[发明专利]船基便携式深远海海床土临场强度测试装置

说明书

本发明公开了一种船基便携式深远海海床土临场强度测试装置，属于海洋工程、岩土工程和地质工程领域的一种针对深远海海床土力学性质测试技术及装置的发明成果，由于试验场地位于现场实验或工程船上，并且该技术装置克服了深远海在时空上的阻碍，能够获得具有一定时效性的现场测试结果。本发明将传感器置于探杆顶部，避免传感器因温差或湿差造成的失真；采用伸缩式夹臂固定样品，使得样品在试验过程中不受船体晃动的影响；采用计算机编程实现了一次贯入或循环贯入的自动控制，更加高效和准确；采用优化的数据采集系统，保证了所采集数据的稳定、可靠；采用优化的计算机数据分析软件，保证了数据的完整，实现了数据处理的快捷、精确和高效。

技术领域

本发明属于海洋工程、岩土工程和地质工程领域的一种针对深远海海床土力学性质测试技术及装置的发明成果，由于试验场地位于现场实验或工程船上，并且该技术装置克服了深远海在时空上的阻碍，能够获得具有一定时效性的现场测试结果，故命名为船基便携式深远海海床土临场强度测试装置。

背景技术

我国既是陆地大国，又是海洋大国，拥有丰富的海洋资源。获取海底沉积物，尤其是深、远海海床土的强度测试研究成果，对于海洋工程结构物设计和稳定性评价等方面具有十分重要的意义。目前，针对深、远海海床土的全流动贯入试验研究不多，有效方式主要是采用全流动贯入仪，根据探头形状的不同，主要分为“T”字型探头和球形探头两种，主要依靠手动或电动装置将带有传感器的探头和探杆以一定的速率和贯入深度，一次或循环贯入到事先采集到的海底海床土样品中，通过数据采集器对过程中探头受到的阻力进行记录，最终分析贯入阻力，不排水抗剪强度，阻力系数和灵敏度等指标。另外，还有对探头形状，尺寸，粗糙度，以及贯入速率，深度，试验条件，样品条件的研究成果。以上的多数试验研究仅建立在室内实验室环境下，仅依靠全流动贯入仪的室内试验，可以探究海底沉积物的性质，但是，样品在采集封装和运回实验室过程中的扰动被忽略，这不可避免的影响了试验结果的准确性。

显然，试验研究需要考虑或避免样品在运输过程中的扰动影响，这样才能获取更接近真实值的结果。因此，本发明是一种船基便携式深远海海床土临场强度测试装置，即本发明仪器可便携式折叠装箱运往实验船。在时间上，在现场取样后可以立即进行测试试验并获得结果，不需要将土样运到陆地或室内试验室进行测试；在空间上，虽然不是在海床原位上进行测试，但在海上工程施工现场海域，在水面船上进行测试，避免土样由于水分流失和温度变化产生的影响，这样测试结果具有较高的时效性(即“临场”)。本发明将试验条件从实验室变为船基，这避免了深远海在时间和空间上的阻碍、以及样品在运输过程中的扰动等问题；另外将传感器和电机控制系统进行了改进，使得试验结果更加接近于真实条件，具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的一是要获取样品接近于原位的真实强度指标；二是为避免温度差与湿度差对传感器的影响；三是为了避免试验过程不受船体摇晃的影响；四是实现一次或循环贯入的自动控制；五是增大探测系统的位移空间。采用船基便携式深远海海床土临场强度测试装置，可便携式折叠，携带于现场实验船，实现对采集样品第一时间临场测试目的；将传感器置于探杆顶部，避免传感器因温差或湿差造成的失真；采用伸缩式夹臂固定样品，使得样品在试验过程中不受船体晃动的影响，贯入方向始终与样品横截面垂直；采用计算机编程控制，实现一次或循环贯入的自动控制；另外，便携式加载架可探测深度与探杆长度较之前均有所加大。

本发明的技术方案：

一种船基便携式深远海海床土临场强度测试装置，包括便携式可折叠加载架I、探测系统II，电机控制系统Ⅲ与实时数据采集、分析和处理系统Ⅳ四部分；