Устройство для испытания гидротехнического сооружения на волновое воздействие
1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ГИДРОТЕХНИЧЕСКОГО СООРУЖЕНИЯ НА ВОЛНОВОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ, включающее емкость с жидкостью, фрагмент сооружения, расположенный в ней, и пульсатор волн, соединенный патрубком с одной стороной емкости, о тличающееся тем, что, с целью повьшения точности результатов испытания путем приближения волнового воздействия на фрагмент сооружения к натурному, уменьшения энергетических затрат и габаритов, . оно снабжено вертикальным концевым патрубком, подсоединенным к evf кости со стороны, противоположной патрубку пульсатора, а емкость выполнена герметичной, 2.Устройство по п.I, отличающееся тем, что, с целью испытания откосного сооружения, емкость установлена под углом к горизонту, 3.Устройство п&п, 1, отличающееся тем, что, с целью испытания грунтового основания подводного сооружения,-оно снабжено (Л двумя ресиверами, установленными на патрубках емкости и соединенными меж- : ду собой в верхних частях воздушным трубопроводом, компрессором, соединенным с воздушным трубопроводом, и пригрузочно-нажимным устройством, расположенным на верхней грани емto кости, причем верхняя грань емкости выполнена из зластичного материала. со QD
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
«A ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ г (21) 3762676/29-15 (22) 04.07.84 (46) 30.12.85. Вил. II< 48 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт транспортного строительства (72) И. А. Ярославцев, Г.А. Малютин, .В.Ф. Дмитриев, А.И. Кузнецов и Е.И. Масс (53) 627.52.001(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР !!< 220600, кл. Е 02 В !/02, 1962. Авторское свидетельство СССР II< 914248, кл. G 01 М 10/00, 1982. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ГИДРОТЕХНИЧЕСКОГО СООРУЖЕНИЯ НА ВОЛНОВОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ, включающее емкость с жидкостью, фрагмент сооружения, расположенный в ней, и пульсатор волн, соединенный патрубком с одной стороной емкости, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с це" лью повышения точности результатов испытания путем приближения волнового воздействия на фрагмент со(s1)4 Е 02 В 1/02 G 01 М 1О/00 оружения к натурному, уменьшения энергетических затрат и габаритов, . оно снабжено вертикальным концевым патрубком, подсоединенным к емкости со стороны, противоположной патрубку пульсатора, а емкость выполнена герметичной. 2. Устройство по п. I, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью испытания откосного сооружения, емкость установлена под углом к горизонту. 3. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью испытания грунтового основания подводного сооружения, оно снабжено двумя ресиверами, установленными на патрубках емкости и соединенными меж»:ду собой в верхних частях воздушным трубопроводом, компрессором, соединенным с воздушным трубопроводом, и пригрузочно-нажимным устройством, расположенным на верхней грани емкости, причем верхняя грань емкости выполнена из эластичного материала. 1 Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для испытания гидротехнических сооружений на волновое воздействие. Цель изобретения — повышение точности результатов испытания путем приближения волнового воздействия на фрагмент-сооружения к натурному, испытанию бткосного сооружения и . грунтового основания подводного сооружения. На фиг. 1 изображено устройство при испытайии откооного сооружения, продольный разрез; на риг. — разрез А-А на фиг. 1; на фиг, 3 — устройство при испытании грунтового основания подводного сооружения, продольный разрез; на фиг. 4 — выполнение устройства при испытании вертикального сооружения с обратной засыпкой, имеющей грунтовые воды, поперечный разрез; на фиг. 5 — разрез Б-Б на фиг. 4. Устройство для испытания гидротехнического сооружения на волновое воздействие содержит герметичную емкость 1 с жидкостью и расположенный в ней фрагмент 2 сооружения. Фрагментом 2 может быть участок верх" них слоев откосов сооружения с пологим откосом! фиг. l и 2 ), грунтовое основание подводного сооружения 3, давление от которого на грунт основания передается через верхнюю грань ем ости 1, изготовленную из эластичного материала, завеса из рулонного материала на участке шва между двумя шпунтами 4 и 5 в условиях давления на нее грунтовой засыпки 6. К емкости 1 подсоединен вертикальный концевой патрубок 7. При испытании основания подводного сооружения 3 патрубок 7 снабжен ресивером 8, аналогичным ресивером 9 снабжен патрубок 10, расположенный на входе в емкость 1 со стороны, противополож ной патрубку 7 (фиг.. 3, 4). Ресиверы,8 и 9 соединены между собой в верх них частях воздушным трубопроводом 11 и с компрессором 12. Движение жидкости в установке, возбуждающее волновые скорости и волновое давление, генерируется пульсатором 13, рабочий орган которого на фиг. 1 и 4 представлен реверсивным гребным винтом 14, а иа фиг. 3плунжером 15, приводимым в движение гидроцилиндром 16, 20!397 Устройства, воспроизводящие ие связанные с волной вертикальные эксплуатационные нагрузки, передаваемые на фрагмент вертикального сооружения через грунтовую засыпку 6, предствалены на фиг. 3 и 4 пригрузочно-нажимйыми устройствами 17, а приспособление, создаю щее заданное давление на фрагмент грунтовых вод — бачком 18, к которому подводится и отводится вода и который перемещается по штанге 19. Устройство работает следующим образом. Пульсатор 13 при своей работе генерирует знакопеременные движения жидкости с заданным и равным натуре периодом волны. Количество выталкиваемой пульсатором 13 за полупериод жидкости регулируют углом поворота лопастей гребного реверсивного винта 14 (на фиг. 1 и 4) или величиной хода плунжера 15, осуществляемого гидроцилиндром 16 (на фиг. 3). Необходимую при испытании фрагмента 2 откосного сооружения (фиг.l и 2) величину волновой скорости при установленном объеме выталкиваемой пульсатором 13 жидкости задают размером площади проходного сечения емкости 1. Располагая емкость 1 и нахо" дящийся в ней фрагмент 2 откосного сооружения под любым углом к гориЗонту, в том числе и с крутизной, равной фактической крутизне откосного сооружения, получают равное с натурой дополнительно воздействующее на испытываемый фрагмент 2 сдвигающее усилие, обусловленное составляющей (вдоль откоса) силой тяжести. Все это приближает условия испытания к реальным, Получение многократно повторяющихся знакопеременных высоких значений волновых скоростей на небольшом участке, занятом фрагментом 2 сооружения, возможно лишь при наличии дополнительной емкости в виде концевого патрубка 7, куда после прохождения фрагмента 2 сооружения собирается и там теряет свою кинетическую энергию поток жидкости, объем которого выталкивается пульсатором 13 в те-.. чение полупериода волны, когда этот поток вскатывается на откос, а затем в последующий полупериод питает ot катывающийся с откоса поток. Таким образом, концевой патрубок 7 способствует получению натурной величины 1201397 4 волновых скоростей, что приближает условия испытания к реальным, и позволяет вместо большой протяженности откоса, равной длине вскатывания волны, ограничиться малым его участком, что обеспечивает значительное сокращение производственной площади, тем более, что устройство исключает необходимость постройки специальных бас. сейнов или лотков, длина которых для получения в них правильных волн определяется десятками метров. При испытании фрагмента грунтового основания подводного сооружения 3 на волновое давление, необходимое, например, для определения дополнительной нагрузки на фундамент сооружения 3, возбуждаемой проходом волн (фнг. 3), выполняют следующую последовательность операций испытания: ем. кость l и находящиися в ней фрагмент 2 грунтового основания подводного сооружения 3, а также ресиверы 8 и 9, расположенные на патрубках 7 и 10, заполняют до произвольного уровня жидкостью, при этом воздушное пространство обоих ресивеов 8 и 9 соединяют путем открытия .вентилей на трубопроводе 11. Далее компрессором 12 в ресиверах 8 и 9 создают давление, обеспечивающее ве" личину гидростатического давления на уровне основания сооружения 3 в натурных условиях, но перед этим с использованием пригрузочно-нажимных устройств 17 создают давление на фрагмент 2 грунтового основания, рав. ное тактовому в натуре, Зто давление от сооружения 3 передается на фрагмент 2 грунтового основания через эластичную верхнюю грань 4 емкости 1. После этого ресиверы 8 и 9 разъединяют, в работу пускают пульсатор 13 с периодом, равным натурной волне. Объем жидкости при этом выбирают таким, чтобы он в зависимости от воздушного объема ресивера 9, размещенного на латрубке 10, определял заданный размах волнового давления. В результате проведения изложенных выше операций фрагмент 2 грунто.; вого основания подводного сооружения 3 при испытании оказывается под волновой знакопеременной нагрузкой, гидростатическим давлением и давле45 S0 Таким образом, одновременное воздействие на фрагмент 2 вертикального сооружения волнового воздействия в натуральную величину и натурных нагрузок, не связанных с волной, а именно передаваемых через грунтовую засыпку б вертикальных эксплуатационных нагрузок и давления грунтовых вод полностью приближает испьгтания к реальным условия работы вертикального сооружения. 40 нием от сооружения 3, причем все они в натуральную величину, что и ra1 рантирует приближение условий испыта" ния к реальным. Для воспроизведения при испытании вертикального сооружения (фиг. 4 и 5) передаваемых через грунтовую засыпку 6 вертикальной эксплуатационной нагрузки и давления грунтовых вод грунт засыпки 6 перед пуском пульсатора 13 нагружают пригрузочно-нажимным устройством 17 на величину, равную натурному значению эксплуатационной нагрузки. Скользящий по штанге бачок 18 с постоянным уровнем жидкости за счет непрерывного перелива ее через внутреннюю стенку бачка 18 закрепляют на высоте, обеспечивающей заданную отметку, а следовательно, и заданное давление на испытываемый фрагмент 2 грунтовых вод. После этого пускается пульсатор 13, в результате чего вдоль исследуемого фрагмента 2 вер." тикального сооружения происходит возвратно-поступательное движение масс жидкости, характерное для взаимодействия волны и вертикального сооружения. Если фрагмент 2.испытываемого вертикального сооружения расположен в районе свободной поверхности жидкости, где взаимодействие вертикального сооружения с волной реализуется колебанием этой свободной поверхности, то концевой патрубок 7 в этом случае изготавливают в виде прямого продолжения вертикально расположенной емкости 1 и с тем же самым проходным сечением. Это сечение при выбранном объеме жидкости, подаваемой за полупериод пульсатором 13, назначают таким, чтобы размах колебания уровня был равен натурному. 1201397 г ч Ф 1 Составитель А. Сергеев Редактор В. Ковтун ТехредТ.Дубинчак Корректор А. Тяско Заказ 79б8/27 Тираж 648 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
