[實用新型]一種軟土場地土體參數長距離連續測量裝置

有效

• 申請號: 201921009007.4
• 申請日: 2019-07-01
• 公開（公告）號: CN210294255U
• 公開（公告）日: 2020-04-10
• 發明（設計）人: 于龍;韓云瑞;楊慶
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01N3/24;G01N3/08;G01N3/02;G01N19/02
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;侯明遠

本實用新型屬于巖土、地質和環境等研究技術領域，提供了一種軟土場地土體參數長距離連續測量裝置，包括拖曳結構主體I、土體參數測量系統II以及拖拽系統III三部分。本實用新型所提裝置突破了傳統單點豎向測量裝置不能獲取橫向連續土體參數的局限，通過一次拖拉試驗即可完成土體強度、應變軟化以及土體與結構物界面摩擦作用等參數的橫向長距離連續現場測量，所測參數可用于指導防波堤工程、海底油氣管線、電纜、光纜等工程的設計及施工。尤其隨著深海油氣資源開發日益增多，依托本實用新型所提方法對海底土體參數進行測量并應用于海底管線、海底電纜等工程設施的設計及穩定性評價具有重要意義。

技術領域

本實用新型屬于巖土、地質和環境等研究技術領域，涉及一種軟土場地土體參數長距離連續測量裝置，該裝置尤其適用于水下管線設計及施工前的土體參數調查。

背景技術

準確地測量土體參數是一切工程實施的基礎。軟土作為一種不良土體，一般具有天然含水量高、天然孔隙比大、壓縮性高、抗剪強度低、固結系數小、固結時間長、靈敏度高、透水性差等特點。因此對軟土場地進行設計和施工風險較高。實現軟土場地土體參數精確測量是降低工程風險和優化工程設計的重要途徑，而達到快速、連續、準確的測量不僅是對實驗裝置的重要考驗，更是工程界所面對的主要難題。

傳統土體參數的獲取主要是通過現場重力取樣或鉆孔取樣等方法獲取芯狀樣，繼而通過室內試驗完成土體相關參數的測量。但該種方法由于取樣過程對土體的擾動以及室內試驗方法本身存在的局限性，很難準確估計實際場地的土體參數，這必然對工程造成不利的影響甚至影響工程安全。近些年，現場原位試驗裝置得到了快速發展，靜力觸探試驗(CPT，CPTU)、原位T-bar試驗，原位Ball-bar試驗等得到了廣泛應用，試驗精度也得到了顯著提升，尤其對于軟土場地，這些實驗裝置體現了無法比擬的優越性。然而，這些實驗裝置均是針對某一個目標點通過測量設備豎向的單次貫入或循環貫入來獲得土體參數，這對于單一目標點的土體參數測量具有良好的適用性。對于大范圍長距離的場地，此類試驗裝置不能測量土體參數沿地層方向的變化。通過設置較多的豎向鉆孔點可以從一定程度上獲得土體參數沿地層方向的變化關系，但由此導致的工程費用和耗時的增加，使得實際工程中該種方案也變得不切實際。結合目前工程中遇到的問題，急需找到一種能夠實現沿地層方向長距離連續測量土體參數的實驗裝置，該裝置對建立于軟土場地工程的設計及穩定性評價具有重要的意義。

實用新型內容

針對已有實驗裝置不能實現沿地層方向長距離測量土體參數的問題，本實用新型提出了一種可實現橫向連續測量土體參數的裝置，該裝置可適用于湖泊、沼澤、河流、海洋等底部軟弱土層的土體參數的沿地層方向連續測量，最終服務于防波堤、海底油氣管線、電纜、光纜等依托于沿地層方向長距離淺層土體參數進行設計和施工的工程。尤其是隨著深海油氣資源開發日益增多，依托本實用新型所提裝置對海底土體參數進行測量并應用于海底管線、海底電纜等工程設施的設計及穩定性評價具有極為重要意義。

本實用新型的技術方案：

一種軟土場地土體參數長距離連續測量裝置，包括拖曳結構主體I、土體參數測量系統II以及拖拽系統III三部分；

拖曳結構主體I包括拖曳結構頂板1、中空肋板2、拖纜拉環3、配重鉛塊4、拖拉滾輪5和固定螺絲6；所述的拖曳結構頂板1與中空肋板2組成拖曳結構主體I外部框架，中空肋板2的前端面為弧形面，中空肋板2的底表面有多個凹槽，二者均采用不銹鋼結構；所述的拖曳結構頂板1上部設有中空結構用以施加配重鉛塊4，中空肋板2內可排設線纜；所述的拖拉滾輪5共2個，通過固定螺絲6布設于拖曳結構頂板1兩側，拖拉滾輪5可圍繞固定螺絲6發生轉動，用以控制中空肋板2的貫入深度；在拖拉滾輪5調整到指定角度后，擰緊固定螺絲6；所述的配重鉛塊4用以改變拖曳結構主體I自重保證拖曳結構主體I沉入土層一定深度；所述的拖纜拉環3布設于拖曳結構頂板1前端，用以與外部拖拽系統III相連接，使拖曳結構主體I在土層內勻速移動；