【技术实现步骤摘要】
一种模拟水合物分解触发海底斜坡破坏的实验系统及使用方法
[0001]本专利技术属于岩土工程
，涉及一种模拟水合物分解触发海底斜坡破坏的实验系统及使用方法。
技术介绍
[0002]随着海洋强国倡议的深入推进，我国能源开发也不断由陆地转向海洋、由浅海进入深海，海洋能源开发正在成为我国经济发展的重要组成。天然气水合物作为一种重要的清洁能源，具有资源储量大、能量密度高、分布范围广和清洁无污染的特点，被视为21世纪最具开发潜力的新型替代能源，且其中97％以上分布在海洋沉积物中。天然气水合物的稳定赋存受地层温度、压力、气体组分和地层化学组成等因素的影响。外部环境变化会导致水合物的分解，破坏斜坡整体稳定性，进而引发海底斜坡失稳或大规模滑坡等地质灾害，给水合物的安全持续开发带来挑战。因此，从国家重大战略需求出发，开展水合物分解后诱发海底斜坡失稳的灾变演化机理研究具有重要的科学意义。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的是提供一种水合物分解触发海底斜坡破坏的实验模拟系统。在模拟海底水下环境中实现水合物的可控生成与分...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种模拟水合物分解触发海底斜坡破坏的实验系统，其特征在于，所述的实验系统包括环境温度控制模块、斜坡破坏模拟模块、参数监测及采集模块；所述的环境温度控制模块：包括环境温控器(7)、低温箱(3)、环境温度系统控制线(13)；所述环境温控器(7)与低温箱(3)通过环境温度系统控制线(13)连接，用以模拟海底低温环境以及提供适宜的水合物生成温度；所述的低温箱(3)上设有用于穿过土温系统控制线(9)、传感器信号传输线(12)的通孔；所述的斜坡破坏模拟模块：包括实验模型箱(4)、斜坡底板(14)、多层土斜坡(15)、土温控制器(1)、土温系统控制线(9)、温度传感器(18)，其中土温系统控制线(9)包括温控线(19)、加热线(20)；所述土温控制器(1)与加热丝(20)连接，加热丝(20)布设于斜坡底板(14)上表面；且土温控制器(1)通过温控线(19)与温度传感器(18)连接，将温控线(19)与温度传感器(18)同样布设在斜坡底板(14)的上表面；所述实验模型箱(4)放置于低温箱(3)内，为实现斜坡模型(15)内部参数的监测，将实验模型箱(4)一侧设置为透明；所述模型底板(14)位于实验模型箱(4)内，其与实验模型箱(4)下表面呈一定角度，根据具体实验工况调节角度；所述斜坡模型(15)置于已布设好温控线路的模型底板(14)上，其根据不同实验工况更改形状和厚度；所述的参数监测及采集模块：包括高速摄像机(5)、图像采集器(6)、光纤光栅孔压传感器(16)、光纤传输线(10)、光纤光栅解调仪(2)、土应力传感器(17)、传感器信号传输线(12)、数据传输线(11)、计算机(8)；所述高速摄像机(5)安装在实验模型箱(4)透明侧及顶部，高速摄像机(5)通过传感器信号传输线(12)连接到图像采集器(6)，用以监测实验过程中斜坡模型(15)内部变形及外部三维形态的改变；所述光纤光栅孔压传感器(16)和土应力传感器(17)预先埋设于斜坡模型(15)的土层内部，并分别通过光纤传输线(10)、传感器信号传输线(12)连接到光纤光栅解调仪(2)、图像采集器(6)，上述两类传输线与传感器均采用串联法连接，用以实验过程中斜坡内部超孔隙压力和土压力；将光纤光栅解调仪(2)与图像采集器(6)的输出信号通过数据传输线(11)链接到计算机(8)，实时监测收集设计工况的各类数据。2.根据权利要求1所述的一种模拟水合物分解触发海底斜坡破坏的实验系统，其特征在于，所述的温度传感器(18)、温控线(19)、加热线(20)布置于斜坡底板(14)上表面，具体布置方式为：所述加热线(20)为回字形排布，其中在斜坡底板(14)中部倾斜段设置多个小型回形排布区域，可根据具体工况模拟水合物点状加热分解和区域加热分解；所述温度传感器(18)在垂直于模型箱(4)透明侧面的方向上设置多组，各组均沿斜坡底板(14)倾斜方向等间隔布设，可实时监测土层加热温度；所述温控线(19)起连接温度传感器(18)的作用，呈并联状态布设，将土层温度数据传输到土层温控器1，以实现土层温度的精确闭环控制。3.根据权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员：年廷凯，张浩，宋晓龙，赵维，荣泽，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：
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