[发明专利]基于振动液化原理的滩浅海孔隙水压力原位观测装置与方法

摘要

一种基于振动液化原理的滩浅海孔隙水压力原位观测装置与方法，包括液化振动装置、孔隙水压力观测系统。其原理在于布放过程中通过液化振动装置使海床土体发生局部液化，液化的海床土体失去强度，孔隙水压力观测系统在自重作用下布放至指定深度；其方法包括孔隙水压力原位观测装置由辅助船载到目标观测点；安装、布防液化振动装置和孔隙水压力观测系统至海床面；通过液化振动装置将孔隙水压力观测系统布放至指定深度，实现对海床孔隙水压力的长期原位观测。孔隙水压力观测系统由一系列的孔隙水压力传感器组成，可实现对海床不同深度处孔隙水压力的持续观测。本发明布放操作步骤简单，费用低廉，适合对滩浅海地区孔压进行原位观测。

主权项

一种基于振动液化原理的滩浅海孔隙水压力原位观测装置，其特征在于所述观测装置包括液化振动装置(Ⅰ)、孔隙水压力观测系统(Ⅱ)；所述液化振动装置(Ⅰ)包括振动箱(1)和活塞振动系统，振动箱(1)为圆筒形结构，振动箱(1)底部边缘设有防沉降圆盘(4)，防沉降圆盘(4)表面开有一系列排水孔用于释放防沉降圆盘(4)与海床面接触形成的吸力；所述振动箱(1)中间贯穿一根内部中空的护筒(3)，护筒(3)上下两端开口、用于布放过程中保护孔隙水压力观测系统(Ⅱ)；所述的振动箱(1)底部和护筒(3)之间用透水的柔性材料(5)相连，布放过程中海水通过透水的柔性材料(5)进出振动箱(1)，柔性材料(5)用来传递振动箱(1)中产生的振动压力同时防止海床沉积物进入振动箱(1)；所述的活塞振动系统包括连接杆(2)、偏心圆盘(6)、振动活塞(7)以及电机(8)；所述电机(8)固定在振动箱(1)内部，所述振动活塞(7)套置在所述护筒(3)外部，其中电机(8)为偏心圆盘(6)的旋转提供动力，从而使偏心圆盘(6)通过连接杆(2)带动振动活塞(7)上下振动；所述振动活塞(7)为一刚性圆盘，且直径小于振动箱(1)的内径以便于振动过程中振动箱(1)内水体流动；振动活塞(7)上下振动拍击振动活塞(7)下部水体，在海床面形成循环往复的正反压力作用，在这种应力循环作用下海床沉积物逐渐液化；所述液化振动装置(Ⅰ)上端连接布放缆(9)，所述电机(8)供电控制线缆与布放缆(9)固定在一起，布放缆(9)作为持力缆与起吊装置(17)相连完成装置的布放；所述孔隙水压力观测系统(Ⅱ)包括孔隙水压力观测探杆(10)，孔隙水压力观测探杆(10)内部设有孔隙水压力采集舱(11)、孔隙水压力传感器(12)、顶部设有浮体(13)并连接孔压布放缆(14)。