[发明专利]一种深水立管触地段管土相互作用的模拟系统

权利要求书

1.一种深水立管触地段管土相互作用的模拟系统，其特征在于，包括：

海床土体箱，为长方形且上部开口的箱形结构，在内部填充有试验土体和放置在试验土体上的试验管件；

测试装置，分别安装在海床土体箱的长轴两端外部，包括输出弯矩和轴力的加载装置，其动力输出端通过法兰与试验管件的端部连接，用于控制加载装置在试验管件所在平面内竖向升降与转动的位移控制杆，以及向试验管件内部施加内压的内压加载装置；

所述加载装置包括壳体，在壳体远离所述试验管件一侧外部上下间隔地安装有两台轴向拉压油缸，且其活塞杆均伸入壳体内，两根活塞杆分别通过连接件与一块施力板的同一侧铰接连接，施力板的相对一侧固定连接有伸出壳体外的传动轴，传动轴的另一端与所述法兰固定连接；

检测装置，包括用于获取试验管件在试验过程中的各种变化参数的传感器；

控制采集系统，用于控制试验过程并收集检测装置的采集信号。

2.根据权利要求1所述的模拟系统，其特征在于，

所述检测装置包括测量所述试验管件两端部和管身竖向与水平方向循环位移的激光位移计，测量所述法兰连接点处试验管件端部角度的倾角仪，测量所述加载装置输出的循环轴向载荷大小的力传感器，测量所述试验管件外表面应变的应变传感器。

3.根据权利要求1所述的模拟系统，其特征在于，

所述试验土体采用砂性土或粘性土,采用砂性土时，先测定土体容重、含水率、密实度及天然坡角指标，然后向所述海床土体箱内按层填埋砂性土，每填一层后击实至预定密度，直至达到预定标高；

采用粘性土时，先测定土体容重、含水率、塑限、液限及抗剪强度指标，然后按层向海床土体箱内填土，每层夯实均匀至预定密度和含水率，直至达到预定标高，铺设完成后，固结24小时使其形成均匀整体；或将粘土与水混合形成泥浆后倒入所述海床土体箱内进行长周期排水固结。

4.根据权利要求1所述的模拟系统，其特征在于，

在所述海床土体箱的底部设置有支撑所述海床土体箱的支架，支架由间隔分布的工字钢或方钢管制成。

5.根据权利要求1所述的模拟系统，其特征在于，

所述控制采集系统安装在其中一侧所述加载装置远离所述试验管件的一端。

6.根据权利要求1所述的模拟系统，其特征在于，

所述位移控制杆为液压杆，且在每一侧分别并排设置有两根，所述位移控制杆的底端固定在与所述海床土体箱两端分别固定连接的支撑基座上，顶端通过万向节与所述加载装置连接。

7.根据权利要求2所述的模拟系统，其特征在于，

在所述海床土体箱的上部开口处安装有位于所述试验管件上方的轴向横梁，测量所述试验管件管身竖向与水平方向循环位移的所述激光位移计安装在横梁上，且所述激光位移计沿所述试验管件的长度方向间隔设置有多个。

8.根据权利要求1所述的模拟系统，其特征在于，

所述内压加载装置包括压力源，和一端连接压力源另一端从所述传动轴内部伸入所述法兰内部的导压管，压力源提供气压或水压。

9.根据权利要求1所述的模拟系统，其特征在于，

在所述轴向拉压油缸的外部固定有与所述壳体密封连接的保护罩，和管线保护盒。