本实用新型专利技术公开了一种测定海底基槽内不同深度处回淤物容重的原位测试及微扰动取样装置，包括中心立柱，在中心立柱圆周沿不同深度分布的多个监测盒；监测盒包括盒身、盒盖、称重盒底、盒盖上支撑、称重盒底下支撑、盒盖驱动液压缸和称重盒底驱动液压缸，盒盖驱动液压缸用于驱动盒盖沿盒盖上支撑横向滑动，实现盒盖与盒身闭合或者打开；称重盒底驱动液压缸用于驱动称重盒底沿称重盒底下支撑横向滑动，实现称重盒底与盒身闭合或者打开；整个装置放置于海底监测区域，静置一段时间后关闭盒盖和称重盒底，测定监测盒内回淤物的总重量，再根据监测盒的实际体积计算得到各个深度位置的监测盒内回淤物的容重；将整个装置在封闭条件下打捞出水面实现取样。捞出水面实现取样。捞出水面实现取样。
【技术实现步骤摘要】
测定海底基槽内不同深度处回淤物容重的原位测试及微扰动取样装置
[0001]本技术属于海底回淤物检测及取样
，具体涉及一种测定海底基槽内不同深度处回淤物容重的原位测试及微扰动取样装置。
技术介绍
[0002]水下开挖基槽是近海工程中十分常见的施工形式，如沉管隧道工程、海底管道工程等都离不开基槽开挖，但由于基槽开挖的施工工期较长，基槽内难免会产生回淤沉积物。关于回淤沉积物的形成原因和条件，已取得了较为一致的认识，即细颗粒泥沙悬扬后，随水流运移到基槽内而落淤。粘性土悬沙在沉降过程中，由于絮凝作用，使得泥沙颗粒形成絮凝颗粒，达到一定浓度后絮凝聚集成蜂窝状高含沙絮团结构，并与上层水体间出现清晰界面，当浓度大到足以改变流变特性时，悬浮物变成沉积物；或者海床表层淤泥软化后在水平方向发生流动后聚集在一起，或者泥沙在大风浪作用下起动形成高含沙水体，然后在重力作用下向基槽内汇聚形成回淤沉积物。大量的回淤沉积物会严重影响工程的施工质量，延长工期，增加施工成本，因此，施工之前必须明确回淤沉积物的物理力学特性，为工程的顺利开展提供数据保障。
[0003]工程经验表明，沉积在基槽内的回淤沉积物由三部分组成，上部为含水率高、粒径较小、重度较小的流泥和浮泥，中部为含水率、粒径、重度较适中的淤泥，下部为颗粒较大、含水率较大、重度较大的淤泥质土。对于以上三部分的土体规范中均给出了相应的定义，如《港口工程地质勘查规范》(JTJ 240-97)及《港口工程地基规范》(JTJ250-98)将淤泥性土的划分为淤泥质土、淤泥、流泥、浮泥4个亚类(如表1所示)，而《水运工程岩土勘察规范》(JTS133-2013)以及《水运工程地基设计规范》(JTS147-2017)中将淤泥性土划分为淤泥质土、淤泥和流泥3个亚类(如表2所示)。
[0004]表1淤泥性土分类
[0005][0006][0007]表2淤泥性土分类
[0008][0009]无论对淤泥性土如何划分，规范中均认为浮泥无结构强度、无附着力，对抛石基床不会形成夹层，可忽略其存在。行业规范将重度、孔隙比和含水率作为衡量回淤物对工程施工质量影响的重要指标，其中重度是最常用的指标，因此，工程开展之前需要对回淤物的重度进行准确测定。大量工程经验表明：海底基槽内的回淤物具有重度随深度不断变化、土体特性易扰动等特点，如何能够在微扰动前提下准确测量不同深度处回淤物的重度值，对于实际工程具有重要现实意义。
技术实现思路
[0010]本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种测定海底基槽内不同深度处回淤物容重的原位测试及微扰动取样装置。通过该装置既能原位测定海底回淤物不同深度处的容重，又能通过盖板闭合，达到对海底不同深度处的回淤物进行微扰动取样的目的，进而在实验室中获取关于回淤物更多的物理力学指标。通过明确回淤物的物理力学指标，明确回淤物对于海洋工程施工的影响，为海洋工程的顺利实施提供数据支持。
[0011]本技术是通过以下技术方案实现的：
[0012]一种测定海底基槽内不同深度处回淤物容重的原位测试及微扰动取样装置，包括中心立柱，在中心立柱圆周沿不同深度分布的多个监测盒；
[0013]所述监测盒包括盒身、盒盖、称重盒底、盒盖上支撑、称重盒底下支撑、盒盖驱动液压缸和称重盒底驱动液压缸，其中，盒身的侧部固定在中心立柱的外壁上，盒身上下通透开口，以使基槽内产生的回淤物在沉积过程中能够穿过盒身；盒盖通过滑轨横向滑动安装在盒盖上支撑上，称重盒底通过滑轨横向滑动安装在称重盒底下支撑上；所述盒盖驱动液压缸用于驱动盒盖沿盒盖上支撑横向滑动，实现盒盖与盒身闭合或者打开；所述称重盒底驱动液压缸用于驱动称重盒底沿称重盒底下支撑横向滑动，实现称重盒底与盒身闭合或者打开；
[0014]所述称重盒底包括盒底外壳、称重板和称重传感器，其中，盒底外壳具有底面和四个侧面，称重板水平设置在盒底外壳内部顶面位置，称重传感器设置在称重板和盒底外壳底面之间；称重板和盒底外壳四个侧面之间为间隙配合，并在称重板和盒底外壳四个侧面之间设置有防水密封膜；
[0015]中心立柱的内部具有设备安装空腔，所述盒盖驱动液压缸的缸身和称重盒底驱动液压缸的缸身均安装在中心立柱的设备安装空腔中，盒盖驱动液压缸的动作杆位于中心立柱外部并与盒盖连接，称重盒底驱动液压缸的动作杆位于中心立柱外部并与称重盒底连接；在中心立柱的备安装空腔中设置有液压控制系统，用于控制各盒盖驱动液压缸和称重盒底驱动液压缸动作；在中心立柱的备安装空腔中设置是有数据采集模块，该数据采集模块通过防水线缆与各称重盒底中的称重传感器连接，实现数据采集。
[0016]在上述技术方案中，所述监测盒沿中心立柱圆周自下而上成螺旋上升阶梯分布。
[0017]在上述技术方案中，中心立柱顶部设置有吊绳，用于牵引整个装置。
[0018]在上述技术方案中，中心立柱的底部设置有底座，该底座是由钢板制成，主要起到整个系统的稳固作用。
[0019]在上述技术方案中，中心立柱的筒壁上设置用于安装盒盖驱动液压缸缸身和称重盒底驱动液压缸缸身的安装孔，并且在盒盖驱动液压缸缸身和安装孔之间设置防水密封，
以及称重盒底驱动液压缸缸身和安装孔之间设置防水密封。
[0020]在上述技术方案中，所述盒盖上支撑的数量为两个，两个盒盖上支撑对称固定安装在盒身的左右两侧上部，盒盖上支撑为长条形状；所述盒盖为方形板状，盒盖的宽度大于盒身的宽度，盒盖的左右两侧的底部分别设置滑轨，通过滑轨滑动安装在盒盖上支撑上。
[0021]在上述技术方案中，所述称重盒底下支撑的数量为两个，两个称重盒底下支撑对称固定安装在盒身的左右两侧下部，称重盒底下支撑为长条形状；所述称重盒底的盒底外壳的左右两侧设置有与称重盒底下支撑对应的翼缘，翼缘上设置滑轨，翼缘通过滑轨滑动安装在称重盒底下支撑上，从而实现整个称重盒底与称重盒底下支撑的滑动安装。
[0022]在上述技术方案中，所述盒盖驱动液压缸和称重盒底驱动液压缸布置在盒身的侧部，具体来讲，所述盒盖驱动液压缸的动作杆外端连接在盒盖顶部外侧部位，所述称重盒底驱动液压缸的动作杆外端连接在称重盒底的盒底外壳外壁上。
[0023]在上述技术方案中，所述液压控制系统包括一个小型液压站，液压站通过液压管路与各盒盖驱动液压缸和称重盒底驱动液压缸分别连接，并且每个盒盖驱动液压缸和称重盒底驱动液压缸分别配备一个电磁换向控制阀，以控制各液压缸动作。
[0024]在上述技术方案中，称重盒底的盒底外壳上以及中心立柱的筒壁上开设有用于穿线的通孔，供防水线缆通过，并且在通孔处进行防水密封。
[0025]在上述技术方案中，在中心立柱的备安装空腔中还设置有总控制器，该总控制器与液压控制系统和数据采集模块连接，用于对液压控制系统和数据采集模块进行总控。
[0026]在上述技术方案中，总控制器通过防水线缆引出中心立柱与海面上的远程无线通讯模块连接，实现与监控终端进行远程无线通讯。
[0027]所述测定海底基槽内不本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种测定海底基槽内不同深度处回淤物容重的原位测试及微扰动取样装置，其特征在于：包括中心立柱，在中心立柱圆周沿不同深度分布的多个监测盒；所述监测盒包括盒身、盒盖、称重盒底、盒盖上支撑、称重盒底下支撑、盒盖驱动液压缸和称重盒底驱动液压缸，其中，盒身的侧部固定在中心立柱的外壁上，盒身上下通透开口，以使基槽内产生的回淤物在沉积过程中能够穿过盒身；盒盖通过滑轨横向滑动安装在盒盖上支撑上，称重盒底通过滑轨横向滑动安装在称重盒底下支撑上；所述盒盖驱动液压缸用于驱动盒盖沿盒盖上支撑横向滑动，实现盒盖与盒身闭合或者打开；所述称重盒底驱动液压缸用于驱动称重盒底沿称重盒底下支撑横向滑动，实现称重盒底与盒身闭合或者打开；所述称重盒底包括盒底外壳、称重板和称重传感器，其中，盒底外壳具有底面和四个侧面，称重板水平设置在盒底外壳内部顶面位置，称重传感器设置在称重板和盒底外壳底面之间；称重板和盒底外壳四个侧面之间为间隙配合，并在称重板和盒底外壳四个侧面之间设置有防水密封膜；中心立柱的内部具有设备安装空腔，所述盒盖驱动液压缸的缸身和称重盒底驱动液压缸的缸身均安装在中心立柱的设备安装空腔中，盒盖驱动液压缸的动作杆位于中心立柱外部并与盒盖连接，称重盒底驱动液压缸的动作杆位于中心立柱外部并与称重盒底连接；在中心立柱的备安装空腔中设置有液压控制系统，用于控制各盒盖驱动液压缸和称重盒底驱动液压缸动作；在中心立柱的备安装空腔中设置是有数据采集模块，该数据采集模块通过防水线缆与各称重盒底中的称重传感器连接，实现数据采集。2.根据权利要求1所述的测定海底基槽内不同深度处回淤物容重的原位测试及微扰动取样装置，其特征在于：所述监测盒沿中心立柱圆周自下而上成螺旋上升阶梯分布。3.根据权利要求1所述的测定海底基槽内不同深度处回淤物容重的原位测试及微扰动取样装置，其特征在于：中心立柱顶部设置有吊绳，用于牵引整个装置。4.根据权利要求1所述的测定海底基槽内不同深度处回淤物容重的原位测试及微扰动取样装置，其特征在于：中心立柱的底部设置有底座，该底座是由钢板制成，主要起到整个系统...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘文彬，李增军，黄泰，
申请(专利权)人：中交天津港湾工程研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：
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