專(zhuān)利名稱(chēng)：海床土體位移和孔隙水壓力監(jiān)測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于海洋工程領(lǐng)域，涉及一種海洋環(huán)境參數(shù)及海床土體位移和孔隙水 壓力的測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
波浪在傳播過(guò)程中會(huì)在海床上產(chǎn)生顯著的動(dòng)壓力，動(dòng)壓力又會(huì)引起海床中孔隙水 壓力和有效應(yīng)力的改變。隨著超孔隙壓力的增大及垂直有效應(yīng)力的減小，部分海床可能會(huì) 發(fā)生失穩(wěn)，當(dāng)超孔隙水壓力超過(guò)土體的有效應(yīng)力，土體就會(huì)發(fā)生液化。一旦發(fā)生液化，土顆 粒就有可能像流體一樣被底部海流帶走，或隨著波浪作用產(chǎn)生的質(zhì)量搬移而遷移。海洋環(huán) 境中，海床失穩(wěn)的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。海床失穩(wěn)一般表現(xiàn)為土體發(fā)生位移，其極限形式為剪切 破壞、液化和沖刷。已有的海床土體孔壓監(jiān)測(cè)裝置只能測(cè)量土體在波浪作用下的孔隙水壓 力的變化，不能測(cè)量波浪作用下土體位移的變化，因此，無(wú)法精確揭示波浪對(duì)海床土體的影 響。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種海床土體位移和孔隙水壓力監(jiān)測(cè)裝置，不僅可以 同時(shí)監(jiān)測(cè)海洋環(huán)境參數(shù)，如波高、波向、波周期、水深和海流流速等，而且可以監(jiān)測(cè)不同深度 土體的位移和孔隙水壓力的海床土體位移和孔隙水壓力監(jiān)測(cè)裝置。且克服了已有技術(shù)的不 足，使得測(cè)得的海洋環(huán)境參數(shù)可以用于海洋結(jié)構(gòu)物的設(shè)計(jì)，同時(shí)，綜合波浪參數(shù)和土體位移 及孔隙水壓力的關(guān)系，可以揭示波浪要素與海床土體響應(yīng)的關(guān)系。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的解決方案是一種海床土體位移和孔隙水壓力監(jiān)測(cè)裝置，其包括測(cè)桿和自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集裝置， 測(cè)桿布置于海底，且部分位于海床泥線下；該自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集裝置包括孔隙水壓力計(jì)、測(cè)斜 儀、海流計(jì)和波高儀，孔隙水壓力計(jì)和測(cè)斜儀安裝于海床泥線下部的測(cè)桿上，海流計(jì)和波高 儀安裝于海床泥線上部的測(cè)桿上。所述測(cè)桿由套筒分段連接而成。所述測(cè)斜儀設(shè)置于海床泥線下部的測(cè)桿的每段套筒的中間位置。所述孔隙水壓力計(jì)設(shè)置于海床泥線下部的測(cè)桿的每段套筒的兩端接頭處。所述套筒頂端中間位置設(shè)有信號(hào)電纜孔，自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集裝置的信號(hào)電纜從套筒 中間穿過(guò)，經(jīng)信號(hào)電纜孔穿出連接至上位機(jī)。所述套筒每段長(zhǎng)lm。所述套筒之間采用螺紋連接。所述套筒的直徑大于孔隙壓力計(jì)的直徑。所述海流計(jì)設(shè)有三個(gè)，分別位于水面、1/2水深位置及海床面位置。所述波高儀位于水面位置，波高儀可隨水面上下起伏，且其活動(dòng)范圍不小于海面 的歷史最大波高。[0015]本實(shí)用新型不僅可以實(shí)時(shí)測(cè)量波高、波向、波周期、水深、流速等環(huán)境參數(shù)，還可以 監(jiān)測(cè)不同深度處土體位移和孔隙水壓力的變化，便于分析波浪要素對(duì)海床土體穩(wěn)定性的影 響。由于采用上述方案，本實(shí)用新型不僅可以測(cè)量土體在波浪作用下的孔隙水壓力的 變化，還可以綜合波浪參數(shù)和土體位移及孔隙水壓力的關(guān)系，體現(xiàn)波浪要素和海床土體響 應(yīng)的關(guān)系，從而精確揭示波浪對(duì)海床土體的影響。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖所示實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。本實(shí)用新型的海床土體位移和孔隙水壓力監(jiān)測(cè)裝置測(cè)得的海洋環(huán)境參數(shù)可以用 于海洋結(jié)構(gòu)物的設(shè)計(jì)，同時(shí)，綜合波浪參數(shù)和土體位移及孔隙水壓力的關(guān)系，可以揭示波浪 要素與海床土體響應(yīng)的關(guān)系。如圖1所示，為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)用新型是由測(cè)桿7和自動(dòng)化數(shù)據(jù) 采集裝置組成，測(cè)桿7總體上分為海床面(又稱(chēng)為泥線)以上部分和海床面以下的部分；自 動(dòng)化數(shù)據(jù)采集裝置布置在測(cè)桿上，包括孔隙水壓力計(jì)2、測(cè)斜儀3、波高儀5和海流計(jì)6，已有 技術(shù)僅包含測(cè)桿7和孔隙水壓力計(jì)2。測(cè)桿由分段套筒1連接，信號(hào)電纜孔8設(shè)置于上部 套筒頂端的中間位置，各測(cè)量?jī)x表的信號(hào)電纜從套筒中間穿過(guò)，經(jīng)信號(hào)電纜孔8穿出連接 至上位機(jī)；位于泥線4以下的測(cè)桿部分，各段套筒的長(zhǎng)度可根據(jù)土層分布情況及測(cè)量精度 要求確定，一般可取為Im ；套筒兩端接頭設(shè)置孔隙水壓力計(jì)2，套筒中間位置設(shè)置測(cè)斜儀3， 套筒的直徑可根據(jù)所選擇的孔隙水壓力計(jì)的尺寸確定，一般套筒直徑大于孔隙壓力計(jì)的尺 寸。位于泥線4以上的測(cè)桿部分，設(shè)置三個(gè)海流計(jì)6，分別為上部61、中部62和下部63，即 在水面附近、1/2水深位置及海床面附近三處分別安置三個(gè)海流計(jì)；在測(cè)桿水面位置附近 設(shè)置可以隨水面上下起伏的波高儀5，活動(dòng)范圍不得小于歷史最大波高。本實(shí)用新型可以實(shí)時(shí)測(cè)量波高、波向、波周期、水深、流速等環(huán)境參數(shù)以及不同深 度處土體位移和孔隙水壓力，波高、波周期、波向和水深等參數(shù)可由波高儀5測(cè)得，流速則 由海流計(jì)6測(cè)得，土體位移由測(cè)斜儀3測(cè)得，孔隙水壓力由孔隙水壓力計(jì)2測(cè)得。獲得了這 些參數(shù)，就可以分析波浪要素對(duì)海床土體穩(wěn)定性的影響。波高儀、海流計(jì)和孔隙水壓力計(jì)等 儀器可根據(jù)測(cè)量精度的要求進(jìn)行選擇，其具體的安裝位置以方便測(cè)得所需要的參數(shù)為準(zhǔn)。上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本實(shí) 用新型。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說(shuō) 明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本實(shí)用新型不限于這 里的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型的揭示，對(duì)于本實(shí)用新型做出的改進(jìn)和修改 都應(yīng)該在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種海床土體位移和孔隙水壓力監(jiān)測(cè)裝置，其包括測(cè)桿和自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集裝置，測(cè) 桿布置于海底，且部分位于海床泥線下，其特征在于該自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集裝置包括孔隙水壓 力計(jì)、測(cè)斜儀、海流計(jì)和波高儀，孔隙水壓力計(jì)和測(cè)斜儀安裝于海床泥線下部的測(cè)桿上，海 流計(jì)和波高儀安裝于海床泥線上部的測(cè)桿上。
2.如權(quán)利要求1所述的海床土體位移和孔隙水壓力監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述測(cè)桿 由套筒分段連接而成。
3.如權(quán)利要求2所述的海床土體位移和孔隙水壓力監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述測(cè)斜 儀設(shè)置于海床泥線下部的測(cè)桿的每段套筒的中間位置。
4.如權(quán)利要求2所述的海床土體位移和孔隙水壓力監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述孔隙 水壓力計(jì)設(shè)置于海床泥線下部的測(cè)桿的每段套筒的兩端接頭處。
5.如權(quán)利要求2所述的海床土體位移和孔隙水壓力監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述套筒 頂端中間位置設(shè)有信號(hào)電纜孔，自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集裝置的信號(hào)電纜從套筒中間穿過(guò)，經(jīng)信號(hào) 電纜孔穿出連接至上位機(jī)。
6.如權(quán)利要求2所述的海床土體位移和孔隙水壓力監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述套筒 每段長(zhǎng)lm。
7.如權(quán)利要求2所述的海床土體位移和孔隙水壓力監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述套筒 之間采用螺紋連接。
8.如權(quán)利要求2所述的海床土體位移和孔隙水壓力監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述套筒 的直徑大于孔隙壓力計(jì)的直徑。
9.如權(quán)利要求2所述的海床土體位移和孔隙水壓力監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述海流 計(jì)設(shè)有三個(gè)，分別位于水面、1/2水深位置及海床面位置。
10.如權(quán)利要求2所述的海床土體位移和孔隙水壓力監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述波高 儀位于水面位置，波高儀隨水面上下起伏，且其活動(dòng)范圍不小于海面的歷史最大波高。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種海床土體位移和孔隙水壓力監(jiān)測(cè)裝置，其包括測(cè)桿和自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集裝置，測(cè)桿由套筒分段連接而成，布置于海底，且部分位于海床泥線下；該自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集裝置包括孔隙水壓力計(jì)、測(cè)斜儀、海流計(jì)和波高儀，測(cè)斜儀設(shè)置于海床泥線下部的測(cè)桿的每段套筒的中間位置，孔隙水壓力計(jì)設(shè)置于海床泥線下部的測(cè)桿的每段套筒的兩端接頭處。在水面、1/2水深位置及海床面位置分別設(shè)置海流計(jì)，波高儀位于水面位置，可隨水面上下起伏，且其活動(dòng)范圍不小于海面的歷史最大波高。本實(shí)用新型不僅可以實(shí)時(shí)測(cè)量波高、波向、波周期、水深、流速等環(huán)境參數(shù)，還可以監(jiān)測(cè)土體位移和孔隙水壓力的變化，便于分析波浪要素對(duì)海床土體穩(wěn)定性的影響。
文檔編號(hào)G01L11/00GK201903348SQ20102061793
公開(kāi)日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2010年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月22日
發(fā)明者張永利, 彭勇波, 李 杰 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)