[發明專利]淤泥質海床上海底管道沖刷懸空臨界壓差實驗裝置及使用方法

在審

• 申請號: 201910227905.5
• 申請日: 2019-03-25
• 公開（公告）號: CN109799067A
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: 張芝永;曾劍;吳修廣;王瑞鋒;楊元平;何昆;肖廳廳
• 申請（專利權）人: 浙江省水利河口研究院
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

本發明公開了一種淤泥質海床上海底管道沖刷懸空臨界壓差實驗裝置及使用方法，該裝置包括水箱、隔板、模型管；隔板放在水箱內，隔板兩側與水箱側壁密封，模型管固定在隔板的底部，且模型管的兩端與水箱側壁密封，模型管側壁的最下端與水箱的底部不接觸，所述水箱底部平鋪淤泥質沙，模型管底部埋入淤泥質沙中，使隔板兩側隔絕。本發明可實現淤泥質海床上海底管道沖刷懸臨界空壓差的測量，彌補現有空白。而且操作簡單、方便。

技術領域

本發明涉及一種海底管道沖刷懸空臨界壓差實驗裝置，尤其是涉及一種淤泥質海床上海底管線沖刷懸空臨界壓差實驗裝置及使用方法。

背景技術

對于裸露海底管道來說，管道底部海床發生懸空主要是因底部海床滲流沖刷破壞引起，而滲流破壞則與管道兩側壓差密切相關。不同裸露高度下管道底部海床發生懸空的臨界壓差也不僅相同。了解管道發生懸空的臨界壓差有助于評估裸露管道懸空的可能性，從而為管道的安全維護提供技術支撐。目前，對于管道底部海床懸空的臨界壓差確定方法常規是采用太沙基經驗公式法或滲流數值模擬計算方法，以上方法對于非粘性海床來說比較適用。但對于具有一定粘性的淤泥質海床來說，由于存在粘性力作用，淤泥質海床滲流破壞較為復雜，目前尚無相關的臨界壓差確定方法，因此對于淤泥質海床來說，亟需建立一種海底管道沖刷懸空臨界壓差確定方法或實驗裝置。

發明內容

針對現有淤泥質海床海底管道沖刷懸空臨界壓差尚無方法確定的缺陷，本發明提供了一種淤泥質海床上海底管道沖刷懸空臨界壓差實驗裝置及使用方法，是一種成本低，易操作的臨界壓差實驗裝置。用于淤泥質海床上海底管道沖刷懸空臨界壓差的測量。

本發明所采用的技術方案如下：一種淤泥質海床上海底管道沖刷懸空臨界壓差實驗裝置，包括水箱、隔板、模型管；隔板放在水箱內，隔板兩側與水箱側壁密封，模型管固定在隔板的底部，且模型管的兩端與水箱側壁密封，模型管側壁的最下端與水箱的底部不接觸，所述水箱底部平鋪淤泥質沙，模型管底部埋入淤泥質沙中，使隔板兩側隔絕。

進一步的，所述隔板放在水箱內中間位置。

進一步的，還包括進水管、第一閥門、出水管、第二閥門，進水管和出水管均通入隔板一側的水箱中，第一閥門設置在進水管中，第二閥門設置在出水管中。

進一步的，所述水箱和中間隔板采用有機玻璃板制作而成。

進一步的，所述模型管由PVC材料制作。

本發明的另一目的是提供一種淤泥質海床上海底管道沖刷懸空臨界壓差實驗裝置的使用方法，該方法包括如下步驟：

(1)初始時刻隔板左右側區域注水至H2；

(2)往隔板左側水箱繼續注水水位抬升，當抬升至高度H1(H1>H2)時，觀察模型管右側根部位置是否發生管涌，若發生，記錄此時左側水位H1，則左右側水位差H1-H2即為模型管埋深E情況下的臨界懸空壓力差。

本發明的有益效果如下：

1.解決現有理論計算或數值模擬手段無法確定淤泥質海床上海底管道沖刷懸空臨界壓差的缺陷，彌補現有方法的空白。

2.海底管道沖刷懸空臨界壓差以水位差的形式進行測量，可保證測量結果的可靠性與準確性。

3.可用于原狀淤泥質土海底管道沖刷懸空臨界壓差的測量，避免了淤泥質土性質變化對測量結果的影響。

附圖說明

圖1為模型布置圖；

圖2為試驗過程立面圖；

圖中：水箱1、隔板2、模型管3、進水管4、第一閥門5、出水管6、第二閥門7、淤泥質沙8。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明做進一步的詳細說明。