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海洋工程第33卷

1

1．1

试验装置

试验槽

本试验采用特制的工字钢和钢化玻璃组成的大型试验槽，试验槽尺寸为3000mm×1000mm×600mm（长×宽×深），如图1所示。1．2

地基土与碎石材料

试验槽内土体包括细砂和碎石保护结构，细砂和碎石上表面齐平，细砂平均粒径d50=0．43mm。碎石保护结构横截面为梯形，高约420mm，底面宽度500mm，面向拖锚一侧坡度为1∶3，另一侧为1∶0．6，平均粒径d50=20mm。1．3

模型锚

23．9kg和5．7kg三种尺寸本试验以商船常用的霍尔锚为原型，按不同比尺定制了质量分别为70．5kg、

如图2所示

。的模型锚，

图1Fig．1

大型试验槽Alargetest

flume

图2Fig．2

模型锚

Anchormodels

1．4

量测和加荷设备本试验中，将量程为5t的拉力传感器与锚相连从而实时测量拖拽力，测得的拉力变化通过数据采集仪

传输到笔记本电脑中；加荷设备由电机、变速箱、带滑轮的支架、钢丝绳和铁链组成，钢丝绳和铁链基本水平，模拟实际船舶锚链的拖底部分，使锚体受到水平拉力。

2试验方法和过程

根据落锚位置的不同情况，对3个模型锚共进行10次拖锚试验，每次试验时锚的初始位置和埋设深度如表1所示。模型锚的具体初始位置和拖拽距离可以从图4至图6中读出。

表1

Tab．1

模型锚质量/kg70．55．723．9模型锚位置

落锚处距离碎石较远或锚体全部落入土中

√√－－试验槽尽头且全部埋入土中

拖锚试验情况说明

Introductionsofdragginganchortests

落锚处靠近碎石

√√－－试验槽中部表面

锚体落在碎石结构边缘

√√－－砂石分界处表面

锚体落在碎石表面

√－－－－碎石结构表面

落锚处距离碎石较近或锚体部分落入土中

√√√试验槽尽头并部分埋入土中

：“√”，“－－”注代表针对此模型锚进行了上述试验代表试验没有进行。

每次试验开始时，将相应模型锚放置于表1对应位置，用连接好拉力传感器的锚链将锚体与电机相连。启动电机后，每隔一定时间测量锚爪尖端的水平位置和深度，直到锚体运动到试验槽尽头。以落锚处距离碎石较远工况下70．5kg模型锚试验为例，试验现场拖锚过程如图3所示。