[發明專利]配重可分離式組裝型孔隙水壓力監測系統及其布放方法

有效

• 申請號: 202010512281.4
• 申請日: 2020-06-08
• 公開（公告）號: CN111551309B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 賈永剛;薛涼;劉曉磊;荊少東;劉錦昆;文明征;孫中強;侯衍凱;李廣雪;馮秀麗
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: G01L23/32
• 分類號: G01L23/32;G08C17/02
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 張貴賓

本發明提供了一種配重可分離式組裝型孔隙水壓力監測系統，包括配重系統和探桿系統，配重系統包括鋼管、提頭、限位環、配重盤和第一承臺；探桿系統分為上下兩部分，探桿系統的上部為上部探桿，上部探桿頂端固定裝有第二承臺，上部探桿的內部中空并裝有浮球、纜繩和多通道數據采集儀，探桿系統的下部為下部探桿，下部探桿由若干個桿體組成，下部探桿的底端安裝觸探探頭，每個桿體之間通過法蘭接頭組裝，上部探桿與下部探桿之間設置有止位盤；法蘭接頭內部安裝孔壓傳感器，第一承臺和第二承臺之間通過扳機連接。通過本發明的技術方案，可以實現貫入深度控制、探桿長度調整、獲取土體參數、全程自動化、數據無線傳輸。

技術領域

本發明涉及海床壓力監測技術領域，具體而言，特別涉及一種配重可分離式組裝型孔隙水壓力監測系統及其布放方法。

背景技術

在波浪動力作用下海床沉積物內部孔隙水壓力不斷地發生動態變化,孔隙水壓力的動態累積會導致海床沉積物有效正應力下降,容易導致海床液化及海床側向變形甚至誘發海底滑坡。孔隙水壓力原位觀測能夠有效的反映海底動力地質過程,對于研究海床沉積物在波浪等水動力作用下的動態響應具有重要意義,同時對于地質災害的有效預測防治起到重要的作用。

在灘淺海進行海床孔隙水壓力原位測試中,會遇到孔壓計安裝、布放等問題,孔壓計的安裝、布放方法會對實際孔壓產生不同程度的影響。在灘淺海地區進行孔壓原位觀測時,孔壓計的埋設方法一般采用鉆孔法、靜力壓入法。在實際布放過程中,鉆孔法要求孔隙水壓力觀測系統布放過程中提供鉆機,使得孔隙水壓力觀測成本增高,同時采用鉆孔埋設法,通常需要跟進套管或進行泥漿護壁,以避免成孔過程中出現縮孔或坍塌,這種方法操作繁瑣。靜力壓入法往往需要提供巨大的反壓,使得布放操作復雜,同時伴有一定的安全隱患。

發明內容

為了彌補現有技術的不足，針對各種不同底質的海床，本發明提供了一種配重可分離式組裝型孔隙水壓力監測系統及其布放方法，該系統可根據不同海床進行孔壓監測，整個系統在布放回收過程中實現自動化操作，安全方便。

本發明是通過如下技術方案實現的：一種配重可分離式組裝型孔隙水壓力監測系統，包括配重系統和探桿系統，其中，配重系統包括鋼管，鋼管頂端安裝有提頭，鋼管下部固定安裝限位環，提手與限位環之間的鋼管上套有配重盤，鋼管底端固定裝有第一承臺；

探桿系統分為上下兩部分，探桿系統的上部為上部探桿，上部探桿頂端固定裝有第二承臺，上部探桿的內部中空并裝有浮球、纜繩和多通道數據采集儀，纜繩的一端連接在多通道數據采集儀頂端，纜繩的另一端連接在浮球上，探桿系統的下部為下部探桿，下部探桿由若干個桿體組成，下部探桿的底端安裝觸探探頭，每個桿體之間通過法蘭接頭組裝，上部探桿與下部探桿之間設置有止位盤；

法蘭接頭內部設有左空腔和右空腔，左空腔貫穿法蘭接頭，右空腔內安裝孔壓傳感器，孔壓傳感器通過在左空腔桿體內部走線連接至多通道數據采集儀，法蘭接頭的側壁上設置有通孔，通孔與右空腔底端的孔壓傳感器探頭聯通，通孔上安裝有透水石；

第一承臺和第二承臺之間通過扳機連接，扳機由兩條L形扳機組成，扳機的上部安裝鐵條，鐵條搭扣在第一承臺上，扳機的中部貫穿旋轉桿，旋轉桿安裝在第二承臺上,第一承臺的形狀為圓形，第一承臺對稱兩側分別設有與扳機寬度相匹配的凹槽，凹槽的上表面中部設有與鐵條尺寸相匹配的鐵條凹槽。

作為優選方案，浮球中安裝4G通訊模塊。

進一步地，纜繩內裝有通訊線纜將浮球中的4G通訊模塊和多通道數據采集儀通訊連接。

作為優選方案，第一承臺尺寸小于第二承臺。

作為優選方案，第二承臺的形狀為圓形。

作為優選方案，扳機繞旋轉桿旋轉角度為0°至90°。

一種配重可分離式組裝型孔隙水壓力監測系統的布放方法,具體步驟如下：