一种基于室内静力触探试验的深海沉积物力学特性评价方法技术

技术编号:42061699 阅读:27 留言:0更新日期:2024-07-19 16:46
本发明专利技术提供了一种基于室内静力触探试验的深海沉积物力学特性评价方法,属于岩土工程勘察领域。本发明专利技术基于室内静力触探装置获得最佳土样尺寸、探头直径、最佳贯入深度和最佳贯入速率,并在此基础上开展室内静力触探试验和三轴试验,将室内静力触探试验数据与三轴试验数据结合,得到天然气水合物储层及其上覆土层的多项力学特性参数,建立一套深海沉积物力学特性评价方法。该方法具有快速便捷、采集数据量大、干扰小及费用低廉等特点以及可重复、试样均匀性、应用已知/受控边界条件以及应用特定应力历史的能力。通过室内静力触探校核试验,建立深海各地区沉积物的物理力学特性与贯入数据之间的对应经验关系,反演出土体强度、渗流和变形等特性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于岩土工程勘察,具体涉及一种基于室内静力触探试验的深海沉积物力学特性评价方法


技术介绍

1、全球的重大油气发现一多半都来自深海,深海将成为油气资源的重要接替区之一。水合物开采过程会引起储层结构破坏,承载力降低,进而可能造成水合物储层及其上覆土层变形沉降,最终诱发井筒失稳、海底滑坡等工程地质灾害。因此在实现天然气水合物资源商业化开采之前,必须对储层的种类、土层的边界和各种物理力学参数进行深入的分析和评估,充分了解天然气水合物储层以及其上覆土层的力学特性。保障开采安全,是深海资源开发的先决条件。而且随着海洋资源的开发利用,海上构筑物越来越多,为保证海上构筑物的安全稳定,必须确定构筑物地基-海洋土的工程性质。

2、静力触探(cpt)是一种原位勘探技术,通过将装有传感器的圆锥探头均速压入土中,获取土体不同位置的锥尖阻力、侧壁摩阻及孔压等数据。经数据分析后,能准确分析深海沉积物和水合物储层的土类、土层界限以及各类物理力学指标,具有快速便捷、无需取样、采集大量数据、数据连续、再现性好、干扰小和低成本等优势。室内静力触探具有可重复、保证试样均匀本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于室内静力触探试验的深海沉积物力学特性评价方法,其特征在于,该方法基于一种室内静力触探装置实现,该装置包括轴向加载系统、基座、试样移动台、标定罐、温压控制模块和程序控制系统;

2.根据权利要求1所述的一种基于室内静力触探试验的深海沉积物力学特性评价方法,其特征在于,所述标定罐包括标定罐底座、标定罐壳体、试样底座、土样、试样帽和橡皮膜;其中,标定罐底座为顶部设有凹槽的圆柱结构,其安装在移动导轨上;标定罐壳体为底部开口的圆柱壳体结构,其与标定罐底座连接,使二者之间形成一个空腔;土样通过橡皮模包裹,同时通过橡皮模将土样上下两端分别与试样帽及试样底座连接为一个整体,一同置于...

【技术特征摘要】

1.一种基于室内静力触探试验的深海沉积物力学特性评价方法,其特征在于,该方法基于一种室内静力触探装置实现,该装置包括轴向加载系统、基座、试样移动台、标定罐、温压控制模块和程序控制系统;

2.根据权利要求1所述的一种基于室内静力触探试验的深海沉积物力学特性评价方法,其特征在于,所述标定罐包括标定罐底座、标定罐壳体、试样底座、土样、试样帽和橡皮膜;其中,标定罐底座为顶部设有凹槽的圆柱结构,其安装在移动导轨上;标定罐壳体为底部开口的圆柱壳体结构,其与标定罐底座连接,使二者之间形成一个空腔;土样通过橡皮模包裹,同时通过橡皮模将土样上下两端分别与试样帽及试样底座连接为一个整体,一同置于所述空腔中;所述标定罐壳体顶部中心处设有导向孔,土样上移过程中,试样帽的凸起嵌入导向孔中,保证土样准确无误地升起;所述试样帽中心开有圆柱形孔,探头通过圆柱形孔贯入土样;所述标定罐底座底部中心设有通孔,便于下加载组件作用在试样底座上。

3.根据权利要求2所述的一种基于室内静力触探试验的深海沉积物力学特性评价方法,其特征在于,所述下加载组件包括下伺服电机、下减速机、下同步带轮、下同步带、下滚珠丝杠、下加载横梁、下横梁和下加载杆;其中,下减速机安装在下横梁上,且下减速机与下伺服电机连接;下横梁底部安装有三个下同步带轮,下同步带轮之间安装下同步带;其中一下同步带轮与下减速机连接,另两个下同步带轮分别与位于下横梁上方的两个下滚珠丝杠一端连接;下滚珠丝杠另一端通过轴承安装在基座上;下加载横梁通过螺纹连接在两下滚珠丝杠上,下加载横梁中心处设有下加载杆;下减速机在下伺服电机的驱动下控制下同步带轮转动,并通过下同步带传动驱动下滚珠丝杠转动,进而带动下加载横梁上下移动,使下加载杆推动土样位于合适的位置;

4.根据权利要求3所述的一种基于室内静力触探试验的深海沉积物力学特性评价方法,其特征在于,所述荷载架由支撑臂和轴环组成;其中,两支撑臂分别对称固定在基座上表面两端,轴环两端分别与上横梁及支撑臂连接,确保试验过程中各部件的相对位置保持稳定。

5.根据权利要求3或4所述的一种基于室内静力触探试验的...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘瑜冯凯旋宋永臣葛阳王磊沈实李清平
申请(专利权)人:大连理工大学
类型:发明
国别省市:

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