[发明专利]深水港工程准原型结构试验平台

说明书

技术领域

本发明涉及港口工程技术领域，特别涉及一种用于对深水港码头的准原型进行试验的试验平台。

背景技术

为满足国民经济高速发展的需要，我国沿海港口和内河航运建设正不断取得重大进展，为满足港口吞吐量高速增长的需求，港口工程建设都保持了较快速的增长趋势。而根据目前岸线开发的现状和船舶吃水的需求，在港口建设中，深水港占有相当大的比重，由此必将带来大量深水港工程结构的研究需求。

结构试验是开展各类工程结构研究的重要手段，目前港口工程结构试验多采用两种主要方式：室内模型试验和工程现场的原型试验(以下简称模型试验、原型试验)。其中原型试验的结果最为直接，可直接验证用于结构设计的理论方法和参数取值，对深入了解结构的受力变形机理、优化结构型式、修正计算方法具有重要作用。但原型试验受结构所处边界条件限制，试验过程具有不可重复性，不能人为控制有关参数，其结果是一次性的，只能获得特定边界条件下的试验结果，而且耗资巨大，具有一定的风险。因此在正式开展工程建设之前，模型试验是一种非常好的研究手段。模型试验主要是根据结构的实际状况，利用相似性原理，采用一定的模型对结构原型的受力特性进行近似模拟。但模型试验存在的最大问题主要是相似律很难满足，并由此带来一系列问题，因此主要用来进行结构受力变形特性的定性分析，试验数据不作为直接指导实际工程结构设计的依据。此外，由于尺寸效应的存在，国外的模型试验有逐渐大型化的趋势。

由于原型试验和模型试验所存在的局限性，准原型结构试验逐渐引起科研领域的关注。特别是对于大型基础设施建设的前期研究，准原型结构试验一方面可以避免模型试验中相似律的限制，减小尺寸效应的影响，同时还具有可重复性、可量化的优点。因此与模型试验和原型试验相比，准原型试验具有不可比拟的优势。虽然准原型试验具有上述优势，但目前仍没有一种通用性较好的试验平台可模拟深水港码头结构所受到的各种荷载，这样也就对准原型结构试验造成限制。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种可模拟深水港码头结构所受到的各种荷载的准原型结构试验平台。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种深水港工程准原型结构试验平台，其包括一个用来设置深水港准原型码头结构和堆载土的试验坑，所述试验坑内设有用于给堆载土施加面载荷的土压力加载系统、用于给深水港准原型码头结构施加水平周期往复荷载的水平周期往复加载系统、及用于给深水港准原型码头结构施加竖向力荷载的竖向力加载系统。

优选的，所述土压力加载系统包括数个液压油缸和一加载板，所述试验坑内设有一横向挡土隔墙，所述液压油缸的活塞杆穿过所述横向挡土隔墙与所述加载板连接。

优选的，与所述加载板相对应的试验坑坑底处设有加载板底部预埋件，与所述加载板相对应的试验坑侧壁处设有加载板侧向预埋件。

优选的，所述加载板侧向预埋件的后侧设有竖向支撑牛腿，所述横向挡土隔墙与一纵向支撑墙相交，所述竖向支撑牛腿的前端面与所述纵向支撑墙的前端面位于同一平面上。

优选的，所述加载板与所述横向挡土隔墙之间的试验坑坑底上设有一加载板后集水井。

优选的，所述横向挡土隔墙的后方设有加载区域集水井。

优选的，所述试验坑的坑底设有坑底集水井、坑底副集水井、坑底排水沟及坑底副排水沟，所述坑底排水沟与所述坑底集水井连通，所述坑底副排水沟与所述坑底副集水井连通。

优选的，所述试验坑的侧壁内埋有排水管道，所述排水管道与所述坑底集水井、坑底副集水井连通。

优选的，所述试验坑中与深水港准原型码头结构的闸门位置相对应的两个侧壁上分别设有闸门侧槽，坑底处设有闸门底部插槽，所述闸门侧槽、闸门底部插槽位于同一横断面上。

优选的，所述试验坑中还设有用于给深水港准原型码头结构施加侧向力荷载的侧向力加载系统。

上述技术方案具有如下有益效果：该深水港工程准原型结构试验平台在试验坑内分别设有土压力加载系统、水平周期往复加载系统、竖向力加载系统，通过上述几种加载系统可模拟深水港码头结构所受到的各种荷载，包括波浪力、撞船力、码头结构所受到的各种竖向荷载和土层对码头结构的荷载，能够反映各类荷载对码头结构产生的影响，解决了目前进行港口码头准原型试验缺乏试验设备的问题。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图对本专利进行详细说明。

附图说明