一种柔性消浪潜堤式防波堤实验装置的制作方法

本发明涉及水力学实验模型设计领域，特别是涉及一种柔性消浪潜堤式防波堤实验装置。

背景技术：

1、国内大多数防波堤为斜坡土石坝结构，传统的结构形式对石料个沙料的需求很大，且对施工的要求非常严苛。近年来，随着技术不断革新，许多地方提出了“新型防波堤”这一概念，用新式结构来替代传统的结构形式。这种防波堤一般借鉴了港口工程中的结构形式，可以有效地提升工程的质量和效率。“膜式防波堤”作为新型防波堤，其概念的提出也是借鉴了河道防护工程中的阻水坝、临时性围堰这一类的结构。此类结构一般由轻质高强的膜材料和刚性支撑材料组成，一般是在薄膜袋中注入空气、水或者填充沙料、泥浆、泡沫等，因此也常被称为充气/水/泥袋或气/水/泥囊。其优势在于结构简单，施工时间短、抗震性能好。膜式防波堤的结构形式主要可分为潜堤式和漂浮式两类。潜堤式防波堤作为牺牲式防波堤，可固定在防波堤结构物上，作为一种保护固定防波堤的结构形式。另外可以提供季节性海岸保护，如遭遇极端天气，可以选择性充水或充气膨胀形成防波堤。

2、由于柔性消浪潜堤式防波堤与波浪相互作用过程十分复杂，仅凭理论分析方法或计算机数值模拟难以对此物理过程进行准确的分析，因此进行物理模型实验对研究此类结构的有效性具有重要的意义。

3、在目前的玻璃水槽模型试验中，一般都会直接打钉子固定实验模型装置，以防止结构物即实验模型移动。但是实验需要不断改变模型内部的充水量，而且橡胶膜不能长时间泡在水中，所以需要经常移动实验装置，打钉子是不合适的。也有发明提出在实验模型前后加配重块，通过金属丝拉着结构物，使其不移动。但在实际实验中，由于横向波浪力远大于配重块的摩擦力，配重块易移动撞坏玻璃水槽边壁，而且也会导致实验模型横向移动。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种柔性消浪潜堤式防波堤实验装置，用于解决现有技术中对防波堤实验模型的固定的方式稳定性较差，且影响实验精度的问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种柔性消浪潜堤式防波堤实验装置，包括玻璃水槽，所述玻璃水槽的底部固定设有一固定板，所述固定板上设有第一u形开口槽，所述第一u形开口槽包括第一上壁板和第一下壁板，所述第一上壁板上设有嵌设孔；柔性防波堤模型，包括支撑框架，所述支撑框架上设有柔性密封膜，所述柔性密封膜与所述支撑框架形成一密闭容腔，所述密闭容腔中充满水；所述支撑框架的底部设有卡板，所述卡板上设有弹性卡扣，所述卡板卡设在所述第一u形开口槽中，且所述弹性卡扣嵌设在所述第一上壁板的所述嵌设孔内；波高测量仪，所述波高测量仪设置在所述玻璃水槽内，所述波高测量仪用于测量波浪的高度。

3、优选的，所述支撑框架包括底板和两个半圆形侧板，其中，所述底板上设有第二u形开口槽，所述第二u形开口槽包括第二上壁板和第二下壁板，两个所述半圆形侧板分别固定设置于所述第二上壁板的前后两端，所述第二下壁板形成所述卡板，所述弹性卡扣设置在所述第二下壁板上。

4、优选的，所述半圆形侧板粘合固定在所述第二上壁板上。

5、优选的，所述柔性密封膜粘合在所述支撑框架上，或所述柔性密封膜通过钉子固定在所述支撑框架上。

6、优选的，所述柔性密封膜的材质为橡胶，所述支撑框架的材质为有机玻璃。

7、优选的，所述柔性密封膜上设有进水管。

8、优选的，所述进水管上设有橡胶阀。

9、优选的，所述波高测量仪设有两个，两个所述波高测量仪分别设置于所述柔性防波堤模型的左右两侧，且每个所述波高测量仪距离所述柔性防波堤模型的距离为1.2m～3m。

10、优选的，所述弹性卡扣设有两个，两个所述弹性卡扣分别设置于所述卡板的前后两端；所述嵌设孔设有两个，两个所述嵌设孔分别设置于所述第一上壁板的前后两端。

11、优选的，所述弹性卡扣包括弹簧和卡扣本体，所述弹簧的一端固定在所述卡板上，所述弹簧的另一端与所述卡扣本体相连接，所述卡扣本体呈半圆球形。

12、如上所述，本发明的一种柔性消浪潜堤式防波堤实验装置，具有以下有益效果：使用时，通过将柔性防波堤模型的支撑框架底部的卡板滑动插入到固定板上的第一u形开口槽中，从而实现对柔性防波堤模型的固定，且通过卡板上的弹性卡扣嵌设在第一u形开口槽的第一上壁板上的嵌设中，能够进一步的提高对柔性防波堤模型固定的稳定性。当需要拆卸时，按动弹性卡扣将卡板从第一u形开口槽中滑动抽出即可。与现有技术中通过在实验模型上设置配重物的方式相比，本发明的对柔性防波堤模型的固定方式稳定性高，且拆卸安装方便，结构简单；同时，由于弹性卡扣的高度远远小于柔性防波堤模型的高度，且在柔性防波堤模型的背面，相较于现有技术中用配重块拉住的固定方式，本发明的固定方式还可以避免对柔性防波堤模型前后流场的影响可，进而还能够提高实验的精度。

技术特征：

1.一种柔性消浪潜堤式防波堤实验装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种柔性消浪潜堤式防波堤实验装置，其特征在于，所述支撑框架包括底板和两个半圆形侧板，其中，所述底板上设有第二u形开口槽，所述第二u形开口槽包括第二上壁板和第二下壁板，两个所述半圆形侧板分别固定设置于所述第二上壁板的前后两端，所述第二下壁板形成所述卡板，所述弹性卡扣设置在所述第二下壁板上。

3.根据权利要求2所述的一种柔性消浪潜堤式防波堤实验装置，其特征在于，所述半圆形侧板粘合固定在所述第二上壁板上。

4.根据权利要求1所述的一种柔性消浪潜堤式防波堤实验装置，其特征在于，所述柔性密封膜粘合在所述支撑框架上，或所述柔性密封膜通过钉子固定在所述支撑框架上。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种柔性消浪潜堤式防波堤实验装置，其特征在于，所述柔性密封膜的材质为橡胶，所述支撑框架的材质为有机玻璃。

6.根据权利要求1所述的一种柔性消浪潜堤式防波堤实验装置，其特征在于，所述柔性密封膜上设有进水管。

7.根据权利要求6所述的一种柔性消浪潜堤式防波堤实验装置，其特征在于，所述进水管上设有橡胶阀。

8.根据权利要求1所述的一种柔性消浪潜堤式防波堤实验装置，其特征在于，所述波高测量仪设有两个，两个所述波高测量仪分别设置于所述柔性防波堤模型的左右两侧，且每个所述波高测量仪距离所述柔性防波堤模型的距离为1.2m～3m。

9.根据权利要求1所述的一种柔性消浪潜堤式防波堤实验装置，其特征在于，所述弹性卡扣设有两个，两个所述弹性卡扣分别设置于所述卡板的前后两端；所述嵌设孔设有两个，两个所述嵌设孔分别设置于所述第一上壁板的前后两端。

10.根据权利要求1所述的一种柔性消浪潜堤式防波堤实验装置，其特征在于，所述弹性卡扣包括弹簧和卡扣本体，所述弹簧的一端固定在所述卡板上，所述弹簧的另一端与所述卡扣本体相连接，所述卡扣本体呈半圆球形。

技术总结
本发明提供一种柔性消浪潜堤式防波堤实验装置，包括玻璃水槽，玻璃水槽的底部固定设有一固定板，固定板上设有第一U形开口槽，第一U形开口槽包括第一上壁板和第一下壁板，第一上壁板上设有嵌设孔；柔性防波堤模型，包括支撑框架，支撑框架上设有柔性密封膜，柔性密封膜与支撑框架形成一密闭容腔，密闭容腔中充满水；支撑框架的底部设有卡板，卡板上设有弹性卡扣，卡板卡设在第一U形开口槽中，且所述弹性卡扣嵌设在所述第一上壁板的所述嵌设孔内；波高测量仪，所述波高测量仪设置在所述玻璃水槽内，所述波高测量仪用于测量波浪的高度。解决了现有技术中对防波堤实验模型的固定的方式稳定性较差，且影响实验精度的问题。

技术研发人员：宗逸洋,铁瑞安,郑江珊,黄小祥,戴澍,郑妍
受保护的技术使用者：上海勘测设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/30