[发明专利]带有推进器的自由落体式球形贯入仪

摘要

本发明属于海洋工程技术领域，一种带有推进器的自由落体式球形贯入仪，为自由落体式动力贯入仪，其测量过程不需借助其他的加载装置，依靠贯入仪自身的动能和重力势能贯入海床土中进行测量，操作过程简单；主要的测量仪器为前端的球形贯入仪，在动力贯入过程中主要受到土的端承阻力以及拖曳阻力、上覆土压力的作用，利用加速度传感器和力传感器所采集的数据可以反演土体的相关参数，如土体强度以及率效应参数等。通过附加推进器能够有效的提高贯入仪的贯入深度，增加测量仪可测量的深度范围，而且推进器能够提高贯入仪下落过程中的方向稳定性，避免球形贯入仪发生旋转。该测量仪增加了力传感器，结合加速度传感器的测量值，可进一步提高测量精度。

主权项

一种带有推进器的自由落体式球形贯入仪，其特征在于，所述的带有推进器的自由落体式球形贯入仪包括两部分：第一部分包括球形贯入仪(1)和用来连接球形贯入仪(1)与推进器(3)的连接杆(2)；球形贯入仪(1)的中间部位设置孔压传感器(1a)，用来测量球形贯入仪(1)贯入海洋土后周围土体的孔压变化情况；球形贯入仪(1)与连接杆(2)的一端通过力传感器(2b)连接，力传感器(2b)用来测量球形贯入仪(1)在贯入海洋土过程中受到的阻力；连接杆(2)的另一端通过螺纹(2a)与推进器(3)连接；连接杆(2)使球形贯入仪(1)与推进器(3)之间保持一定的距离，以防止推进器(3)影响球形贯入仪(1)周边土体的流动形式；连接杆(2)面积的确定以避免对球形贯入仪(1)的测量值产生影响为原则；第二部分为用于提高贯入仪沉贯深度的推进器(3)，所述的推进器(3)包括一个圆柱体中轴(3b)，其前端为椭球形，尾部为流线型，以减小其在水中自由下落以及贯入海洋土过程中的阻力；该圆柱体中轴(3b)的长度根据实际测量需求调整，圆柱形中轴的长度；所述的圆柱体的尾部设置有四片尾翼，用于提高推进器(3)下落过程中的方向稳定性，该尾翼尺寸根据实际需求调整；所述的推进器(3)的前端设有内螺纹(3a)，与连接杆(2)的外螺纹(2a)配合连接；推进器(3)顶部留有用来放置加速度传感器(3c)、数据采集仪(3f)、电源(3e)以及相关的控制设备的空间，推进器(3)顶部装有加速度传感器(3c)，数据导线从推进器(3)顶部出来连接到采集仪(4)；所述的推进器的尾部设置有安装绳(3h)和回收绳(3g)，完成测量后，通过拉紧回收绳(3g)回收推进器(3)以及贯入仪，并导出所采集的数据。