[發明專利]水下淤泥性質原位測試儀及測試方法

在審

• 申請號: 201911338480.1
• 申請日: 2019-12-23
• 公開（公告）號: CN110887764A
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 李增軍;潘偉;劉文彬;黃泰;曹永華;杜闖
• 申請（專利權）人: 中交第一航務工程局有限公司;中交天津港灣工程研究院有限公司
• 主分類號: G01N11/12
• 分類號: G01N11/12;G01N9/12
• 代理公司: 青島清泰聯信知識產權代理有限公司 37256
• 代理人: 李祺;黃蓉

本發明公開了水下淤泥性質原位測試儀和測試方法，測試儀包括掛架，測試機構和第一升降裝置；第一升降裝置通過第一柔性約束件懸掛于掛架下方，測試機構設于第一升降裝置下方；測試機構包括驅動連接第一升降裝置的測試倉，測試單元和與測試倉連通的軟氣囊；測試倉開設有下開口，測試單元包括自下開口穿出測試倉的取樣筒，控制取樣筒升降的第二升降裝置，第一測距裝置和計時裝置；第二升降裝置的驅動端通過第二連接件連接取樣筒筒體，取樣筒包括筒體，抽吸活塞、活塞驅動組件和套設在筒體下端部的重環，筒體通過第二連接件懸掛于第二升降裝置下方。該測試儀可在水下直接對淤泥性質進行原位測試，獲取原始狀態淤泥性質數據。

技術領域

本發明屬于水下測試技術領域，特別涉及水下淤泥性質原位測試儀及測試方法。

背景技術

水工工程和其他水中建筑物的水下基床回淤是非常常見的現象，回淤的厚度往往會影響上部結構施工精度，出現質量問題。例如，跨海通道沉管隧道施工需先分段預制成型后再水上運輸至指定位置進行安裝。由于沉管隧道基床整平施工完成后，在沉管安裝前，基床上會出現淤泥沉積，為檢測所沉積的淤泥性質，采取針對性措施，消除相關影響，從而保證沉管安裝質量，通常需要采集淤泥樣本進行采樣試驗，分析相關信息。

但是，淤泥屬于固液混合狀態，與常規的流體形態不同，用現有的流體性質測試裝置和測試方法測試淤泥性質并不方便，且所測得的常規流體性質參數與工程指標未構建明確的關聯性，因此這些常規流體性質參數也不能直接作為水下施工的工程指標。同時，由于樣品采集過程中不可避免的擾動，無法保證所采集的淤泥樣本與原位淤泥的性質保持一致，所獲數據存在一定的偏差。

發明內容

針對現有技術不足，本發明要解決的技術問題是，提供水下淤泥性質原位測試儀及測試方法，該測試儀可在水下直接對淤泥性質進行原位測試，獲取原始狀態淤泥性質數據，避免采樣過程對測試結果的影響，測試方法簡單易操作，且能確保數據的準確性。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種水下淤泥性質原位測試儀，包括掛架，測試機構，以及控制所述測試機構豎直升降的第一升降裝置；

所述掛架包括用于懸掛所述第一升降裝置的安裝部和多個支撐桿，所述支撐桿上端固定連接所述安裝部，所述支撐桿下端可插入淤泥中，所述支撐桿至少設為三個，所述第一升降裝置通過第一柔性約束件懸掛于所述安裝部下方，所述測試機構設于所述第一升降裝置下方；

所述測試機構包括驅動連接所述第一升降裝置的測試倉，測試單元，以及用于調節所述測試倉內氣壓的軟氣囊，所述軟氣囊存儲有空氣且設于所述測試倉外，所述軟氣囊連通所述測試倉；所述測試倉下表面開設有下開口，所述測試單元包括自所述下開口穿出所述測試倉的取樣筒，控制所述取樣筒豎直升降的第二升降裝置，量測所述取樣筒與測試倉之間的豎直間距的第一測距裝置，以及計時裝置，所述計時裝置、第一測距裝置和第二升降裝置固定安裝在所述測試倉內；所述取樣筒包括豎直設置的筒體，裝配于所述筒體內的抽吸活塞，控制所述抽吸活塞在所述筒體內位置的活塞驅動組件，以及套設固定于所述筒體下端部的重環；

所述第二升降裝置的驅動端通過第二連接件連接所述筒體，所述第二連接件設為第二柔性約束件或滑動配合件，所述滑動配合件包括豎直導軌和與所述豎直導軌滑動配合的滑塊，所述豎直導軌和滑塊分別固定連接所述筒體和第二升降裝置的驅動端；所述筒體通過所述第二連接件懸掛于所述第二升降裝置下方，所述筒體下端面開設有取樣口。

作為優選，所述第一柔性約束件和第二柔性約束件均可設為繩索、鋼索、鏈條、皮帶，或兩端部均通過萬向接頭與其他部件連接的連桿中的任一種。