台试验的反力系统。本发明结构简单，设计合理，不仅适用于全动力振动台试验，也可应用于静力推覆试验，极大地提高了模型箱的利用率。

摘要： 本申请公开了一种基坑开挖模型试验的模型箱，其特征在于，包括：箱体，所述箱体形成有一开口向上的腔体；围护结构，两所述围护结构竖直设置在所述腔体内，将所述腔体分成三个容纳腔；以及支撑结构，连接在两所述围护结构之间；在两所述围护结构两侧的所述容纳腔内填筑相同或不同高度的土体来进行基坑两侧等压或偏压的模型试验。同时还提供一种基坑开挖模型试验的方法。本申请的一种基坑开挖模型试验的模型箱及试验方法，可以适用于模拟基坑两侧存在偏压等复杂的地层情形。