一种海上风机四桩导管架基础的液化监测和防护装置

本发明涉及海上风机，更具体的说是涉及一种海上风机四桩导管架基础的液化监测和防护装置。

背景技术：

1、海上风机四桩导管架基础在长期运营过程中会受到风、浪、流、地震等多种荷载作用，这些荷载可能导致基础周围海床中产生过大的超静孔隙水压力累积。当海床中的超静孔隙水压力超过了土壤的液化临界值时，会导致海床土体发生液化。海床液化对海上风机四桩导管架基础及其上部结构都可能带来严重的危害，引发结构的滑移、沉陷和倾覆破坏，从而可能导致巨大的财产损失甚至人员伤亡。

2、针对海上风机四桩导管架基础周围的海床液化问题，常见的治理方法之一是向液化区域土体插入排水管，通过自排水或抽水的方式降低液化区域的超静孔隙水压力，从而减缓或消除海床液化现象。

3、但是对于复杂环境的海域或深海区域，通常无法及时地实施传统的排水管插入和抽水作业来缓解海床液化，往往需要等到液化事件发生后才能采取治理措施。

4、因此，如何提供一种施工简便且及时有效的海上风机四桩导管架基础的液化监测和防护装置是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种海上风机四桩导管架基础的液化监测和防护装置，旨在解决上述背景技术中的问题之一，施工简便且及时有效。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种海上风机四桩导管架基础的液化监测和防护装置，包括：

4、吸水筒，所述吸水筒上设有通孔，所述通孔设置多个，多个所述通孔在所述吸水筒上呈圆周均布；

5、吸水装置，所述吸水装置设置在所述吸水筒内，包括转动圆盘和旋转杆，所述转动圆盘设置多个，多个所述转动圆盘间隔穿设在所述旋转杆上，每个所述转动圆盘上均设有多个万向转换头，每个所述万向转换头与所述旋转杆之间均设有排水导管，每个所述万向转换头上设有吸水导管，所述吸水导管远离所述万向转换头的一端与所述通孔连通；

6、动力筒，所述动力筒上设有多个进水孔和出水孔，多个所述进水孔和出水孔在所述动力筒上呈圆周均布，且所述进水孔位于所述出水孔的上方，所述动力筒的顶部设有抽水孔；

7、动力装置，所述动力装置设置在所述动力筒内，包括叶片组件和导管组件，所述旋转杆的顶部从所述吸水筒伸入所述动力筒内，所述叶片组件设置在旋转杆上，所述导管组件的一端与所述进水孔连通，所述导管组件的另一端朝向所述叶片组件；

8、监测装置，包括数据采集仪、报警器和孔隙水压力传感器，所述数据采集仪和报警器均设置在所述动力筒的顶部，所述数据采集仪、报警器和孔隙水压力传感器之间通过导线连接。

9、进一步的，所述监测装置还包括控制器，所述控制器设置在所述动力筒的顶部，所述控制器与所述孔隙水压力传感器和所述报警器通过导线连接。

10、进一步的，所述孔隙水压力传感器包括孔隙水压力探头和传感器，所述孔隙水压力探头设置在所述通孔内，所述传感器设置在所述动力筒的顶部，所述孔隙水压力探头与所述传感器之间通过导线连接，所述传感器远离所述孔隙水压力探头的一端与所述数据采集仪通过导线连接，所述导线从所述吸水筒的侧壁伸出。

11、进一步的，所述旋转杆内设有排水通道，所述排水通道与所述排水导管、吸水导管和抽水孔相互连通。

12、进一步的，还包括定位块，所述定位块设置多个，多个所述定位块均设置在所述动力筒内，多个所述定位块沿所述动力筒的周向间隔布置。

13、进一步的，所述叶片组件包括长旋转叶片和短旋转叶片，所述长旋转叶片和短旋转叶片均设置两个，每个所述长旋转叶片与短旋转叶片之间相互垂直设置，每个所述长旋转叶片和短旋转叶片远离所述旋转杆的一端均朝向所述进水孔，且所述长旋转叶片远离所述旋转杆的一端能够与所述定位块接触，所述短旋转叶片远离所述旋转杆的一端无法与所述定位块接触。

14、进一步的，所述导管组件包括顺时针导管组和逆时针导管组，相邻的所述顺时针导管组和逆时针导管组之间垂直设置在所述进水孔上，所述顺时针导管组和逆时针导管组远离所述进水孔的一端均朝向所述长旋转叶片和短旋转叶片。

15、进一步的，所述排水通道的顶部设有抽水泵，通过所述抽水泵将所述排水通道内的水抽出。

16、进一步的，还包括桩基，所述桩基设置多个，每个所述桩基与所述动力筒均通过腹板连接。

17、进一步的，所述吸水筒的底部设置锥形刃脚，所述锥形刃脚插入土层中。

18、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种海上风机四桩导管架基础的液化监测和防护装置，通过设置吸水装置，能够将海床土体内的孔隙水排出；通过设置动力装置，能够为吸水装置形成吸水通道提供动力；通过设置孔隙水压力传感器能够监测周边海床土体中的孔隙水压力，通过数据采集仪进行数据采集，数据采集仪配合报警器，在需要抽水的时候能够发出报警信号，进行抽水工作，从而实现导管架基础的液化监测和防护。

技术特征：

1.一种海上风机四桩导管架基础液化监测和防护装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种海上风机四桩导管架基础的液化监测和防护装置，其特征在于，所述监测装置还包括控制器，所述控制器设置在所述动力筒的顶部，所述控制器与所述孔隙水压力传感器和所述报警器通过导线连接。

3.根据权利要求2所述的一种海上风机四桩导管架基础的液化监测和防护装置，其特征在于，所述孔隙水压力传感器包括孔隙水压力探头和传感器，所述孔隙水压力探头设置在所述通孔内，所述传感器设置在所述动力筒的顶部，所述孔隙水压力探头与所述传感器之间通过导线连接，所述传感器远离所述孔隙水压力探头的一端与所述数据采集仪通过导线连接，所述导线从所述吸水筒的侧壁伸出。

4.根据权利要求1所述的一种海上风机四桩导管架基础的液化监测和防护装置，其特征在于，所述旋转杆内设有排水通道，所述排水通道与所述排水导管、吸水导管和抽水孔相互连通。

5.根据权利要求1所述的一种海上风机四桩导管架基础的液化监测和防护装置，其特征在于，还包括定位块，所述定位块设置多个，多个所述定位块均设置在所述动力筒内，多个所述定位块沿所述动力筒的周向间隔布置。

6.根据权利要求5所述的一种海上风机四桩导管架基础的液化监测和防护装置，其特征在于，所述叶片组件包括长旋转叶片和短旋转叶片，所述长旋转叶片和短旋转叶片均设置两个，每个所述长旋转叶片与短旋转叶片之间相互垂直设置，每个所述长旋转叶片和短旋转叶片远离所述旋转杆的一端均朝向所述进水孔，且所述长旋转叶片远离所述旋转杆的一端能够与所述定位块接触，所述短旋转叶片远离所述旋转杆的一端无法与所述定位块接触。

7.根据权利要求6所述的一种海上风机四桩导管架基础的液化监测和防护装置，其特征在于，所述导管组件包括顺时针导管组和逆时针导管组，相邻的所述顺时针导管组和逆时针导管组之间垂直设置在所述进水孔上，所述顺时针导管组和逆时针导管组远离所述进水孔的一端均朝向所述长旋转叶片和短旋转叶片。

8.根据权利要求4所述的一种海上风机四桩导管架基础的液化监测和防护装置，其特征在于，所述排水通道的顶部设有抽水泵，通过所述抽水泵将所述排水通道内的水抽出。

9.根据权利要求1所述的一种海上风机四桩导管架基础的液化监测和防护装置，其特征在于，还包括桩基，所述桩基设置多个，每个所述桩基与所述动力筒均通过腹板连接。

10.根据权利要求1所述的一种海上风机四桩导管架基础的液化监测和防护装置，其特征在于，所述吸水筒的底部设置锥形刃脚，所述锥形刃脚插入土层中。

技术总结本发明公开了一种海上风机四桩导管架基础的液化监测和防护装置。涉及海上风机技术领域，包括：吸水筒，设多个通孔；吸水装置，设置在吸水筒内，包括转动圆盘和旋转杆，转动圆盘穿设在旋转杆上，转动圆盘上设万向转换头，万向转换头上设有排水导管和吸水导管，吸水导管与通孔连通；动力筒，设有进水孔、出水孔和抽水孔；动力装置，设置在动力筒内，包括叶片组件和导管组件；监测装置，包括数据采集仪、报警器和孔隙水压力传感器。本发明通过设置吸水装置，能够将海床土体内的孔隙水排出；通过设置动力装置，能够为吸水装置形成吸水通道提供动力，通过设置监测装置，能够检测基础周围孔压变化，并进行液化预警和排水处理，有效实施液化防护。技术研发人员：程星磊,徐东旭,路德春,王国盛,马超,崔金涛受保护的技术使用者：天津城建大学技术研发日：技术公布日：2024/6/2