1.一种基于流态化制备砂质海床的海洋基础试验装置,其特征在于:包括模型箱,包括上部开口形成的第一开口,以及由第一过滤件分隔形成的制备腔和过滤腔;用于制备流态化悬浮状态的砂质海床的砂土制备机构,包括进水组件、搅拌组件和排水组件,所述进水组件包括向所述制备腔供水的进水管和进水嘴,所述搅拌组件包括设置于所述模型箱上方的第一支架,以及设置于所述第一支架的升降件和由所述升降件驱动上下运动的搅拌桨叶,以使所述搅拌桨叶能够沿所述第一开口进入或者离开所述制备腔,所述排水组件包括连接所述过滤腔的排水管和排水泵;试验加载机构,包括沉贯件、水平加载件、竖向加载件和位移监测件,所述升降件还能够驱动所述沉贯件向下抵顶海洋基础,以使海洋基础沉贯至预设嵌入深度,所述水平加载件用于模拟水平荷载,所述竖向加载件用于模拟竖向荷载,所述位移监测件设置于所述模型箱的侧壁,用于监测海洋基础的水平位移;所述模型箱的侧壁设置有防溢传感器,所述防溢传感器能够监测模型箱内的水位变化,在达到设定的防溢水位时,所述防溢传感器能够向控制器发出信号,控制所述进水管或者进水嘴停止向制备腔内加水;
所述海洋基础试验装置的使用方法包括以下步骤:
S1、进行洗砂;
S1‑1、通过筛网筛选出符合试验要求粒径的砂土,将砂土倒入模型箱中;
S1‑2、启动升降件带动搅拌桨叶下移至砂土顶部,此时,打开所述进水嘴持续向所述制备腔内进水的同时,搅拌桨叶开始转动,通过所述升降件带动所述搅拌桨叶继续下移至预设砂土深度以搅拌砂土,直至所述制备腔的水位达到防溢水位,获得流态化悬浮状态的砂质海床;
S1‑3、启动所述排水泵,通过控制所述排水管的排水量和所述进水管的进水量,在所述模型箱内的水位保持在防溢水位的情况下,所述搅拌桨叶持续搅拌砂土,直至所述砂质海床的清晰度达到试验要求,关闭所述进水管和排水管,通过所述升降件带动所述搅拌桨叶上移至初始高度;
S2、进行排水制砂;
S2的具体过程包括:
S2‑1、等待模型箱内的流态化砂土沉淀形成固态化砂土后,利用所述升降件带动所述搅拌桨叶下移至所述砂质海床表面,通过所述搅拌桨叶将所述砂质海床表面刮平;
S2‑2、启动所述排水泵抽取所述制备腔内预设量的水,进行排水固结,在所述砂质海床表面布置防冲刷土工布;
S2‑3、通过所述进水嘴向所述制备腔内加水至防溢水位后,启动所述排水泵抽取所述制备腔内预设量的水,进行排水固结;
S2‑4、根据固结排水次数‑相对密度关系曲线,重复S2‑3,直至制备得到所需相对密度的所述砂质海床,去除所述砂质海床表面的防冲刷土工布;
S3、进行基础受荷试验,其中,通过升降件驱动所述沉贯件下移抵顶海洋基础,使其下沉至所述砂质海床中的预设嵌入深度,通过所述竖向加载件和所述水平加载件施加试验所需的荷载,并利用所述位移监测件监测海洋基础的位移;
S4、进行砂土回收。
2.根据权利要求1所述的一种基于流态化制备砂质海床的海洋基础试验装置,其特征在于:所述试验装置还包括储水箱,所述储水箱包括连接所述进水管的第一储水腔、连接所述排水管的第二储水腔,所述第一储水腔和第二储水腔上下设置,且二者之间通过第二过滤件连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于流态化制备砂质海床的海洋基础试验装置,其特征在于:所述第一过滤件包括上下设置的第一过滤网和第二过滤网,所述第一过滤网的滤孔直径大于所述第二过滤网的滤孔直径,所述过滤腔包括设于所述第一过滤网和所述第二过滤网之间的第一过滤腔、设于所述第二过滤网下方的第二过滤腔,所述第二储水腔内设置有隔板,以将所述第二储水腔分隔形成第一腔室和第二腔室,所述排水管包括用于连接所述第一过滤腔和所述第一腔室的第一排水管,以及用于连接所述第二过滤腔和所述第二腔室的第二排水管,所述第二过滤件包括设置于所述第一腔室和所述第一储水腔之间的第三过滤网,所述第二腔室和所述第一储水腔之间设置有连通管。
4.根据权利要求2所述的一种基于流态化制备砂质海床的海洋基础试验装置,其特征在于:所述试验装置还包括回收机构,所述回收机构包括回收箱、排砂管和排砂泵,所述回收箱具有第二开口,所述排砂管连接所述制备腔和所述第二开口。
5.根据权利要求4所述的一种基于流态化制备砂质海床的海洋基础试验装置,其特征在于:所述回收箱内还设置有第三过滤件,所述第三过滤件分隔所述回收箱内的空间形成回收腔和第三过滤腔,所述第二开口连通所述回收腔,所述第三过滤腔和所述第一储水腔通过第三排水管连接。
6.根据权利要求1所述的一种基于流态化制备砂质海床的海洋基础试验装置,其特征在于:所述第一支架包括设置于所述模型箱两侧的导轨,所述升降件包括支撑杆和驱动器,所述支撑杆的两端分别与所述导轨滑动连接,所述驱动器与所述支撑杆传动连接,以驱动所述支撑杆上下运动,所述搅拌桨叶和所述沉贯件分别固定连接于所述支撑杆,所述沉贯件具有用于抵顶海洋基础的盘面。
7.根据权利要求6所述的一种基于流态化制备砂质海床的海洋基础试验装置,其特征在于:所述试验装置还包括由所述第一开口边沿向外水平伸出的第二支架,所述水平加载件包括设置于所述第二支架的水平作动器,以用于模拟水平荷载,所述竖向加载件包括可取放的设置于海洋基础上的重量块,以用于模拟竖向荷载。
8.根据权利要求1所述的一种基于流态化制备砂质海床的海洋基础试验装置,其特征在于:所述位移监测件包括固定连接于所述模型箱侧壁的第一位移计和第二位移计,所述第一位移计和所述第二位移计沿竖直方向间隔设置。
9.根据权利要求1所述的一种基于流态化制备砂质海床的海洋基础试验装置,其特征在于:在S3结束后,可重复进行S2,重置所述砂质海床后,重复进行S3,以完成多次试验。