所屬技術領域

本發(fā)明涉及一種實驗室模擬液化場地中埋地輸液管道反應的試驗觀測裝置，具體的說是一種模擬砂土液化作用下埋地輸液管道反應的試驗觀測系統(tǒng)。

背景技術：

埋地管道是油氣等物質(zhì)運輸?shù)闹匾乐?，在油氣輸送與城市供水供熱中起著不可或缺的作用。由于埋地輸液管道分布范圍廣、運輸距離長，不可避免的穿越砂土液化區(qū)等地質(zhì)環(huán)境復雜地區(qū)。歷史震害調(diào)查表明，地震時砂土液化是埋地管道破壞的主要原因之一，液化土中埋設管道的破壞率(單位千米的破壞處數(shù))遠大于非液化土中管道的破壞率。由于地震時飽和砂土的超孔隙水壓上升，導致砂土液化而引起強度喪失，使管道在通過其軸線的豎直平面內(nèi)產(chǎn)生撓曲變形，嚴重時地下管道會因為上浮而暴露地面，因此管道破壞的概率明顯增大。盡管有很多埋地管道和砂土液化方面的研究成果，但缺乏砂土液化作用下埋地輸液管道反應的試驗觀測系統(tǒng)，一定程度上制約了研究工作的開展。

技術實現(xiàn)要素：

一種埋地輸液管道砂土液化反應試驗觀測系統(tǒng)，包括加壓閥、埋地輸液管道、多段剛性箱體、多段柔性箱體、外箱體、管道水平位移測量器、隔層膠墊、管道垂直位移測量系統(tǒng)、標尺、管道固定器，其特征在于：多段箱體包括多段剛性箱體和多段柔性箱體，該多段箱體分成五段，每段間存有一定間隙，間隙內(nèi)放置有隔層膠墊，外箱體右端設有管道水平位移測量器，左端設有管道固定器，通過固定裝置固定在振動臺臺面上，其中兩段柔性箱體內(nèi)放置有垂直位移測量系統(tǒng)，管道側(cè)端裝有加壓閥，外箱體底部與振動臺臺面接觸并固定。

根據(jù)權利要求1所述的埋地輸液管道砂土液化反應試驗觀測系統(tǒng)，其特征在于：所述多段柔性箱體位于多段剛性箱體內(nèi)部，固定于剛性箱體頂部，在管道穿越位置留有管道穿越通道，可防止砂土與液化水的泄漏，箱體內(nèi)分別裝有干土，半飽和砂土以及飽和砂土，模擬不同飽和度的砂土反應。

根據(jù)權利要求1所述的埋地輸液管道砂土液化反應試驗觀測系統(tǒng)，其特征在于：所述管道固定器設置于外箱體左側(cè)，固定在振動臺臺面上。

根據(jù)權利要求1所述的埋地輸液管道砂土液化反應試驗觀測系統(tǒng)，其特征在于：所述管道水平位移測量器設置于外箱體右側(cè)，用于觀測管道水平位移大小，并觀測水平位移變化過程。

根據(jù)權利要求1所述的埋地輸液管道砂土液化反應試驗觀測系統(tǒng)，其特征在于：所述垂直位移測量系統(tǒng)，分別放置于裝填有半飽和砂土和飽和砂土的柔性箱體中間的管道穿越通道上方，測量管道垂直位移大小與變化過程。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明中柔性箱體的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明中全部箱體的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是管道垂直位移測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是管道水平位移測量器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是管道固定器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1埋地輸液管道、2管道固定器、3螺絲孔、4外箱體、5配重蓋、6振動臺、7垂直位移測量系統(tǒng)、8隔層膠墊、9剛性箱體、10配重蓋預留孔、11標尺、12水平位移測量器、13加壓閥、14柔性箱體、15箱體預留孔、16虹吸管、17活塞、18管道穿越通道

具體實施方式

下面結(jié)合附圖詳述本發(fā)明：

本發(fā)明的實施例中，多段箱體包括多段剛性箱體9和多段柔性箱體14，多段箱體分成五段，多段剛性箱體9之間及其與外箱體4之間存有一定間隙，用于放置隔層膠墊8，外箱體4右端設有管道水平位移測量器12，多段柔性箱體14中分別填裝飽和砂土、半飽和砂土及干土，在兩段柔性箱體14內(nèi)放置有垂直位移測量系統(tǒng)7，管道一側(cè)裝有加壓閥13，用于流體泵壓，模擬管內(nèi)流體流動，外箱體4底部與振動臺6臺面接觸并固定。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，柔性箱體14位于剛性箱體9內(nèi)部，固定于剛性箱體9頂部，柔性箱體14在管道穿越位置留有管道穿越通道18，可防止砂土與液化水的泄漏，管道表面可選擇性貼有應變片，用于測量埋地輸液管道1的應變，柔性箱體上方設置有配重蓋5，外箱體4和剛性箱體9左右端各留有直徑大于埋地輸液管道1的箱體預留孔15，用于放置埋地輸液管道1。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，管道固定器2固定在振動臺6臺面上，管道固定器2可打開，通過螺絲孔3可固定埋地輸液管道1。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，箱體預留孔15的直徑大于埋地輸液管道1的直徑，水平位移測量器12的外徑大于箱體預留孔15的直徑，水平位移測量器12為橡膠柔性材料，標尺11連接在外箱體4上，當管道發(fā)生水平位移時，通過讀數(shù)測量水平方向的位移。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，垂直位移測量系統(tǒng)7放置于裝填有飽和砂土與半飽和砂土的柔性箱體14中，垂直位移測量系統(tǒng)7底端與柔性箱體14的管道穿越通道18接觸，當埋地輸液管道1發(fā)生垂直方向上位移時，推動活塞17使液體在虹吸管16中運動，通過讀取刻度讀數(shù)確定管道垂直方向上的位移，測量管道垂直位移大小與變化過程。

技術特征：

技術總結(jié)
本發(fā)明涉及一種液化場地中埋地輸液管道反應的試驗觀測系統(tǒng)，具體的說是一種模擬砂土液化作用下埋地輸液管道反應的試驗觀測系統(tǒng)。它包括：并排放置于外箱體內(nèi)的多段箱體，多段箱體包括多段剛性箱體和放置于多段剛性箱體內(nèi)的多段柔性箱體，該多段箱體分成五段，每段間存有一定空隙，空隙間放置有隔層膠墊，外箱體右端設有管道水平位移測量器，左端設有管道固定器，外箱體通過固定裝置固定在振動臺臺面上，其中兩段柔性箱體內(nèi)放置有垂直位移測量系統(tǒng)，管道側(cè)端裝有加壓閥，多段柔性箱體內(nèi)可裝填不同飽和度的砂土。本發(fā)明能夠模擬埋于不同飽和度砂土中的管道在砂土振動液化過程中的反應，可用來觀測管道在水平和垂直方向上的位移以及測量管道應變，為埋地輸液管道的砂土液化反應分析提供試驗數(shù)據(jù)。

技術研發(fā)人員：朱慶杰;趙晨;李茂輝;尹曉;李雪;何鵬;張靖;李嘉淸
受保護的技術使用者：常州大學
技術研發(fā)日：2017.03.31
技術公布日：2017.08.11