【JT交通运输标准】 港口工程离心模型试验技术规程

中华人民共和国行业标准 JTS/T 231-7-2013 港口工程离心模型试验技术规程 Code for Centrifugal Model Test for Port Engineering 发布日期：2013年11月25日 实施日期：2014年1月1日 中华人民共和国交通运输部发布 编写单位：南京水利科学研究院 批准部门：中华人民共和国交通运输部 发行单位：中国交通出版社 2013·北京 交通运输部关于发布《港口工程离心模型试验技术规程》（JTS/T 231-7-2013）的公告（2013年第75号） 现发布《港口工程离心模型试验技术规程》（以下简称《规程》）。本《规程》为推荐性行业标准，编号为 JTS/T 231-7-2013，自2014年1月1日起施行。本《规程》由交通运输部组织南京水利科学研究院等单位编制完成，由交通运输部水运局负责管理和解释，中国交通出版社出版发行。特此公告。 中华人民共和国交通运输部 2013年11月25日 制定说明 本规程是在总结了近年来我国港口工程应用离心模型试验技术的成功经验基础上，借鉴国外离心模型试验研究的相关技术标准，经深入调查研究、广泛征求意见并结合我国港口工程建设发展需要制定的。主要包括试验仪器设备、模型设计、模型制作与试验、试验结果分析等技术内容。 本规程的主编单位为南京水利科学研究院，参编单位为中国交通建设集团第四航务工程勘察设计院有限公司、中国水利水电科学研究院和华南理工大学。我国自1983年进行深圳湾码头塌陷原因离心模型试验以来，离心模型试验技术已在港口工程的勘察、设计、施工与修复等工作中发挥了积极的技术支持和推动作用。离心模型试验是一种跨多个专业领域的试验新技术，是经济有效的试验方法，在港口工程中具有广泛的应用前景。 为推动我国港口工程模拟试验技术发展，统一港口工程离心模型试验的技术要求，提高试验的精度和可靠性，交通运输部水运局组织南京水利科学研究院等单位制定了《港口工程离心模型试验技术规程》。本规程共分为7章和2个附录，并附条文说明。 本规程编号人员分工如下： 1. 总校：蔡正银、刘守华 2. 术语和符号：蔡正银、刘守祥、侯琦京 3. 基本规定：蔡正银、徐光明、张建红、刘永绣、梅行文 4. 试验仪器设备：刘守华、徐明瑜、任国峰、行文 5. 模型设计：徐光明、任国峰、顾行文、王文 6. 模型制作与试验：季景林、任国峰、徐明、周荣声 7. 试验结果与分析：蔡正银、土伟、侯琦京、周荣官 附录A：张建红、徐光明、文华、徐银风、徐惠、李景林 附录B：刘守华、徐银凤 本规程于2013年1月29日通过部审，于2013年11月25日发布，自2014年1月1日起实施。 本规程由交通运输部水运局负责管理和解释，请各有关单位在使用过程中，将发现的问题或修改意见及时函告水运局（地址：北京市建国门内街1号，交通运输部水运局技术管理处，邮政编码：100736）和本规程管理组（地址：江苏省南京市虎踞关34号南京水利科学研究院，邮政编码：210024），以修订时参考。 目录 1 总则 2 术语和符号 2.1 术语 2.2 符号 3 基本规定 3.1 一般规定 3.2 相似准则及适用条件 3.3 试验研究纲要 4 试验仪器设备 4.1 主机与控制方式 4.2 测量系统 4.3 辅助试验设备 5 模型设计 5.1 一般规定 5.2 模型比尺 5.3 模型材料 5.4 荷载模拟 6 模型制作与试验 6.1 一般规定 6.2 模型制作 6.3 加载及过程模拟 6.4 量尺 6.5 安全运行与检查 7 试验成果与分析 附录A 离心模型试验数据记录表 附录B 本规程用词用语说明 附条文说明 1 总则 1.0.1 为指导港口工程离心模型试验，制定本规程。 1.0.2 本规程适用于港口工程离心模型试验。通航建筑物和非通航建筑物的离心模型试验可参照本规程执行。 1.0.3 港口工程的离心模型试验应符合相似律的要求，正确模拟原型构筑物的应力应变状态和工作性能。 1.0.4 港口工程离心模型试验除应遵守本规程外，还应符合国家现行有关标准的规定。 2 术语和符号 2.1 术语 2.1.1 模型率 (Scale Factor)：原型几何尺寸与模型几何尺寸的比值，以 $N$ 表示。 2.1.2 模型比尺 (Model Scale)：模型几何尺寸与原型几何尺寸的比值，亦称模型比例尺，以 $1/N$ 表示。 2.1.3 相似律 (Similarity Ratio)：模型各物理量与原型对应的物理量之间的比例系数，亦称相似律。 2.1.4 离心加速度 (Centrifugal Acceleration)：离心机转动时，沿转动半径方向所产生的加速度，为离心机角速度平方与考察点至转轴轴心距离的乘积。 2.1.5 最大离心加速度 (Maximum Centrifugal Acceleration)：离心机运行至设定最高转速时，离心吊篮台面处的离心加速度。 2.1.6 有效半径 (Effective Radius)：转轴轴心至模型底面以上 2/3 处的距离。 2.1.7 有效加速度 (Effective Acceleration)：有效半径处的离心加速度。 2.1.8 模型箱 (Centrifuge Box)：用于盛放模型和安装仪器的箱体。 2.1.9 模型吊篮 (Swivel Basket)：连接在离心机转臂末端，用于安置模型箱的转动部件。 2.1.10 有效荷载 (Effective Load)：吊篮所承受荷重的质量，为模型箱体、模型、测量仪器、安装架、电缆以及其他试验设施在吊篮内的质量总和。 2.1.11 平衡荷重 (Counterweight)：平衡有效荷重的质量。 2.1.12 模型荷重 (Model Mass)：模型材料的总质量。 2.1.13 最大转动半径 (Maximum Rotating Radius)：离心机转动时，吊篮底板内表面中心点到转动轴心的距离。 2.1.14 离心机容量 (Centrifuge Capacity)：离心机的最大作功能力，为加速度 $ imes$ 有效荷重积的最大值。 2.1.15 离心机机械臂 (Centrifuge Manipulator)：在离心机转动过程中可以针对模型进行三自由度连续运动，携带各种工具用于模型施工动作的机械装置，亦称离心机器人。 2.2 符号 2.2.1 $g$：重力加速度 2.2.2 $N$：模型率 (Scale Factor) 2.2.3 $L$：几何尺寸 (Geometry) 2.2.4 $S$：速度 (Velocity) 2.2.5 $P_a$：位移 (Displacement) 2.2.6 $ ho_s$：土体密度 (Soil Particle Density) 2.2.7 $ ho_l$：液体密度 (Liquid Density) 2.2.8 $n$：孔隙率 (Porosity) 2.2.9 $m$：质量 (Mass) 2.2.10 $w$：含水率 (Water Content) 2.2.11 $S$：饱和度 (Saturation) 2.2.12 $sigma$：应力 (Stress) 2.2.13 $arepsilon$：应变 (Strain) 2.2.14 $I$：温度 (Temperature) 2.2.15 $t$：时间 (Time) 2.2.16 $k$：渗透系数 (Permeability Coefficient) 2.2.17 $c$：水力梯度 (Hydraulic Gradient) 2.2.18 $E$：弹性模量 (Elastic Modulus) 2.2.19 $ u$：泊松比 (Poisson Ratio) 3 基本规定 3.1 一般规定 3.1.1 港口工程离心模型试验前应根据设计要求确定试验研究纲要，试验方案应正确反映原型的特征。 3.1.2 离心模型试验的模型材料物理力学性质，应与原型材料相同或相似。 3.1.3 离心模型试验的模型比尺应根据原型结构尺寸和离心机的性能指标等综合确定。 3.1.4 大型工程的模型试验，宜采用离心模型试验与数值模拟相结合的方法。 3.2 相似准则及适用条件 3.2.1 相似准则是判断模型与原型相似性的数学表达，用相似变量而得的无量纲量表示。离心模型试验应遵循模型与原型的应力对应和相似准则；离心模型试验中其他模型物理量应通过相似比换算到原型。