实验方法与步骤

（1）实验方法描述：

1.学生通过账号密码进入系统，以“水平含管道液化场地离心机试验”为例，选择进入实验。

 

系统登录

 

实验系统界面

2.学习实验原理与方案。进入实验原理，其中包含了离心机原理、相似三定理及离心机组成。

 

实验原理

 

相似三定理

 

离心机组成

3.模型制作。通过菜单选择式设计构件，实验选用砂土，采用落雨法将其均匀的铺洒在模型箱内，待到设计高度后，将模型管道固定在预定位置，然后根据模型实验方案中的传感器布置，依次将加速度传感器、孔压传感器等埋设到土层上；待第一层传感器布置完成后，继续铺洒第二层土，并布设传感器；按顺序逐层布设，直至制模完成。

 

浇砂过程

 

布设传感器

 

预埋模型管道

4.模型吊装与配重。将模型箱吊至离心机一侧吊篮中，固定，并将传感器连接至离心机数采模块；在另一侧吊篮中吊入实验平衡所需配重块。

 

模型箱吊装

 

连接数采模块

 

吊装配重块

5.仪器调试。控制室有三个控制系统，分别为离心机启动控制系统、数据采集系统和荷载施加系统。在启动离心机前，在数采系统中设置好相应的传感器参数，并进行调试和同步，然后开始数据采集；调试完成后，盖上井盖，关闭舱门。

 

控制室

 

控制系统

 

数采系统设置

 

传感器设置

6.离心机启动运行。开启离心机控制电脑，检查离心机设备状态后，设置好实验所需的离心加速度值，启动离心机。离心机转机过程中，可以实时看到离心加速度的上升曲线，最终稳定在预设加速度值；转机时关注不平衡力，其不得超过离心机运行安全值。

 

离心加速度设置

 

离心机工作状态检查

 

离心机转机过程

7.试验加载。离心机转至设定加速度值后，维持继续转机，通过数采数据判断土体是否沉降稳定，待稳定后，开启荷载施加系统，根据实验方案中的荷载值，输入相应的荷载幅值，并点击施加；施加荷载后，观察数采系统采集的数据，初判模型响应；根据数采响应规律，判断下一级荷载施加的时间，并根据实验方案依次完成所有荷载的施加；实验完成后，结束实验，使离心机逐渐减速停止。

 

加卸载

 

输入地震波

8.数据处理及报告编写。开启舱门，观测实验后模型；结合模型观察现场和数据处理，最终整理形成实验报告。

 

数据处理

 

实验现象观察

 

实验结果分析1

 

实验结果分析2

 

实验报告

 

（2）学生交互性操作步骤说明：

实验过程中涉及到交互性操作的步骤有：

1.进入实验操作界面，屏幕右上方设有操作按键说明，包括移动物品、转换视角等；

 

操作说明

2.模型制备时，会按照模型制作过程顺序依次提示浇砂、埋设孔压计、加速度计等；

 

提示浇砂

 

提示布设加速度传感器

3.传感器选择错误时，会提示选择相应的传感器；

 

传感器选择错误提示

4.传感器放置位置错误时，会高亮显示正确的放置位置；

 

位置放置错误提示

5.每一层土层浇筑完成且传感器埋设完成后，系统会提示进行下一土层的制作；

 

进入下一层土提示

6.模型制作完成后，将模型箱吊至离心机一侧吊篮中，此时提示将传感器数据线接至离心机数采模块；

 

空间移动提示

 

连线提示

7.配重是离心机平衡运行的保障，虚拟操作时会进行提示，按照提示进行配重，否则无法继续实验；

 

空间移动提示

 

配重块提示

 

数量选择

8.离心机启动前，需要盖上井盖、关闭舱门，如果这两部被跳过，会报错提示，离心机不允许运行；

 

盖井盖提示

 

空间移动提示

 

关闭舱门提示

9.传感器参数设置完成后，会提示进行同步和归零；

 

空间移动提示

 

参数设置

10.启动离心机后，当离心加速度上升到目标值且稳定后，系统提示进行地震荷载施加，若离心加速度值未稳定时进行施加荷载操作，系统会报错提示；

 

离心机速度设置提示

11.实验结束后，需带离心机完成停止转动后，方可打开舱门，如未完成停止打开舱门，会有危险提示。

 

开舱检查提示