[发明专利]一种坐底式平台离底试验装置以及试验方法

权利要求书

1.一种坐底式平台离底试验装置，其特征在于：包括支架部分，以及安装于所述支架部分上的加载部分、探头部分和测量部分，其中：

所述支架部分，用于与海底表层取样装置连接，以将所述坐底式平台离底试验装置设置于所述海底表层取样装置上，并在所述海底表层取样装置取样后直接进行试验；所述海底表层取样装置设置于海上工程地质勘察船上、用于取得海底表层土质样本；

所述加载部分，用于与所述探头部分连接，以沿竖直方向驱动所述探头部分插入/拔离所述海底表层土质样本；

所述探头部分，包括连接件和1个以上金属板，所述金属板通过所述连接件与所述加载部分连接、且所述金属板角度可调，所述金属板的表面粗糙度与模拟的所述坐底式平台的坐底表面粗糙度一致；

所述测量部分，包括数据处理器和4个以上传感器，所述数据处理器分别连接4个以上所述传感器；所述传感器包括用于测量所述加载部分产生的竖直方向的压力和所述金属板受到淤泥的吸附力的力传感器、用于测量所述金属板在竖直方向上的位置变化的位移传感器、用于测量所述金属板在竖直方向上的运动速度的速度传感器、用于测量孔隙水压力的孔隙水压力传感器。

2.如权利要求1所述的坐底式平台离底试验装置，其特征在于：所述探头部分包括连接件和2个以上尺寸不同的所述金属板；2个以上所述金属板中，至少一个所述金属板以水平姿态与所述连接件连接、且所述金属板角度可调；至少一个所述金属板以竖直姿态与所述连接件连接、且所述金属板角度可调。

3.如权利要求2所述的坐底式平台离底试验装置，其特征在于：所述金属板上设置有连接头，所述连接头可与所述连接件以设定的角度固定连接；或者所述金属板与所述连接件固定连接，所述连接件可与所述加载部分以设定的角度固定连接。

4.如权利要求3所述的坐底式平台离底试验装置，其特征在于：所述加载部分包括调速电机和滚珠丝杠副，所述调速电机的输出轴与所述滚珠丝杠副的丝杠连接，所述滚珠丝杠副的螺母与所述连接件连接。

5.如权利要求4所述的坐底式平台离底试验装置，其特征在于：所述连接件与所述滚珠丝杠副的螺母螺纹连接；或者所述连接件与所述滚珠丝杠副的螺母通过卡扣式快接接头连接。

6.如权利要求2所述的坐底式平台离底试验装置，其特征在于：所述传感器安装于所述连接件上。

7.如权利要求2所述的坐底式平台离底试验装置，其特征在于：所述支架部分置于所述海底表层取样装置开口的边缘，且与所述海底表层取样装置通过螺纹紧固件连接。

8.如权利要求2所述的坐底式平台离底试验装置，其特征在于：所述数据处理器包括数据采集器和计算机，所述传感器、所述数据采集器和所述计算机通过导线电性连接。

9.一种基于权利要求2-8中任一项所述坐底式平台离底试验装置的试验方法，其特征在于，在所述海底表层取样装置取样后，将所述坐底式平台离底试验装置直接安装在所述海底表层取样装置上，进行底面吸附力试验和侧面摩阻力试验，具体试验方法如下：

底面吸附力试验：

将所述金属板的水平角度在0~30°范围内调节，固定所述金属板的水平角度，所述加载部分驱动所述探头部分沿竖直方向向下移动，使所述金属板底面置于所述海底表层取样装置内的海底表层土质样本表层；所述加载部分驱动所述探头部分沿竖直方向向上移动，记录各所述传感器输出的检测参数；

侧面摩阻力试验：

将所述金属板的竖直角度在0~45°范围内调节，固定所述金属板的竖直角度，所述加载部分驱动所述探头部分沿竖直方向向下移动，使所述金属板插入到所述海底表层土质样本内设定深度；所述加载部分驱动所述探头部分沿竖直方向向上移动，记录各所述传感器输出的检测参数。