[發(fā)明專利]近海海底沉積物抗液化能力原位測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711344062.4
• 申請(qǐng)日: 2017-12-15
• 公開（公告）號(hào): CN108318382B
• 公開（公告）日: 2019-11-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫永福;杜星;宋玉鵬;胡光海;董立峰;修宗祥;周其坤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)家海洋局第一海洋研究所
• 主分類號(hào): G01N11/12
• 分類號(hào): G01N11/12
• 代理公司: 37108 山東濟(jì)南齊魯科技專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 丁美和<國(guó)際申請(qǐng)>=<國(guó)際公布>=<進(jìn)入

本發(fā)明公開了一種近海海底沉積物抗液化能力原位測(cè)量方法，包括一測(cè)量裝置；所述測(cè)量過程包括布放步驟和數(shù)據(jù)獲取步驟；布放步驟中，S1.首先通過輔助船將所述測(cè)量裝置運(yùn)至研究目標(biāo)點(diǎn)位，使數(shù)據(jù)模塊工作，通過纜繩、可控脫鉤將起吊裝置與測(cè)量裝置連接，然后將測(cè)量裝置吊至研究點(diǎn)位上方并使其保持豎直；S2.打開可控脫鉤使測(cè)量裝置在自由的重力作用下貫入海底沉積物內(nèi)；回收步驟中，S3.待測(cè)量裝置貫入并穩(wěn)定后，通過起吊裝置將其回收；S4.獲取貫入深度數(shù)據(jù)和加速度數(shù)據(jù)。本發(fā)明綜合了SPT、CPT等原位測(cè)量方法的優(yōu)點(diǎn)，可對(duì)近海海底沉積物抗液化能力進(jìn)行有效的測(cè)量及評(píng)價(jià)，為海岸帶地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防和治理提供準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)和研究基礎(chǔ)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及海底沉積物檢測(cè)方法，屬于海底地質(zhì)工程領(lǐng)域，具體涉及一種基于自由落體原理的近海海底沉積物抗液化能力原位測(cè)量方法。

背景技術(shù)

海洋沉積物是指各種海洋沉積作用所形成的海底沉積物的總稱，以海水為介質(zhì)沉積在海底的物質(zhì)，沉積產(chǎn)生原因包括物理的、化學(xué)的和生物的多種因素，這些沉積物的形成過程往往不是孤立地進(jìn)行，大多都是綜合作用產(chǎn)生的地質(zhì)體。傳統(tǒng)上按所處區(qū)域的海水深度將沉積物劃分為：0～20米為近岸沉積、20～200米為淺海沉積、200～2000米為半深海沉積、大于2000米為深海沉積。

近海海底沉積物的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)對(duì)于海岸帶地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防和治理有著重要的作用，其中，波浪作用下海底沉積物的液化是一種非常常見的近海地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象，發(fā)生液化后會(huì)造成海底土體失穩(wěn)，危害人員安全和造成財(cái)產(chǎn)損失，嚴(yán)重的甚至?xí)l(fā)地質(zhì)或海洋災(zāi)害。因此，如何對(duì)沉積的物理、力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行高效、高質(zhì)量的測(cè)試是一個(gè)重要的問題，海底沉積物抗液化能力的研究對(duì)于液化的預(yù)測(cè)和防治有著重要的作用，對(duì)保護(hù)海上工程設(shè)施及人民生命安全有著重要意義。

目前，海底沉積物抗液化能力判別或測(cè)量方法主要有：標(biāo)準(zhǔn)貫入法、靜力觸探法以及剪應(yīng)力、剪應(yīng)變及有效應(yīng)力原理等方法。標(biāo)準(zhǔn)貫入法不夠精確，只能初步進(jìn)行抗液化能力的判斷；靜力觸探法對(duì)測(cè)量設(shè)備和輔助船的規(guī)格有較高的要求；依靠鉆探取得原裝樣品后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室的物理力學(xué)參數(shù)測(cè)試，并根據(jù)現(xiàn)有液化評(píng)判公式或數(shù)值模式進(jìn)行計(jì)算的方法，雖然有了較高的精確度，但是操作過程較為繁瑣、復(fù)雜，而且該方法容易改變沉積物在原有位置的物理、力學(xué)狀態(tài)，進(jìn)而對(duì)試驗(yàn)結(jié)果造成影響。因此，現(xiàn)有的判別方法仍然存在較為費(fèi)事、費(fèi)力、成本高等問題。

如中國(guó)專利（申請(qǐng)公布號(hào)CN105953971A）公開了一種“基于振動(dòng)液化原理的灘淺海孔隙水壓力原位觀測(cè)系統(tǒng)”，包括液化振動(dòng)裝置、孔隙水壓力觀測(cè)系統(tǒng)以及用于布放和回收的輔助船。液化振動(dòng)裝置包括振動(dòng)箱、活塞振動(dòng)系統(tǒng)、護(hù)筒、防沉降圓盤和透水的柔性材料；孔隙水壓力觀測(cè)系統(tǒng)包括孔隙水壓力觀測(cè)探桿內(nèi)部設(shè)有孔隙水壓力采集艙、孔隙水壓力傳感器，頂部設(shè)有浮體并連接孔壓布放纜；布放時(shí)通過輔助船將液化振動(dòng)裝置和孔隙水壓力觀測(cè)系統(tǒng)至海床面，通過液化振動(dòng)裝置使海床土體發(fā)生局部液化，完成孔隙水壓力觀測(cè)系統(tǒng)的布放；通過輔助船上的控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)控制液化振動(dòng)裝置的振動(dòng)頻率，可實(shí)現(xiàn)不同海床條件下孔隙水壓力觀測(cè)系統(tǒng)的布放。該發(fā)明采用振動(dòng)液化原理對(duì)孔隙水壓力進(jìn)行測(cè)量，未涉及海底沉積物的測(cè)量問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種近海海底沉積物抗液化能力原位測(cè)量方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

近海海底沉積物抗液化能力原位測(cè)量方法，包括一測(cè)量裝置，包括利用自由落體作用貫入海底沉積物內(nèi)的探桿、配重倉和數(shù)據(jù)模塊，所述配重倉安裝在探桿上端，配重倉內(nèi)用于放置配重塊，其特征在于，所述探桿外側(cè)安裝深度測(cè)量部件，深度測(cè)量部件與探桿之間設(shè)有單向移動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述單向移動(dòng)機(jī)構(gòu)在探桿貫入沉積物時(shí)深度測(cè)量部件可以向上移動(dòng)、而在探桿從沉積物取出時(shí)能夠?qū)⑺俣葴y(cè)量部件保持在上移的最后位置，用以獲得探桿貫入沉積物的深度；所述數(shù)據(jù)模塊包括加速度測(cè)量元件和供電模塊，供電模塊為加速度測(cè)量元件供電；

所述測(cè)量過程包括布放步驟和數(shù)據(jù)獲取步驟；