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深海松散沉积物高围压低有效应力加载控制装置和方法制造方法及图纸

技术编号:42746422 阅读:26 留言:0更新日期:2024-09-18 13:38
本发明专利技术涉及一种深海松散沉积物高围压低有效应力加载控制装置和方法。装置中电气比例减压阀的进气口连接气源,出气口分别通过连接并联的围压微变截面调压器组件和反压微变截面调压器组件,围压微变截面调压器组件的出口连接三轴压力室,反压微变截面调压器的出口连接深海松散沉积物,围压反压高精度压差测量计连接三轴压力室和深海松散沉积物。与现有技术相比,本发明专利技术具有围压微变截面调压器组件和反压微变截面调压器组件均为机械结构,将绝对压力控制转化为相对压差控制,可实现低有效应力状态的高精度施加控制;围压反压高精度压差测量计可满足深海高围压工况;微变截面调压器串联和并联可根据不同的工况需求进行选择,适应范围广等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及深海松散沉积物研究,尤其是涉及一种深海松散沉积物高围压低有效应力加载控制装置和方法


技术介绍

1、海底松散沉积物是海洋资源开发和海洋工程建设的主要地质载体,但因其易受工程建设扰动,以及地震、波浪、洋流等外力作用而出现失稳破坏现象,给相关工程安全带来巨大挑战。因此,要准确评估海底松散沉积物的致灾效应,必须依靠高性能的岩土参数测试设备高精度再现海底浅层松散沉积物高围压/低有效应力状态,开展其基本的力学性质研究。目前开展高精度岩土材料力学测试主要采用三轴单元力学试验系统。

2、以赋存于我国南海最大水深5000m的海底散沉积物为例,易发生失稳流滑破坏的地表以下10m深度范围内的浅层松散沉积物,其围压高达50mpa,但是有效应力只有5-100kpa。在三轴试验中,当施加的围压/反压达到50mpa时,现有高压压力控制器虽能提供50mpa的压力,但却无法实现5kpa级的高精度加载,导致不能精确控制围压和反压的压差,即无法实现海底松散沉积物原位5-100kpa的低有效应力状态。其根本原因是由于在现有技术水平下,50mpa量程的孔隙水压力传感器的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种深海松散沉积物高围压低有效应力加载控制装置,包括三轴压力室,其特征在于,该装置还包括电气比例减压阀(1)、开关阀(2)、围压微变截面调压器组件(3)、反压微变截面调压器组件(4)、压力传感器(5)和围压反压高精度压差测量计(7);所述电气比例减压阀(1)的进气口连接气源,出气口分别通过开关阀(2)连接并联的围压微变截面调压器组件(3)和反压微变截面调压器组件(4),所述围压微变截面调压器(8)的出口连接三轴压力室,所述反压微变截面调压器(8)的出口连接深海松散沉积物(602),所述压力传感器(5)为两个,分别安装在围压微变截面调压器组件(3)和反压微变截面调压器组件(4)的出口,...

【技术特征摘要】

1.一种深海松散沉积物高围压低有效应力加载控制装置,包括三轴压力室,其特征在于,该装置还包括电气比例减压阀(1)、开关阀(2)、围压微变截面调压器组件(3)、反压微变截面调压器组件(4)、压力传感器(5)和围压反压高精度压差测量计(7);所述电气比例减压阀(1)的进气口连接气源,出气口分别通过开关阀(2)连接并联的围压微变截面调压器组件(3)和反压微变截面调压器组件(4),所述围压微变截面调压器(8)的出口连接三轴压力室,所述反压微变截面调压器(8)的出口连接深海松散沉积物(602),所述压力传感器(5)为两个,分别安装在围压微变截面调压器组件(3)和反压微变截面调压器组件(4)的出口,所述围压反压高精度压差测量计(7)一端与三轴压力室连接,另一端与深海松散沉积物(602)进行连接。

2.根据权利要求1所述的一种深海松散沉积物高围压低有效应力加载控制装置,其特征在于,所述的围压微变截面调压器组件(3)提供围压,所述反压微变截面调压器组件(4)提供反压,所述围压大于反压当前深海压力的0.01%~0.2%。

3.根据权利要求1所述的一种深海松散沉积物高围压低有效应力加载控制装置,其特征在于,所述的围压微变截面调压器组件(3)和反压微变截面调压器组件(4)均包括一个或多个微变截面调压器(8),每个所述微变截面调压器(8)均与一个开关阀(2)串联。

4.根据权利要求3所述的一种深海松散沉积物高围压低有效应力加载控制装置,其特征在于,所述的围压微变截面调压器组件(3)和反压微变截面调压器组件(4)的微变截面调压器(8)进气端活塞面积相同;所述围压微变截面调压器组件(3)的微变截面调压器(8)出液端活塞面积小于反压微变截面调压器组件(4)的微变截面调压器(8)出液端活塞面积,所述围压微变截面调压器组件(3)和反压微变截面调压器组件(4)的一个或多个微变截面调压器(8)出液端活塞的面积...

【专利技术属性】
技术研发人员:叶斌朱家志张锋黄雨毛无卫罗森林刘侃侃
申请(专利权)人:同济大学
类型:发明
国别省市:

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