[发明专利]一种软土场地土体参数长距离连续测量装置

摘要

本发明属于岩土、地质和环境等研究技术领域，提供了一种软土场地土体参数长距离连续测量装置，包括拖曳结构主体I、土体参数测量系统II以及拖拽系统III三部分。本发明所提装置突破了传统单点竖向测量装置不能获取横向连续土体参数的局限，通过一次拖拉试验即可完成土体强度、应变软化以及土体与结构物界面摩擦作用等参数的横向长距离连续现场测量，所测参数可用于指导防波堤工程、海底油气管线、电缆、光缆等工程的设计及施工。尤其随着深海油气资源开发日益增多，依托本发明所提方法对海底土体参数进行测量并应用于海底管线、海底电缆等工程设施的设计及稳定性评价具有重要意义。

主权项

1.一种软土场地土体参数长距离连续测量装置，其特征在于，所述的软土场地土体参数长距离连续测量装置包括拖曳结构主体I、土体参数测量系统II以及拖拽系统III三部分；拖曳结构主体I包括拖曳结构顶板(1)、中空肋板(2)、拖缆拉环(3)、配重铅块(4)、拖拉滚轮(5)和固定螺丝(6)；所述的拖曳结构顶板(1)与中空肋板(2)组成拖曳结构主体I外部框架，中空肋板(2)的前端面为弧形面，中空肋板(2)的底表面有多个凹槽；所述的拖曳结构顶板(1)上部设有中空结构用以施加配重铅块(4)，中空肋板(2)内可排设线缆；所述的拖拉滚轮(5)共2个，通过固定螺丝(6)布设于拖曳结构顶板(1)两侧，拖拉滚轮(5)可围绕固定螺丝(6)发生转动，用以控制中空肋板(2)的贯入深度；在拖拉滚轮(5)调整到指定角度后，拧紧固定螺丝(6)；所述的配重铅块(4)用以改变拖曳结构主体I自重保证拖曳结构主体I沉入土层一定深度；所述的拖缆拉环(3)布设于拖曳结构顶板(1)前端，用以与外部拖拽系统III相连接，使拖曳结构主体I在土层内匀速移动；土体参数测量系统II包括CPT探头(7)、CPT安装支座(8)、T‑bar探头(9)、T‑bar安装支座(10)、拉压传感器(11)和摩擦板(12)；所述的CPT探头(7)通过CPT安装支座(8)固定于中空肋板(2)前端，其安装方向指向运动方向；所述的T‑bar安装支座(10)固定于拖曳结构中空肋板(2)底表面并沿同一直线布设，其用于固定拉压传感器(11)，拉压传感器(11)上连接有T‑bar探头(9)，T‑bar探头(9)指向运动方向并保证T‑bar探头(9)位于同一行进线上；装置在土体内行进过程中，同一位置土体受到拖曳装置底端多个T‑bar探头(9)的扰动；所述的摩擦板(12)安装于中空肋板(2)底部凹槽中，其下表面与中空肋板(2)底表面相平；摩擦板(12)的一端面和上表面分别与横向和法向布设在中空肋板(2)底部凹槽的拉压传感器(11)相连接，且保证摩擦板(12)未连接拉压传感器(11)的一端面自由；拖拽系统III包括拖船(13)、拖缆终端设备(14)和拖缆(15)；所述的拖缆(15)一端与拖缆拉环(3)相连接，另一端与拖缆终端设备(14)相连接，用以拖动拖曳装置使其在土层内移动并传输CPT探头(7)和传感器11的测量信号；所述的拖缆终端设备(14)涵盖缆绳收放绞车以及CPT探头(7)和拉压传感器(11)的测量信号采集系统，用以工作人员对测量数据进行时时分析；所述的拖船(13)应具有稳定的动力系统，尽量保证试验中以均匀的速度进行前进。