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申请/专利权人：大连理工大学

摘要：本发明属于海洋工程中原位测试技术领域，公开了一种不同深度海床原位变形测试装置及系统，提出不同深度海床位移测试及计算方法，可以测量不同深度的海床位移及角度，属于海洋工程中原位测试技术领域。该装置包括深入海床的下部固定装置和海床上部的测量装置，下部装置能够固定于海床上，随海床移动而移动，上部装置能够将不同深度海床移动反映至海床上部的测量系统，准确得到不同深度的海床沿x、y、z三向的位移及角度。本发明设备结构新颖，使用方便，造价低廉、操作简单，发明设备与测试方法所组成的测试系统能有效克服深海环境中高水压及高电离作用，并排除海洋水流等外界因素对试验结果的干扰。

主权项：1.一种不同深度海床原位变形测试装置，其特征在于，该不同深度海床原位变形测试装置包括深入海床下部的固定装置和海床上部的测量装置；所述的固定装置包括基轴和支撑固定装置；所述的基轴包括外圆筒（1）、套筒（2）、约束块（3）和钻头（4），外圆筒（1）表面每隔一定高度留有一个圆形洞口，用来平衡内外水压，套筒（2）套装于外圆筒（1）外部；套筒（2）筒内设置有滑槽（5）、卡槽（6）、弹簧一（7）、挡板（8）、垂直于约束块的固定杆（9）和控制面（10），两约束块（3）对称设置于套筒（2）两边，滑槽（5）设置在套筒（2）内部，保证约束块（3）沿一定轨道移动；弹簧一（7）设置于滑槽（5）内部，其一端固定在约束块（3）端部，另一端固定在控制面（10）上，用于驱动约束块（3）移动；挡板（8）为L型板，其一支板卡在滑槽（5）端部的卡槽（6）内，弹簧一（7）拉伸状态由挡板（8）卡在卡槽（6）中来实现；挡板（8）的另一支板位于约束块（3）上，挡板（8）的约束作用使得弹簧一（7）保持拉伸状态；挡板（8）上设置有挡板圆孔，挡板圆孔和套筒上的圆孔通过绳子和弹簧一（7）的牵引使约束块（3）沿轴心回缩；控制面（10）固定在与约束块（3）垂直的滑槽（5）外壁上，用于限制约束块（3）移动，控制面（10）上表面的正中心设置有孔洞，此孔洞用于固定测量海床变形的测量线；垂直于约束块（3）的固定杆（9）穿过滑槽（5），并固定在套筒（2）内壁上，其为弹簧一（7）提供滑动通道；测量线从下部固定装置一直竖向延伸到上部测量装置，套筒（2）外部设有滑道（11）；钻头（4）设置于外圆筒（1）的底部；所述的支撑固定装置包括圆环一（12）、固定环（13）、圆环二（14）、内支撑杆（15）、外支撑杆（16）和弹簧二（17）；所述外支撑杆（16）的一端与圆环二（14）铰接，其中部与内支撑杆（15）的一端铰接；内支撑杆（15）的另一端与圆环一（12）铰接，圆环一（12）和圆环二（14）之间设置有弹簧二（17），弹簧二（17）沿套筒（2）外部的滑道（11）滑动；圆环一（12）、固定环（13）和圆环二（14）以外圆筒（1）为轴，同轴设置，且固定环（13）位于圆环一（12）和圆环二（14）之间，固定环（13）和圆环二（14）位置均固定，不可上下移动，圆环一（12）可在弹簧二（17）的作用向下移动；所述的测量装置，包括固定架（18）、竖向滑道（19）、支架一（20）、支架二（21）、角度读数盘（22）、竖向位移读数盘（23）及配重设备（24）；角度读数盘（22）用于测量海床变形的偏移角度，竖向位移读数盘（23）安装在海床上用于测量海床的竖向变形量；竖向滑道（19）位于固定架（18）内部，竖向滑道（19）保证基轴处于竖直状态，固定架（18）起固定作用，用于稳定竖向滑道（19）；支架一（20）和支架二（21）并排平行放置，高度一致，基轴内部测量线横穿于两支架上方的横杆，且横穿位置为横杆中心；支架一（20）上部横杆有两个角度读数盘（22），两个角度读数盘（22）互垂直，用于读取水平两个方向上移动的角度；支架一（20）和支架二（21）上部横杆下表面开有滑道，角度读数盘（22）均沿支架上部横杆横向移动；测量线横穿支架二（21）后与配重设备（24）上表面中心相连，在配重设备（24）作用下使测量线竖直向下；所述的钻头（4）设置于外圆筒（1）的最底部，当内支撑杆（15）和外支撑杆（16）处于初始状态时，钻头（4）最外边缘距离到外圆筒（1）距离应大于外支撑杆（16）外边缘距离到外圆筒（1）的距离，当下部固定装置固定于测试海床上时，此时钻头最外边缘距离到外圆筒（1）距离应小于外支撑杆（16）外边缘距离到外圆筒（1）的距离；初始状态时，弹簧一（7）和弹簧二（17）均处于拉伸状态；将圆环一（12）固定在约束块（3）的上表面，用牵引绳牵引挡板（8）离开卡槽（6），此时处于拉伸状态的弹簧一（7）受拉回缩并牵引约束块（3）沿滑槽（5）向轴心移动，弹簧二（17）牵引圆环一（12）向下移动，内支撑杆（15）和外支撑杆（16）张开，当圆环一（12）运动到固定环（13）的上表面时，阻止圆环一（12）相对于圆环一（12）向下运动弹簧二（17）停止回缩，内支撑杆（15）的张开过程停止，最终下部固定装置固定于测试海床上。

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