一种非连续介质内空间位移矩阵测量装置及方法

专利2026-07-19  12


本发明属于流动特性测量,尤其涉及一种非连续介质内空间位移矩阵测量装置及方法。


背景技术:

1、土体液化特性是土动力学的研究热点,随着地震、爆炸等动荷载的不断作用,土体中的压力不断升高,导致原有的“土质骨架”失去作用力,进而导致土体产生流体运动特性,而从流体力学的角度对土体流动进行分析,不仅能够有限探究液化土体的力学响应机理,同时也有助于针对岩土爆破、地震等进行工程研究。因此亟待一种非连续介质内空间位移测量装置,满足上述针对土体流动运动特性进行测量的需求。


技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种非连续介质内空间位移矩阵测量装置及方法,以解决上述问题,能够有效对非连续介质空间位移进行测量,并实现提高测量试验的效果。

2、为实现上述目的,本发明提供了如下方案:一种非连续介质内空间位移矩阵测量装置,包括,

3、模型箱,内部限定有用于容纳工质的空腔,所述模型箱的一侧开设有开口,当工质位移发生时,该工质由空腔内沿开口方向运动;

4、传递块,布置在所述空腔内,且相对于所述模型箱分别具有一固定端和一活动端,当工质沿开口方向运动时,该活动端能够相对于所述固定端转动;

5、第一测量仪,用于获取所述传递块转动发生时产生的角度信号;

6、第二测量仪,用于获取所述传递块转动发生时产生的加速度信号;

7、其中,所述传递块设置有若干个,若干所述传递块呈阵列均布于所述空腔的切面端上。

8、优选的,还包括:

9、信号存储仪,布置在所述传递块上,用于储存所述角度信号和所述加速度信号。

10、优选的,所述传递块的直径沿底端至顶端方向逐渐缩小,当工质沿开口方向运动时,所述传递块的底端绕其顶端转动。

11、优选的,还包括:

12、限位绳,与所述传递块数量相同且一一对应,所述限位绳架设在所述空腔内相对于所述模型箱固定;

13、其中,所述传递块的顶端可转动的固定在所述限位绳上,所述传递块的底端具有沿竖直方向向下的运动趋势。

14、优选的,所述传递块为锥形结构,所述传递块的尖端沿竖直方向延伸且开设有通孔,所述限位绳穿设在所述通孔内,当所述传递块转动时,所述传递块能够沿垂直于所述限位绳轴线的方向上转动。

15、优选的,所述模型腔内壁面远离所述开口的相对侧分别开设有定位孔,且该两所述定位孔位于同一轴线上,所述限位绳的两端分别贯穿两所述定位孔与所述模型箱固定。

16、优选的,所述传递块内开设有容纳腔,所述容纳腔用于容纳所述第一测量仪、第二测量仪和信号存储仪。

17、优选的,还包括:

18、隔板,固接在所述容纳腔的中间,用于将所述容纳腔分隔出第一腔体和第二腔体,所述第一测量仪、第二测量仪和信号存储仪均位于所述第一腔体内且与所述隔板固接,所述第二腔体的底端内壁固接有配重块。

19、一种非连续介质内空间位移矩阵测量方法,根据上述任一项所述的非连续介质内空间位移矩阵测量装置,包括以下步骤:

20、将开口封堵并向空腔内填充工质至充满空腔;

21、将开口开启,使得工质由空腔至开口方向流动;

22、在工质流动过程中,利用工质与传递块接触,带动传递块绕限位绳产生转动角度;

23、通过第一测量仪获取传递块转动发生时产生的角度信号;

24、通过第二测量仪获取传递块转动发生时产生的加速度信号;

25、利用信号存储仪储存在工质流动过程中的获取的角度信号和加速度信号;

26、当工质停止流动后,采集信号存储仪储存的信息并进行流体运动特性的研究。

27、优选的,在采集信号存储仪储存的信息时,筛除在向空腔内填充工质时获取的角度信号和加速度信号。

28、与现有技术相比,本发明具有如下优点和技术效果:

29、本发明通过模型箱内设置有空腔,从而利用空腔容纳工质,并在模型箱的一侧开设开口,利用工质流动性沿开口方向运动从而模拟土体流动,并且在工质流动过程中,设置在空腔内的传递块能够形成活动端相对于固定端转动的运动状态,使得传递块反馈工质的流动特性;并且通过第一测量仪对传递块转动时产生的角度变化进行测量,获取角度信号,并通过第二测量仪对传递块转动时产生的加速度变化进行测量,获取加速度信号,从而实现了对空腔内工质流动位移数据的响应,满足对非连续介质内空间位移的试验测量,另外,由于在空腔内将传递块设置有若干个,若干传递块呈阵列均布在空腔的切面端上,结合第一测量仪和第二测量仪对每一传递块进行角度信号和加速度信号数据的获取,使得整体测量装置的测量结果准确度提高,实现了对测量试验效果的提升。



技术特征:

1.一种非连续介质内空间位移矩阵测量装置,其特征在于,包括,

2.根据权利要求1所述的非连续介质内空间位移矩阵测量装置,其特征在于,还包括:

3.根据权利要求1所述的非连续介质内空间位移矩阵测量装置,其特征在于:所述传递块(2)的直径沿底端至顶端方向逐渐缩小,当工质沿开口方向运动时,所述传递块(2)的底端绕其顶端转动。

4.根据权利要求1所述的非连续介质内空间位移矩阵测量装置,其特征在于,还包括:

5.根据权利要求4所述的非连续介质内空间位移矩阵测量装置,其特征在于:所述传递块(2)为锥形结构,所述传递块(2)的尖端沿竖直方向延伸且开设有通孔,所述限位绳(6)穿设在所述通孔内,当所述传递块(2)转动时,所述传递块(2)能够沿垂直于所述限位绳(6)轴线的方向上转动。

6.根据权利要求4所述的非连续介质内空间位移矩阵测量装置,其特征在于:所述模型腔内壁面远离所述开口的相对侧分别开设有定位孔(7),且该两所述定位孔(7)位于同一轴线上,所述限位绳(6)的两端分别贯穿两所述定位孔(7)与所述模型箱(1)固定。

7.根据权利要求2所述的非连续介质内空间位移矩阵测量装置,其特征在于:所述传递块(2)内开设有容纳腔,所述容纳腔用于容纳所述第一测量仪(3)、第二测量仪(4)和信号存储仪(5)。

8.根据权利要求7所述的非连续介质内空间位移矩阵测量装置,其特征在于,还包括:

9.一种非连续介质内空间位移矩阵测量方法,根据权利要求1-5任一项所述的非连续介质内空间位移矩阵测量装置,其特征在于,包括以下步骤:

10.根据权利要求9所述的非连续介质内空间位移矩阵测量方法,其特征在于:在采集信号存储仪(5)储存的信息时,筛除在向空腔内填充工质时获取的角度信号和加速度信号。


技术总结
本发明属于流动特性测量技术领域,提供一种非连续介质内空间位移矩阵测量装置及方法,包括,模型箱,内部限定有用于容纳工质的空腔,所述模型箱的一侧开设有开口,当工质位移发生时,该工质由空腔内沿开口方向运动;传递块,布置在所述空腔内,且相对于所述模型箱分别具有一固定端和一活动端,当工质沿开口方向运动时,该活动端能够相对于所述固定端转动;第一测量仪,用于获取所述传递块转动发生时产生的角度信号;第二测量仪,用于获取所述传递块转动发生时产生的加速度信号;其中,所述传递块设置有若干个,若干所述传递块呈阵列均布于所述空腔的切面端上。本发明能够有效对非连续介质空间位移进行测量,并实现提高测量试验的效果。

技术研发人员:汤永净
受保护的技术使用者:同济大学
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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