CN114354885A - 一种用于波流环境中海床地震液化的快速识别测量装置 - Google Patents

一种用于波流环境中海床地震液化的快速识别测量装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于波流环境中海床地震液化的快速识别测量装置，其包括：主承接筒，竖直浮架在海洋波流水体上；扩撑架，为圆周阵列设置的多个，各所述扩撑架均被构造撑弧形结构，且所述主承接筒的外圆周侧壁上竖直设置有多个传接导杆，所述扩撑架可相对滑动的对应设置在所述传接导杆上；外漂流桶，与所述扩撑架一一对应设置，所述外漂流桶与扩撑架的一端相固定；掩埋监测组件，为圆周阵列竖直的多个，各所述掩埋监测组件的一端均嵌入埋设在波流海床中；识别测量组件，与各所述掩埋监测组件一一对应设置，各所述识别测量组件分别设置在所述主承接筒中，且所述识别测量组件与所述掩埋监测组件相连接。

Description

一种用于波流环境中海床地震液化的快速识别测量装置
技术领域
本发明属于海洋工程地质灾害预测技术领域，具体是一种用于波流环境中海床地震液化的快速识别测量装置。
背景技术
海床土体在波浪作用下发生液化是海底常见的一种地质灾害，该类液化从海床表面开始一直向下延伸，最终稳定在某一深度处，或因波浪作用消失而停止。海床土体的液化一般容易发生在松散的粉细砂内，或粘性颗粒含量较少、强度较低的粉土地层内。目前，一般采用在海床内埋设孔隙水压力计的方式，通过监测孔压变化来间接地判断出海床土体的液化情况，但这中测量方式需要经过多次计算测量，且需配合一定精准度的测量数值，过程相对繁琐，且在松散海床环境下难以达到测量监测效果；因此，本领域技术人员提供了一种用于波流环境中海床地震液化的快速识别测量装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于波流环境中海床地震液化的快速识别测量装置，其包括：
主承接筒，竖直浮架在海洋波流水体上；
扩撑架，为圆周阵列设置的多个，各所述扩撑架均被构造撑弧形结构，且所述主承接筒的外圆周侧壁上竖直设置有多个传接导杆，所述扩撑架可相对滑动的对应设置在所述传接导杆上；
外漂流桶，与所述扩撑架一一对应设置，所述外漂流桶与扩撑架的一端相固定；
掩埋监测组件，为圆周阵列竖直的多个，各所述掩埋监测组件的一端均嵌入埋设在波流海床中；
识别测量组件，与各所述掩埋监测组件一一对应设置，各所述识别测量组件分别设置在所述主承接筒中，且所述识别测量组件与所述掩埋监测组件相连接。
进一步，作为优选，所述掩埋监测组件包括：
安装排座，为圆周阵列设置的多个，各所述安装排座的一端均竖直嵌入在波流海床中；
侧撑架，为圆周阵列设置的多个，所述侧撑架的一端与所述安装排座相连接固定；
支撑锚件，同轴竖直固定在所述安装排座的下端面；
调节量架，与各所述侧撑架相一一对应设置，所述调节量架的一端同步安插在波流海床中；
传接支杆，可相对转动的设置在所述侧撑架上，所述传接支杆的一端与所述调节量架相铰接，所述传接支杆的另一端伸入所述安装排座中；
控压浮筒，竖直浮架的所述安装排座的正上方，所述控压浮筒的下端面可相对转动的圆周阵列设置有多个收卷轴，各所述收卷轴上均卷设有连接锁链，所述连接锁链的一端与各所述调节量架相连接；以及
位移测距组件，对应设置在所述安装排座中，所述位移测距组件的一端与所述传接支杆相连接传动。
进一步，作为优选，所述安装排座的下端面还铰接有多个伸缩导杆，所述伸缩导杆的一端与所述调节量架相转动连接。
进一步，作为优选，所述调节量架包括：
伸缩轴件，被构造成多端可收缩式结构；
侧支件，圆周阵列设置在所述伸缩轴件上，并上下排设有多组；
覆层网，套接布设在所述伸缩轴件上位于所述侧支件上方；以及
内置弹簧，为竖直排设的多个，各所述内置弹簧连设在所述伸缩轴件内相邻伸缩端之间；
其中，所述伸缩轴件内设有气流空腔，且所述伸缩轴件的一侧设有排气孔位。
进一步，作为优选，所述位移测距组件包括：
内导支架，可相对滑动的设置在所述安装排座中，所述内导支架上铰接有外连杆，所述外连杆的一端与所述传接支杆相转动连接；
补偿座，固定在所述安装排座的内部下侧，所述补偿座与所述内导支架之间之间竖直连接有多个支撑弹簧；
位移发射器，对称设置在所述内导支架上；以及
信号接收器，设置在所述安装排座内位于各所述位移发射器正下方。
进一步，作为优选，所述控压浮筒内储存有定量增重液，且所述控压浮筒的一侧设有微型排液泵。
进一步，作为优选，所述识别测量组件包括：
内密封件，竖直密封设置在所述主承接筒中；
内轴塞，可相对滑动的设置在所述内密封件内，所述内密封件中位于所述内轴塞下方填设有计量液，且所述连接锁链的一端通过密封垫件穿过所述主承接筒并与所述内轴塞相连接；
外导轮，可相对转动设置在所述主承接筒圆周外侧下方，并用于对所述连接锁链进行导向传输；以及
内置管，竖直连通在所述内密封件的一侧，所述内置管的一端与所述主承接筒相连通。
进一步，作为优选，所述主承接筒的内侧壁上设有标识刻度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明中，将主承接筒由扩撑架上的外漂流桶竖直浮动架设在波流环境中，而在主承接筒下方圆周阵列设置有多个掩埋监测组件，各掩埋监测组件能够对其所在面域的海床土体进行实时监测，使得在海床土体受地震液化时其能有下对其精准测量液化方位，并由识别测量组件进行外部示意，同时对海床液化深度进行有效测量，而在安装排座内还设置有位移测距组件，用于对各面域中海床土体液化方位的液化深度进行精细化测量得到精准数据，以便于后期研究计算。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中掩埋监测组件的结构示意图；
图3为本发明中调节量架的结构示意图；
图4为本发明中位移测距组件的结构示意图；
图5为本发明中识别测量组件的结构示意图；
图中：1主承接筒、101传接导杆、2扩撑架、3外漂流桶、4识别测量组件、401内密封件、402内轴塞、403外导轮、404内置管、5掩埋监测组件、501安装排座、502侧撑架、503传接支杆、504支撑锚件、505伸缩导杆、506控压浮筒、507微型排液泵、508收卷轴、6调节量架、601伸缩轴件、602侧支件、603覆层网、7位移测距组件、701内导支架、702补偿座、703支撑弹簧、704外连杆、705位移发射器、706信号接收器。
具体实施方式
请参阅图1，本发明实施例中，一种用于波流环境中海床地震液化的快速识别测量装置，其包括：
主承接筒1，竖直浮架在海洋波流水体上；
扩撑架2，为圆周阵列设置的多个，各所述扩撑架2均被构造撑弧形结构，且所述主承接筒1的外圆周侧壁上竖直设置有多个传接导杆101，所述扩撑架2可相对滑动的对应设置在所述传接导杆101上；
外漂流桶3，与所述扩撑架2一一对应设置，所述外漂流桶3与扩撑架2的一端相固定；通过各外漂流桶的协调配合作用对主承接筒进行辅助浮托，以便于主承接筒能稳定浮架在海洋波流水体表面，并有效避免波流冲击的影响；
掩埋监测组件5，为圆周阵列竖直的多个，各所述掩埋监测组件5的一端均嵌入埋设在波流海床中；
识别测量组件4，与各所述掩埋监测组件一一对应设置，各所述识别测量组件4分别设置在所述主承接筒1中，且所述识别测量组件与所述掩埋监测组件5相连接。
本实施例中，所述掩埋监测组件5包括：
安装排座501，为圆周阵列设置的多个，各所述安装排座501的一端均竖直嵌入在波流海床中；
侧撑架502，为圆周阵列设置的多个，所述侧撑架502的一端与所述安装排座501相连接固定；
支撑锚件504，同轴竖直固定在所述安装排座501的下端面；
调节量架6，与各所述侧撑架502相一一对应设置，所述调节量架502的一端同步安插在波流海床中；
传接支杆503，可相对转动的设置在所述侧撑架502上，所述传接支杆503的一端与所述调节量架6相铰接，所述传接支杆503的另一端伸入所述安装排座501中；
控压浮筒506，竖直浮架的所述安装排座501的正上方，所述控压浮筒506的下端面可相对转动的圆周阵列设置有多个收卷轴508，各所述收卷轴508上均卷设有连接锁链，所述连接锁链的一端与各所述调节量架6相连接；以及
位移测距组件7，对应设置在所述安装排座501中，所述位移测距组件7的一端与所述传接支杆503相连接传动，通过支撑锚件将安装排座埋设海床土体中，此时调节量架呈内压缩状态，各安装排座上的多个调节量架能够对其所在面域中的土体进行实时液化监测，并能够在土体发生液化时由位移测距组件对具体液化深度进行测量，将测量数据对外传输；
作为较佳的实施例，所述安装排座501的下端面还铰接有多个伸缩导杆505，所述伸缩导杆505的一端与所述调节量架6相转动连接。
本实施例中，所述调节量架6包括：
伸缩轴件601，被构造成多端可收缩式结构；
侧支件602，圆周阵列设置在所述伸缩轴件601上，并上下排设有多组；
覆层网603，套接布设在所述伸缩轴件601上位于所述侧支件602上方；以及
内置弹簧，为竖直排设的多个，各所述内置弹簧连设在所述伸缩轴件601内相邻伸缩端之间；
其中，所述伸缩轴件601内设有气流空腔，且所述伸缩轴件601的一侧设有排气孔位，此中，在调节量架处于一般监测状态时，伸缩轴件呈收缩状态，同时内置弹簧呈弹性压缩状态，当海床土体发生液化时，伸缩轴件自上而下逐步从海土体中脱离，当安装排座则整体发生局部上浮脱离时，控压浮筒能够进行对上浮动，从而由识别测量组件对外液化警告示意；同时可通过排气孔位控制伸缩轴件中的初始气压值，以便其能适用于各类型海床土体。
本实施例中，所述位移测距组件7包括：
内导支架701，可相对滑动的设置在所述安装排座501中，所述内导支架701上铰接有外连杆704，所述外连杆704的一端与所述传接支杆503相转动连接；
补偿座702，固定在所述安装排座501的内部下侧，所述补偿座702与所述内导支架701之间之间竖直连接有多个支撑弹簧703；
位移发射器705，对称设置在所述内导支架701上；以及
信号接收器706，设置在所述安装排座501内位于各所述位移发射器705正下方，该信号接收器能够对位移发射器的位移量进行有效接收。
本实施例中，所述控压浮筒506内储存有定量增重液，且所述控压浮筒506的一侧设有微型排液泵507，用于控制控压浮筒的浮力大小。
作为较佳的实施例，所述识别测量组件4包括：
内密封件401，竖直密封设置在所述主承接筒1中；
内轴塞402，可相对滑动的设置在所述内密封件401内，所述内密封件401中位于所述内轴塞402下方填设有计量液，且所述连接锁链的一端通过密封垫件穿过所述主承接筒1并与所述内轴塞402相连接；
外导轮403，可相对转动设置在所述主承接筒1圆周外侧下方，并用于对所述连接锁链进行导向传输；以及
内置管404，竖直连通在所述内密封件401的一侧，所述内置管404的一端与所述主承接筒1相连通。
本实施例中，所述主承接筒1的内侧壁上设有标识刻度，能有效对海床液化深度进行测量示意。
具体地，在波流海床中的地震液化识别测量中，通过将多个掩埋监测组件埋设在海床土体中，此时，主承接筒通过各外漂流桶的协调配合作用进行浮托，并稳定浮架在海洋波流水体表面；当海床土体发生受地震液化时，此时，收缩状态下的伸缩轴件进行受内置弹簧的弹压释放以及控压浮筒的牵引作用局部缓慢脱离土体，位移测距组件能够对其脱离量进行有效测量，同时通过识别测量组件对其液化深度进行测量示意。
上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于波流环境中海床地震液化的快速识别测量装置，其特征在于：其包括：
主承接筒(1)，竖直浮架在海洋波流水体上；
扩撑架(2)，为圆周阵列设置的多个，各所述扩撑架(2)均被构造撑弧形结构，且所述主承接筒(1)的外圆周侧壁上竖直设置有多个传接导杆(101)，所述扩撑架(2)可相对滑动的对应设置在所述传接导杆(101)上；
外漂流桶(3)，与所述扩撑架(2)一一对应设置，所述外漂流桶(3)与扩撑架(2)的一端相固定；
掩埋监测组件(5)，为圆周阵列竖直的多个，各所述掩埋监测组件(5)的一端均嵌入埋设在波流海床中；
识别测量组件(4)，与各所述掩埋监测组件一一对应设置，各所述识别测量组件(4)分别设置在所述主承接筒(1)中，且所述识别测量组件与所述掩埋监测组件(5)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于波流环境中海床地震液化的快速识别测量装置，其特征在于：所述掩埋监测组件(5)包括：
安装排座(501)，为圆周阵列设置的多个，各所述安装排座(501)的一端均竖直嵌入在波流海床中；
侧撑架(502)，为圆周阵列设置的多个，所述侧撑架(502)的一端与所述安装排座(501)相连接固定；
支撑锚件(504)，同轴竖直固定在所述安装排座(501)的下端面；
调节量架(6)，与各所述侧撑架(502)相一一对应设置，所述调节量架(502)的一端同步安插在波流海床中；
传接支杆(503)，可相对转动的设置在所述侧撑架(502)上，所述传接支杆(503)的一端与所述调节量架(6)相铰接，所述传接支杆(503)的另一端伸入所述安装排座(501)中；
控压浮筒(506)，竖直浮架的所述安装排座(501)的正上方，所述控压浮筒(506)的下端面可相对转动的圆周阵列设置有多个收卷轴(508)，各所述收卷轴(508)上均卷设有连接锁链，所述连接锁链的一端与各所述调节量架(6)相连接；以及
位移测距组件(7)，对应设置在所述安装排座(501)中，所述位移测距组件(7)的一端与所述传接支杆(503)相连接传动。
3.根据权利要求3所述的一种用于波流环境中海床地震液化的快速识别测量装置，其特征在于：所述安装排座(501)的下端面还铰接有多个伸缩导杆(505)，所述伸缩导杆(505)的一端与所述调节量架(6)相转动连接。
4.根据权利要求3所述的一种用于波流环境中海床地震液化的快速识别测量装置，其特征在于：所述调节量架(6)包括：
伸缩轴件(601)，被构造成多端可收缩式结构；
侧支件(602)，圆周阵列设置在所述伸缩轴件(601)上，并上下排设有多组；
覆层网(603)，套接布设在所述伸缩轴件(601)上位于所述侧支件(602)上方；以及
内置弹簧，为竖直排设的多个，各所述内置弹簧连设在所述伸缩轴件(601)内相邻伸缩端之间；
其中，所述伸缩轴件(601)内设有气流空腔，且所述伸缩轴件(601)的一侧设有排气孔位。
5.根据权利要求5所述的一种用于波流环境中海床地震液化的快速识别测量装置，其特征在于：所述位移测距组件(7)包括：
内导支架(701)，可相对滑动的设置在所述安装排座(501)中，所述内导支架(701)上铰接有外连杆(704)，所述外连杆(704)的一端与所述传接支杆(503)相转动连接；
补偿座(702)，固定在所述安装排座(501)的内部下侧，所述补偿座(702)与所述内导支架(701)之间之间竖直连接有多个支撑弹簧(703)；
位移发射器(705)，对称设置在所述内导支架(701)上；以及
信号接收器(706)，设置在所述安装排座(501)内位于各所述位移发射器(705)正下方。
6.根据权利要求2所述的一种用于波流环境中海床地震液化的快速识别测量装置，其特征在于：所述控压浮筒(506)内储存有定量增重液，且所述控压浮筒(506)的一侧设有微型排液泵(507)。
7.根据权利要求2所述的一种用于波流环境中海床地震液化的快速识别测量装置，其特征在于：所述识别测量组件(4)包括：
内密封件(401)，竖直密封设置在所述主承接筒(1)中；
内轴塞(402)，可相对滑动的设置在所述内密封件(401)内，所述内密封件(401)中位于所述内轴塞(402)下方填设有计量液，且所述连接锁链的一端通过密封垫件穿过所述主承接筒(1)并与所述内轴塞(402)相连接；
外导轮(403)，可相对转动设置在所述主承接筒(1)圆周外侧下方，并用于对所述连接锁链进行导向传输；以及
内置管(404)，竖直连通在所述内密封件(401)的一侧，所述内置管(404)的一端与所述主承接筒(1)相连通。
8.根据权利要求1所述的一种用于波流环境中海床地震液化的快速识别测量装置，其特征在于：所述主承接筒(1)的内侧壁上设有标识刻度。
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