“胜利二号”的顶升油缸是平台的关键设备。设计中进行模型试验是十分必要的。本文用相似理论和量纲分析方法导出的相似准则,是指导试验正确进行的理论依据。实践证明在“胜利二号”这样的大型工程项目中,采用模型试验的相似准则不仅理论上是正确的、技术上是可行的,而且有明显的经济效益。

中国大多数波浪发电装置目前都处于初级海试阶段,装置在实际海况中的运行效果也普遍不佳。为提高波浪发电装置在小波浪海况下的适应能力及浮子取能效率,基于液压传动系统设计了一种摇臂式波浪发电装置,采用波浪齿条+群组油缸核心技术,能克服目前浮子仅连接一个液压缸导致取能不足的缺陷。为验证该装置的可行性,首先基于设计原理,通过AMESim仿真软件对装置的液压系统进行仿真分析;然后在水动力水池中对整个装置进行模型试验。仿真结果显示,装置的液压系统在小波高海况下可以正常工作;模型试验结果显示,即使在小波高下,该波浪发电装置也能连续、稳定地发电,并且在同类波浪发电装置中具有较高的浮子取能效率。仿真和模型试验结果都验证了该装置设计的可行性。本研究可为其他波浪发电装置的研究设计提供参考。

为研究深厚表土不稳定地层井壁破裂机理,设计的大型井壁受力模拟试验系统可实现土体与井壁界面剪切试验、高应力下含水层的疏排水沉降等试验。由于试验系统存在加载压力大,加载空间位置受限等影响,采用传统液压缸来模拟其力学边界条件,需要的数量较多,在模型有限的加载空间内难以布置,且同步问题使得液压控制系统复杂化。设计的新型组合式环形加载油缸解决了以上问题,并可实现如井壁、桩体等圆柱形地质构件的力学边界的模拟,运用有限元分析对油缸结构做了进一步优化。新型加载油缸的设计为岩土工程地质力学模型试验的加载方式提供了新的思路。

薄膜压力传感器因厚度薄、测试单元面积小和灵敏度高等优点在土木工程领域逐渐得到应用。为探究薄膜压力传感器在液压振动沉桩中监测桩侧法向应力的适用性,在砂土中开展液压振动沉桩大比尺模型试验。试验结果表明:液压振动沉桩的桩侧残余法向应力显著小于振动时的法向应力;在合适的保护措施下,薄膜压力传感器能有效监测沉桩过程中的桩侧法向应力。

应用因次分析法确定声屏障实验室模型试验相似准数,通过模型试验测量声屏障插入损失并与目前工程中常用公式预估结果比较表明,模型与实物之间的声学特性关系可以用相似法准则进行定量描述,其结论对于进行声屏障声学设计有重要参考价值.

盾尾密封系统的防水密封性能是影响盾构施工安全的重要因素,为分析其防水失效特性,设计了盾尾密封系统室内模型试验,并基于计算流体力学建立了对应的盾尾密封系统仿真模型。分析了在外部水压侵入过程中水油两相流体的体积分布、压力场和速度场变化,探究了盾尾结构参数、尾刷参数、油脂参数对密封性能的影响规律。结果表明:增加盾尾刷道数可有效提升防水能力;在防水失效过程中,在盾尾刷处出现流速的峰值点,流速的扩展分布与水侵入的体积分布具有一致性;盾尾刷渗透率、油脂粘度是影响初始漏水时间的敏感性因素;通过减小盾尾刷渗透率、增大油脂粘度,可有效延迟初始漏水时间,提升盾尾密封系统防水能力。

研究冲击载荷作用下加筋板架的动态响应对于深入理解相关摇摆台的耐撞性设计具有重要的指导意义。应用数值仿真的方法对4种典型加筋板架进行分析计算,得到不同加筋情形下板架的动态响应特征,并从变形趋势、应力、应变三个方面进行对比分析,进而选择出了较好的方案。

为研究深厚表土不稳定地层的井壁破裂机理,该文介绍了大型井壁界面剪切试验系统的设计及模拟方法。即通过新型组合式加载液压缸来模拟井壁受到的水平地压,用推力液压缸来模拟井壁受到的垂直附加力。该试验系统最大试验压力可达13 MPa,试验压力的精度控制通过液压系统中的电接点压力表、辅助泵及电磁换向阀的相互作用实现自动补偿,推力液压缸的速度精度通过调速电机的速度精度来控制。

为提高高海况下救助打捞成功率与起吊过程安全性，介绍一种基于高海况柔性网具救助打捞系统的方法，提出一种以变幅油缸为执行机构的主被动复合波浪补偿方案，采用模糊自适应PID算法控制器，控制变幅油缸伸缩位移，抑制船舶横摇对伸缩吊臂的影响。根据相似准则对打捞系统进行模型设计并建立波浪补偿系统缩比模型试验，通过液压摇摆台模拟船舶横摇角度，测试变幅油缸的响应时间、运动的平稳性及缩比模型的补偿精度，预测原型样机的波浪补偿效果。实验结果表明：模型试验系统运行稳定可靠，补偿效果良好，打捞吊机跟随模拟平台做-15°~+15°的正弦摇摆，吊臂的波浪补偿运动误差维持在±1°内。该方法原理和试验数据可为原型样机的设计提供参考。

为了研究基于竖轴水轮机的漂浮式潮流能发电装置的振动与波浪响应，设计试验模型和装置，进行水轮机转与不转的静水拖航试验和波浪试验，测量系泊链拉力和模型的纵摇响应。试验发现，系泊系统具有高频振动现象，y等于0．7m／s、0．9m／s，水轮机不转时，以及y等于0．9m／s，水轮机转动时，系泊系统具有明显的慢摇现象，水轮机转动还带来了系泊链的低频拉力响应。水轮机转动使系泊系统的纵摇周期增大，载体模型的共振波长增加。与水轮机不转时相比，水轮机转动使低波长一载体模型长度比下模型的纵摇运动响应减小，对高波长一载体模型长度比下模型的纵摇运动影响较小。试验研究可为基于竖轴水轮机的漂浮式潮流能发电装置的理论研究与工程应用提供参考和借鉴。