[发明专利]一种用于海洋土强度测试贯入装置的搭载平台及使用方法

说明书

本发明公开了一种用于海洋土强度测试贯入装置的搭载平台及使用方法，属于海底土体强度测试技术领域。包括贯入底板、贯入器安装孔、贯入底板安装孔，水平调平水准泡，竖直调平水准泡，摄像采集装置和滑动导轨。首先根据实际工程背景，确定贯入底板的形状、尺寸、材质；其次可以选择是否安装滑动导轨，然后将多个贯入仪器安装到贯入器安装孔上；然后通过贯入底板安装孔将其固定在贯入系统上，在此安装过程中，需保持水平调平水准泡，竖直调平水准泡居中；最后将摄像采集装置安装到指定位置，开展强度贯入试验。本发明既解决了原位测试过程中单杆测试强度可靠度低的问题，避免了室内测试中模型箱内土体利用率低的矛盾，也扩大土体强度的测量范围。

技术领域

本发明属于海底土体强度测试技术领域，尤其涉及一种用于海洋土强度测试贯入装置的搭载平台。

背景技术

随着国家海洋强国战略的逐步落实，海洋平台搭建、海底管线铺设、海底天然气水合物的开采等海洋工程建设正在如火如荼的进行中。海底土体强度测试是开展上述工程活动的前提基础，为平台建设、基础设计、海底资源开发、海底斜坡稳定性评价等提供参考。鉴于此，开展海底土体强度测试至关重要，但仍然存在以下几点问题亟待解决：

1.海洋地质环境复杂，海床表面土体主要为软粘土，其强度较低；但海床也存在砂土层，其强度较高；同时还存在砂土粘土互层现象，其强度通过目前仪器不能得到较好的测试结果，一直是困扰国内外学者的难题。由此可见，全范围覆盖海洋土体强度测试装置的研制迫在眉睫。

2.海洋土体强度测试主要分为两种，原位测试和室内土工测试。原位测试将通过运载平台将测试装置运送到海床表面，进而展开相关强度测试。室内测试主要分为1g土工试验和ng离心试验。在原位测试过程中，由于海洋土体具有较强的结构性和不均质性，因此单杆贯入测试不能很好的评价土体强度特性；在室内1g试验和ng离心试验过程中，模型箱固结周期较长，而且离心试验耗时、耗力，提高模型箱内土体的利用率可极大提高工作效率和推动科研进展。

3.经过国内外学者的研究发现，球形贯入仪、T形贯入仪其测试软土强度结果准确，而锥形贯入仪测试砂土或软硬夹层土体强度更为准确。全流动贯入装置与静力触探装置联合测试土体强度，并根据测试结果进行强度修正工作，相关研究进展缓慢。

发明内容

为了解决当前原位强度测试与室内强度测试的不足，本发明提供一种满足原位条件和室内条件下的用于海洋土强度测试贯入装置的搭载平台，保证多杆联动贯入。多杆联动是指多个贯入器固定在贯入底板上共同向土体内贯入，既解决了原位测试过程中单杆测试强度可靠度低的问题，也解决了室内测试中模型箱内土体利用率低的问题，同时也可以实现不同土体强度范围的覆盖。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种用于海洋土强度测试贯入装置的搭载平台，所述的搭载平台包括贯入底板1、贯入器安装孔2、贯入底板安装孔3，水平调平水准泡4，竖直调平水准泡5和摄像采集装置6。

所述的贯入底板1为板形结构，具体形状、尺寸和材质根据实际工程需求设计；原位测试试验需要考虑运载平台大小，保证能够在运载平台内安装，同时需要考虑深海环境下贯入底板材料的高压不变形性和耐腐蚀性；室内试验需要考虑模型箱大小，保证贯入底板1不与模型箱边缘发生接触摩擦，能够顺利出入模型箱。

所述的贯入器安装孔2为分布于贯入底板1上的圆形孔，用于安装贯入器，贯入器安装孔2的分布位置根据实际工程需求设计，并满足：两个贯入器安装孔2的中心距离不小于安装在两个贯入器安装孔2上贯入器探头直径之和的两倍，同时保证能在贯入底板1上完成尽可能多的布设贯入器安装孔；贯入器安装孔2可安装球形贯入器、T形贯入器、锥形贯入器、纺锤形贯入器或十字板形贯入器，当安装十字板形贯入器时，贯入底板1与十字板贯入器固定安装。

所述的贯入底板安装孔3为分布于贯入底板1边缘处的圆形孔，用于将贯入底板1安装在贯入系统上；根据贯入底板1确定具体贯入底板安装孔3的位置。