[發(fā)明專利]海底基槽內(nèi)不同深度處回淤物容重的原位測(cè)試及微擾動(dòng)取樣方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010872671.2
• 申請(qǐng)日: 2020-08-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112051187B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉文彬;李增軍;黃泰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中交天津港灣工程研究院有限公司;中交第一航務(wù)工程局有限公司;天津港灣工程質(zhì)量檢測(cè)中心有限公司
• 主分類號(hào): G01N9/02
• 分類號(hào): G01N9/02;G01N1/04
• 代理公司: 天津創(chuàng)智睿誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12251
• 代理人: 王海濱

本發(fā)明公開(kāi)了一種海底基槽內(nèi)不同深度處回淤物容重的原位測(cè)試及微擾動(dòng)取樣方法，包括中心立柱，在中心立柱圓周沿不同深度分布的多個(gè)監(jiān)測(cè)盒；監(jiān)測(cè)盒包括盒身、盒蓋、稱重盒底、盒蓋上支撐、稱重盒底下支撐、盒蓋驅(qū)動(dòng)液壓缸和稱重盒底驅(qū)動(dòng)液壓缸，盒蓋驅(qū)動(dòng)液壓缸用于驅(qū)動(dòng)盒蓋沿盒蓋上支撐橫向滑動(dòng)，實(shí)現(xiàn)盒蓋與盒身閉合或者打開(kāi)；稱重盒底驅(qū)動(dòng)液壓缸用于驅(qū)動(dòng)稱重盒底沿稱重盒底下支撐橫向滑動(dòng)，實(shí)現(xiàn)稱重盒底與盒身閉合或者打開(kāi)；整個(gè)裝置放置于海底監(jiān)測(cè)區(qū)域，靜置一段時(shí)間后關(guān)閉盒蓋和稱重盒底，測(cè)定監(jiān)測(cè)盒內(nèi)回淤物的總重量，再根據(jù)監(jiān)測(cè)盒的實(shí)際體積計(jì)算得到各個(gè)深度位置的監(jiān)測(cè)盒內(nèi)回淤物的容重；將整個(gè)裝置在封閉條件下打撈出水面，實(shí)現(xiàn)取樣。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于海底回淤物檢測(cè)及取樣技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種海底基槽內(nèi)不同深度處回淤物容重的原位測(cè)試及微擾動(dòng)取樣方法。

背景技術(shù)

水下開(kāi)挖基槽是近海工程中十分常見(jiàn)的施工形式，如沉管隧道工程、海底管道工程等都離不開(kāi)基槽開(kāi)挖，但由于基槽開(kāi)挖的施工工期較長(zhǎng)，基槽內(nèi)難免會(huì)產(chǎn)生回淤沉積物。關(guān)于回淤沉積物的形成原因和條件，已取得了較為一致的認(rèn)識(shí)，即細(xì)顆粒泥沙懸揚(yáng)后，隨水流運(yùn)移到基槽內(nèi)而落淤。粘性土懸沙在沉降過(guò)程中，由于絮凝作用，使得泥沙顆粒形成絮凝顆粒，達(dá)到一定濃度后絮凝聚集成蜂窩狀高含沙絮團(tuán)結(jié)構(gòu)，并與上層水體間出現(xiàn)清晰界面，當(dāng)濃度大到足以改變流變特性時(shí)，懸浮物變成沉積物；或者海床表層淤泥軟化后在水平方向發(fā)生流動(dòng)后聚集在一起，或者泥沙在大風(fēng)浪作用下起動(dòng)形成高含沙水體，然后在重力作用下向基槽內(nèi)匯聚形成回淤沉積物。大量的回淤沉積物會(huì)嚴(yán)重影響工程的施工質(zhì)量，延長(zhǎng)工期，增加施工成本，因此，施工之前必須明確回淤沉積物的物理力學(xué)特性，為工程的順利開(kāi)展提供數(shù)據(jù)保障。

工程經(jīng)驗(yàn)表明，沉積在基槽內(nèi)的回淤沉積物由三部分組成，上部為含水率高、粒徑較小、重度較小的流泥和浮泥，中部為含水率、粒徑、重度較適中的淤泥，下部為顆粒較大、含水率較大、重度較大的淤泥質(zhì)土。對(duì)于以上三部分的土體規(guī)范中均給出了相應(yīng)的定義，如《港口工程地質(zhì)勘查規(guī)范》(JTJ 240-97)及《港口工程地基規(guī)范》(JTJ250-98)將淤泥性土的劃分為淤泥質(zhì)土、淤泥、流泥、浮泥4個(gè)亞類(如表1所示)，而《水運(yùn)工程巖土勘察規(guī)范》(JTS133-2013)以及《水運(yùn)工程地基設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTS147-2017)中將淤泥性土劃分為淤泥質(zhì)土、淤泥和流泥3個(gè)亞類(如表2所示)。

表1淤泥性土分類

表2淤泥性土分類

無(wú)論對(duì)淤泥性土如何劃分，規(guī)范中均認(rèn)為浮泥無(wú)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、無(wú)附著力，對(duì)拋石基床不會(huì)形成夾層，可忽略其存在。行業(yè)規(guī)范將重度、孔隙比和含水率作為衡量回淤物對(duì)工程施工質(zhì)量影響的重要指標(biāo)，其中重度是最常用的指標(biāo)，因此，工程開(kāi)展之前需要對(duì)回淤物的重度進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)定。大量工程經(jīng)驗(yàn)表明：海底基槽內(nèi)的回淤物具有重度隨深度不斷變化、土體特性易擾動(dòng)等特點(diǎn)，如何能夠在微擾動(dòng)前提下準(zhǔn)確測(cè)量不同深度處回淤物的重度值，對(duì)于實(shí)際工程具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種海底基槽內(nèi)不同深度處回淤物容重的原位測(cè)試及微擾動(dòng)取樣方法。既能原位測(cè)定海底回淤物不同深度處的容重，又能通過(guò)蓋板閉合，達(dá)到對(duì)海底不同深度處的回淤物進(jìn)行微擾動(dòng)取樣的目的，進(jìn)而在實(shí)驗(yàn)室中獲取關(guān)于回淤物更多的物理力學(xué)指標(biāo)。通過(guò)明確回淤物的物理力學(xué)指標(biāo)，明確回淤物對(duì)于海洋工程施工的影響，為海洋工程的順利實(shí)施提供數(shù)據(jù)支持。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種海底基槽內(nèi)不同深度處回淤物容重的原位測(cè)試及微擾動(dòng)取樣方法：

包括中心立柱，在中心立柱圓周沿不同深度分布的多個(gè)監(jiān)測(cè)盒；