The invention discloses a positioning measurement method in marine geotechnical anchor test, which belongs to the field of civil engineering technology. In view of the shortcomings of large errors in the existing wire-pulling positioning measurement method and the displacement sensor not meeting the test requirements, the invention provides a method for not directly measuring the displacement of the anchor, but for magnetizing the anchor to produce a magnetic field, adhering the optical fiber to the magnetostrictive material, and fixing the magnetostrictive material, and measuring the displacement of the anchor during its movement. The magnetic field intensity at the magnetostrictive material can be calculated by measuring the strain of the fiber, that is, the magnetostrictive material. Then the distance between the magnetostrictive material and the anchor can be calculated by the magnetic field intensity formula, so that the anchor can be located. Compared with the existing measurement technology, the error that the sensor can not measure in the soil and the wireless sensor installed on the anchor is solved. It can accurately measure anchor tracks in marine geotechnical tests.
【技术实现步骤摘要】
一种海洋岩土中锚定位试验的测量方法
本专利技术属于土木工程
,涉及一种海洋岩土中锚试验的定位方法,尤其涉及一种利用光纤光栅传感器为测量部件的定位测量方法。
技术介绍
随着海洋资源的开发和利用,系泊系统及其系泊基础的研发已成为国际海洋工程领域的前沿和关键课题,对于海洋锚的需求日益增加,同时出现了许多新型锚结构。目前,对于浮动式采油平台的锚泊系统一般采用鱼雷锚,深水系泊系统一般采用拖曳锚,大型海洋平台一般采用平板锚等。鱼雷锚的贯入深度决定了锚泊系统的稳定性;拖曳锚的轨迹决定了拖曳锚的反悬链方程,拖曳锚的倾斜角和深度决定的拖曳锚的受力状态;平板锚的运动轨迹决定了平板锚最终的丢失深度和倾斜角,即直接决定了平板锚的承载力。因此,锚轨迹的精确定位就很有意义。对于海洋锚的安装定位普遍采用经验法,通过试验指导实际工程。对于船舶、海洋平台等海上工程结构的稳定性及承载力等主要取决于锚的轨迹定位,因此在海洋岩土工程中锚的定位试验就有很大意义。传统的锚定位试验通常采用拉线定位、位移传感器、无线传感器等方法测量。以上方法已经在试验中广泛应用,但是也存在一些问题。例如,拉线定位测量误差大,普通传感器精度低并且可能不符合试验条件和环境,对于一些锚比如鱼雷锚需要很高频率的无线传感器才能准确测量,往往很难满足测量精度,同时无线传感器安装在锚上会改变锚的自身参数,存在误差。现有的测量手段往往不能准确地模拟锚的运动轨迹。本专利技术提供的光纤光栅测量方法,以光纤作为信号传输介质,具有精度高、灵敏度高、价格低等优点。对于提升测量精度、更准确地模拟锚的运动状态具有重要意义。
技术实现思路
本专利技 ...
【技术保护点】
1.一种海洋岩土中锚定位试验的测量方法,其特征在于,所用的系统中包括充磁机、磁致伸缩材料(2)、光缆、光纤光栅(3)、波长解调仪(4)、铜管(5)和木板(6);锚分为鱼雷锚(8)和平板锚(9),均为可磁化材料,利用充磁机将锚磁化后,锚产生永磁体磁场;所述的光纤光栅(3)一端用环氧树脂固定在磁致伸缩材料(2)上,另一端与波长解调仪(4)相连,中间套在铜管(5)内插入土中;所述的磁致伸缩材料(2)用木板(6)固定在试验箱(7)内侧;磁致伸缩材料(2)由于磁场作用在初始位置产生初始应变δ0,当锚在土中运动时,改变磁致伸缩材料(2)处的磁场强度,磁致伸缩材料(2)的应变发生变化并且应变由光纤测得,通过磁致伸缩材料(2)的磁致伸缩系数与磁场强度关系曲线算出磁致伸缩材料(2)处的磁场强度,再根据永磁体磁场强度的算法反算出磁致伸缩材料(2)与锚的距离;所述的磁致伸缩材料(2)是指材料由于外加磁场的改变,其尺寸发生变化,去掉磁场后又恢复原长,且磁致伸缩系数:
【技术特征摘要】
1.一种海洋岩土中锚定位试验的测量方法,其特征在于,所用的系统中包括充磁机、磁致伸缩材料(2)、光缆、光纤光栅(3)、波长解调仪(4)、铜管(5)和木板(6);锚分为鱼雷锚(8)和平板锚(9),均为可磁化材料,利用充磁机将锚磁化后,锚产生永磁体磁场;所述的光纤光栅(3)一端用环氧树脂固定在磁致伸缩材料(2)上,另一端与波长解调仪(4)相连,中间套在铜管(5)内插入土中;所述的磁致伸缩材料(2)用木板(6)固定在试验箱(7)内侧;磁致伸缩材料(2)由于磁场作用在初始位置产生初始应变δ0,当锚在土中运动时,改变磁致伸缩材料(2)处的磁场强度,磁致伸缩材料(2)的应变发生变化并且应变由光纤测得,通过磁致伸缩材料(2)的磁致伸缩系数与磁场强度关系曲线算出磁致伸缩材料(2)处的磁场强度,再根据永磁体磁场强度的算法反算出磁致伸缩材料(2)与锚的距离...
【专利技术属性】
技术研发人员:裴华富,李旭,杨钢,杨庆,朱彬,张思奇,宋怀博,
申请(专利权)人:大连理工大学,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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