(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210496071.X (22)申请日 2022.05.09 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114577639 A (43)申请公布日 2022.06.03 (73)专利权人 中国地质大 学 （北京） 地址 100191 北京市海淀区学院路2 9号 (72)发明人 曹华德　夏建新　魏定邦　杨强　 刘珅　周建平　杜亮　 (74)专利代理 机构 北京开阳星知识产权代理有 限公司 1 1710 专利代理师 李雪松 (51)Int.Cl. G01N 3/24(2006.01) G01N 3/14(2006.01)G01N 3/02(2006.01) (56)对比文件 CN 109026 007 A,2018.12.18 CN 214334307 U,2021.10.01 CN 109573 612 A,2019.04.0 5 GB 1244382 A,1971.09.02 吴鸿云等.西矿区深海 稀软底质剪切强度和 贯入阻力原位测试. 《中南大 学学报(自然科 学 版)》 .2010,(第0 5期), 魏定邦 等.深海沉积物贯入阻力影响因素 及其变化 规律. 《现代地质》 .2021,第3 5卷(第6 期), 审查员 董娟 (54)发明名称 一种深海稀软底质不同接地比压下土工力 学参数测试装置 (57)摘要 本公开提供一种深海稀软底质 不同接地比 压下土工力学参数测试装置， 涉及深海工程与装 备技术领域； 包括箱式取样器、 支 撑连接机构、 剪 切模块和压陷模块； 该装置能够在船上快速完成 安装， 可对船上土样进行压陷过程测试， 以及不 同压陷状态下(通过不同接地比压实现)抗剪强 度测试， 实现该测试装置的可拆卸化； 通过设置 支撑板与侧板及导力杆与第一滑槽的滑动连接， 使该装置能够对箱式取样器内任意区块的土体 进行测试； 通过改变配重座内的配重片的设置能 够模拟不同的接地比压。 该装置能够对深海科考 船从海底采集到的土样及时进行抗剪强度测试 以及压陷过程测试， 模拟海底作业车行驶过程中 接地机构与底质的相互作用， 保证了测试结果的 准确性。 权利要求书2页 说明书7页 附图4页 CN 114577639 B 2022.07.22 CN 114577639 B 1.一种深海稀软底质不同接地比压下土工力学参数测试装置， 其特征在于， 包括箱式 取样器 （1） 、 支撑连接 机构 （2） 、 剪切模块 （4） 和压陷模块 （5） ； 所述箱式取样器 （1） 包括底板和侧板， 所述侧板设置在所述底板上， 形成一端敞口另一 端封闭的箱体结构； 所述支撑连接机构 （2） 包括横梁 （22） 和两条支撑臂 （21） ， 两条所述支撑臂 （21） 的一端 均设置有U 形槽， 所述U 形槽用于在所述侧板的厚度方向上， 容纳至少部 分的所述侧板， 所述 支撑臂 （21） 与所述侧板滑动连接； 两条所述支撑臂 （21） 的另一端均与所述横梁 （22） 可拆卸 连接； 所述横梁 （22） 内开设有第一滑槽 （31） ， 所述第一滑槽 （31） 内设置有第一滑 块 （32） ， 所 述第一滑槽 （31） 与所述第一滑块 （32） 滑动配合； 所述压陷模块 （5） 包括导力杆 （52） 、 位移传感器 （53） 、 配重座 （51） 、 测力板 （47） 和第一 拉压传感器 （46） ， 所述横梁 （22） 上开设有第一避让槽 （311） ， 所述导力杆 （52） 的第一端穿过 所述第一避让槽 （311） 与所述第一滑块 （32） 弹性连接， 所述位移传感器 （53） 设置在所述第 一滑块 （32） 朝向所述导力杆 （52） 的一侧， 所述导力杆 （52） 上设置有配重座 （51） ， 所述配重 座 （51） 内开置有用于与配重片 （513） 配合的槽口 （511） ； 所述导力杆 （52） 的第二端在指向所 述箱式取样器 （1） 的方向上依次设置有所述测力板 （47） 和所述第一拉压传感器 （46） ， 所述 第一拉压传感器 （46） 与所述测力板 （47） 信号可拆卸连接； 所述剪切模块 （4） 包括伺服电机 （41） 和伸缩杆 （45） ， 所述伺服电机 （41） 用于设置在所 述支撑臂 （21） 上， 所述伸缩杆 （45） 的第一端与所述伺服电机 （41） 连接， 所述伺服电机 （41） 用于驱动所述伸缩杆 （45） 伸缩运动； 所述压陷模块 （5） 还包括解耦件 （42） 、 第二滑 块 （43） 和 耦合限位件 （44） ， 所述解耦件 （42） 设置在所述导力杆 （52） 的侧壁上， 所述解耦件 （42） 内沿 所述导力杆 （52） 的轴向开设有第二滑槽， 所述第二滑槽内设置有第二滑块 （43） ， 所述第二 滑槽与所述第二滑 块 （43） 滑动配合， 所述解耦件 （42） 上开设有第二避 让槽 （421） ， 所述伸缩 杆 （45） 的第二端穿过所述第二避让槽 （421） 与所述第二滑块 （43） 可拆卸连接； 所述解耦件 （42） 上还设置有耦合限位件 （44） ， 所述耦合限位件 （44） 用于固定所述第二滑块 （43） ； 所述 伸缩杆 （45） 与所述伺服电机 （41） 之间设置有第二拉压传感器 （49） 。 2.根据权利要求1所述的一种深海稀软底质不同接地比压下土工力学参数测试装置， 其特征在于， 所述横梁 （22） 上开设有第二避让槽 （421） ， 所述第一滑 块 （32） 上设置有第一限 位件 （324） ， 所述第一限位件 （324） 穿过所述第二避让槽 （421） ， 用于固定所述第一滑槽 （31） 内的所述第一滑块 （32） 。 3.根据权利要求2所述的一种深海稀软底质不同接地比压下土工力学参数测试装置， 其特征在于， 所述第一滑块 （32） 上设置有套筒 （33） ， 所述套筒 （33） 穿过所述第一避让槽 （311） ， 至少部分的所述 导力杆 （52） 设置在所述套 筒 （33） 内。 4.根据权利要求3所述的一种深海稀软底质不同接地比压下土工力学参数测试装置， 其特征在于， 所述套筒 （33） 朝向所述箱式取样器 （1） 一侧的内壁上设置有第一限位凸起 （329） ； 所述导力杆 （52） 的第一端的外周上设置有第二限位凸起。 5.根据权利要求3所述的一种深海稀软底质不同接地比压下土工力学参数测试装置， 其特征在于， 所述套筒 （33） 上设置有第二限位件 （323） ， 所述第二限位件 （323） 用于穿过所 述套筒 （33） ， 固定所述 导力杆 （52） 。 6.根据权利要求3所述的一种深海稀软底质不同接地比压下土工力学参数测试装置，权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114577639 B 2其特征在于， 所述套 筒 （33） 与所述第一滑块 （32） 螺纹连接 。 7.根据权利要求1所述的一种深海稀软底质不同接地比压下土工力学参数测试装置， 其特征在于， 所述U形槽的闭口端平行于所述侧板的厚度方向设置有辊子 （212） ； 所述支撑 臂 （21） 设置在所述侧板上时， 所述辊子 （212） 与所述侧板 抵接， 并沿所述侧板滚动。 8.根据权利要求1所述的一种深海稀软底质不同接地比压下土工力学参数测试装置， 其特征在于， 所述支撑臂 （21） 上设置有第三限位件 （211） ， 所述第三限位件 （211） 用于将所 述支撑臂 （21） 固定在所述侧板上。 9.根据权利要求1至8任一项所述的一种深海稀软底质不同接地比压下土工力学参数 测试装置， 其特征在于， 所述测力板 （47） 与所述第一拉压传感器 （46） 之间设置有楔形连接 机构 （48） 。 10.根据权利要求9所述的一种深海稀软底质不同接地比压下土工力学参数测试装置， 其特征在于， 所述测力板 （47） 包括剪切板和压陷板； 抗剪强度测试时， 所述剪切板与所述第 一拉压传感器 （46） 连接； 压陷过程测试时， 压陷板与所述第一拉压传感器 （46） 连接 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114577639 B 3