[发明专利]一种海洋沉积物气体渗透性测量装置及其使用方法

说明书

本发明提供了一种海洋沉积物气体渗透性测量装置及其使用方法,包括圆柱钢桶以及与其连通的钢瓶，圆柱钢桶下部为底座，圆柱钢桶中部为空腔并安装沉积物仓，圆柱钢桶上部为金属法兰盘，金属法兰盘上方安装圆桶盖，圆桶盖中心位置安装有出气管，出气管上安装有气体流量计，钢瓶内气体为氩气，钢瓶通过柔性压力管与圆柱钢桶的进气口连接，进气口设有进气压力表，柔性压力管上设有气瓶或气体流量控制器。通过本发明的技术方案，可以测定不同含水率的海洋沉积物的渗透系数，对于高渗透性和低渗透性的沉积物均适应；采用气体测试海洋沉积物的渗透系数，克服了传统土体渗透系数测量误差较大的缺点，用气体测量渗透系数与真实情况更加接近。

技术领域

本发明涉及海洋沉积物渗透性测试技术领域，具体而言，特别涉及一种海洋沉积物气体渗透性测量装置及其使用方法。

背景技术

海洋沉积物是人类进行海洋工程建设和海底化石能源开发的重要载体。海洋沉积物以下蕴含大量的气体。这些气体在受到自然因素或者人为因素扰动后会向海床面运移，气体向海床面运移进入海水以及大气中对生态环境和人类活动均会造成重要影响。

气体向海床面运移的过程受到海洋沉积物渗透性的影响。渗透性越大气体运移越快越容易，渗透性越小气体运移越慢甚至会导致超口隙水压力积累，诱发更大规模的地质灾害。海洋沉积物的渗透性受到多种因素的影响，例如：海洋沉积物类型、孔隙结构以及含水率等因素。因为海洋沉积物处于含水状态，因此研究含水率对其渗透性的影响具有很重要的意义，其中沉积物含水率越高气体渗透性越低。目前室内试验对土或者砂的渗透性多采用水头试验测量，通过记录一定时间内水头的降低来计算渗透系数。这种方法测量渗透系数误差较大，对于渗透性较低的试样无法进行测量，并且用气体测量渗透系数与现场真实情况更加接近。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种海洋沉积物气体渗透性测量装置及其使用方法，针对不同含水率的海洋沉积物均可以完成对其渗透系数的测量。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种海洋沉积物气体渗透性测量装置，包括圆柱钢桶以及与其连通的钢瓶，圆柱钢桶分为上中下三部分，圆柱钢桶下部为底座，底座中心位置设有进气管，底座侧壁上设有进气口，进气口与进气管连通；圆柱钢桶中部为空腔并安装沉积物仓，沉积物仓的上下两端安装有透气垫片；圆柱钢桶上部为金属法兰盘，金属法兰盘上表面设有一圈圆形凹槽，圆形凹槽内安装密封圈，金属法兰盘设有6个第一螺口，金属法兰盘上方安装圆桶盖，圆桶盖设有6个第二螺口，圆柱钢桶和圆桶盖之间通过6个螺栓将第一螺口和第二螺口连接固定，圆桶盖中心位置安装有出气管，出气管和圆桶盖通过第二锥形密封螺栓固定，出气管上安装有气体流量计；所述钢瓶内气体为氩气，钢瓶出口处设置降压阀门，降压阀门通过柔性压力管与进气口连接，进气口设有进气压力表，进气压力表通过第一锥形密封螺栓固定在进气口上，柔性压力管上设有气瓶或气体流量控制器。

作为优选方案，气瓶前端依次连接第一阀门和气瓶压力表，气瓶后端连接第二阀门。

作为优选方案，气体流量控制器后端连接第三阀门。作为优选方案，沉积物仓为圆柱状结构。

作为优选方案，圆柱钢桶材料为316钢材。

一种海洋沉积物气体渗透性测量装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤（1）：在圆柱钢桶中部的沉积物仓空腔内部均匀的涂抹一层凡士林，将第一个透气垫片放置在圆柱钢桶底部，根据试验需要配置一定含水量的海洋沉积物，分五层填入圆柱钢桶内，每填一层均进行夯实，制成直径4cm，高度8cm的圆柱形试样；

步骤（2）：将第二个透气垫片放置在试样顶部，并将密封圈放置在圆柱钢桶上部的圆形凹槽内，盖上圆桶盖，扭紧螺栓将圆桶盖和圆柱钢桶固定；