[发明专利]一种海底滑坡灾害致使工程管线振动的试验模拟系统及方法

权利要求书

1.一种海底滑坡灾害致使工程管线振动的试验模拟系统，其特征在于：包括

模拟海底管线装置，模拟海底管线装置包括一根模拟管线，和与模拟管线连接的管线支架，所述模拟管线横向设在模拟水环境中用以使用模拟滑坡体进行冲击；

水环境模拟装置，包括箱体、设在箱体内的模拟海床面和向箱体内注水的注水口；

滑坡体运动模拟装置，包括与模拟海床面连接的滑槽、用以向滑槽内注入海底滑坡土样的集料器，所述集料器可调整高度；

所述管线支架的内壁沿长度方向设有安置模拟管线的凹槽，所述模拟海床面上设有竖向刻度尺，其中，所述模拟管线可在凹槽中发生竖向振动位移和扭转，所述模拟管线可固定有管线外壳，管线外壳上设有用于观测管线扭转角度的标记。

2.根据权利要求1所述的一种海底滑坡灾害致使工程管线振动的试验模拟系统，其特征在于：还包括数据监测装置，数据监测装置包括正对模拟管线的摄像机和安装在模拟管线内侧安置槽中的孔压传感器。

3.根据权利要求1所述的一种海底滑坡灾害致使工程管线振动的试验模拟系统，其特征在于：所述模拟管线包括设在模拟管线内的填充物和/或内管。

4.根据权利要求1到3任意一项所述的一种海底滑坡灾害致使工程管线振动的试验模拟系统，其特征在于：还包括轨道以及固定轨道和管线支架的可拆卸固定装置，所述管线支架侧壁设有与轨道配合的卡槽，所述轨道卡入卡槽中，所述管线支架可沿轨道移动。

5.根据权利要求1到3任意一项所述的一种海底滑坡灾害致使工程管线振动的试验模拟系统，其特征在于：还包括固定在水环境模拟装置上方的支撑装置、与支撑装置活动连接的转盘以及固定转盘和支撑装置的可拆卸固定装置，所述转盘与管线支架固定。

6.根据权利要求1所述的一种海底滑坡灾害致使工程管线振动的试验模拟系统，其特征在于：所述滑坡体运动模拟装置还包括水土回收槽，水土回收槽设在模拟管线外侧。

7.一种权利要求4所述的海底滑坡灾害致使工程管线振动的试验模拟系统的试验方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)制备模拟海底滑坡土样，置于集料器中，调节集料器高度；用滑坡土样铺设模拟海床面，移动管线支架至预定位置，用可拆卸固定装置将管线支架与轨道固定，将管线外壳套在模拟管线上并置入管线支架中，打开注水口向箱体注水至预定位置，摄像机开机进入工作状态；

（2）释放集料器中的模拟海底滑坡土样，形成的滑坡体进入滑槽，沿着滑槽向下滑动，然后进入模拟海床面，模拟海底滑坡灾害发生过程；

（3）滑坡体冲击其运动路径上的模拟管线，引起模拟管线振动；孔压传感器量测采集管线遭受的冲击荷载数据，竖向刻度尺量测管线的竖向振动位移，摄像机拍摄记录滑坡体冲击管线过程；

（4）冲击过程完成后，模拟滑坡体水土进入水土回收槽中，通过观测管线外壳的标记，记录扭转数据；关闭滑坡体运动模拟装置和数据监测装置，收集水土回收槽中的水土混合物；结束试验，进行后续数据处理及相关研究。