[发明专利]一种海底沉积物测试装置、贯入系统与贯入方法

说明书

本发明公开了一种海底沉积物测试装置、贯入系统及贯入方法，其属于海洋勘察设备技术领域，海底沉积物测试装置包括耐压舱、孔压测试组件、电阻率探头和锥尖探头，耐压舱的内部中空并设置有数据采集模块、加速度传感器及电池；孔压测试组件设置于耐压舱上，电阻率探头连接于耐压舱的一端，电阻率探头上沿周向均匀间隔开设有若干个容置孔，容置孔内设置有电极；锥尖探头与电阻率探头连接，加速度传感器、孔压测试组件、电阻率探头和锥尖探头均与数据采集模块电连接。贯入系统包括海底沉积物测试装置和布放回收装置，贯入方法借助布放回收装置依靠海底沉积物测试装置自身重力作用向下运动并插入海底沉积物中，能够准确地测量海底沉积物的力学性质。

技术领域

本发明涉及海洋勘察设备技术领域，尤其涉及一种海底沉积物测试装置、贯入系统及贯入方法。

背景技术

静力触探方法是一种原位测试手段，也是一种勘探手段，它和常规的钻探-取样-室内试验等勘探程序相比，具有快速、精确、经济和节省人力等优点，可以满足广大沿海地区的工程勘察需求。

海底沉积物物理力学性质测试是海底电缆和输油管道设计、海底沉积物稳定性评价、海洋清於及海洋渔业资源评估必不可缺少的环节。如何可靠评价海底沉积物性质是海洋工程建设面临的重要课题。

表层沉积物粒径及强度是评价海底侵蚀的重要参数，相对来说，土颗粒粒径越大，侵蚀难度越大，土的强度越高则侵蚀越困难。现有沉积物粒径及强度研究基于箱式取样器将表层沉积物取至甲板然后通过甲板贯入试验或室内剪切试验获取沉积物强度，以及利用室内颗粒分析获得沉积物粒径分布。上述取样方式繁琐复杂，费时费力，将沉积物从海底取至岸上的过程，不仅改变了沉积物的应力环境，而且对试样造成不可避免的扰动，使得测试结果难以反映海底土层的真实物理力学性质。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种海底沉积物测试装置，用于测量海床表层水压力、贯入阻力、电阻率及加速度，进而评价海床表层沉积物强度及粒径分布。

本发明的另一目的在于提供一种贯入系统及贯入方法，用于测量海床表层水压力、贯入阻力、电阻率及加速度，进而评价海床表层沉积物强度及粒径分布。

如上构思，本发明所采用的技术方案是：

一种海底沉积物测试装置，包括：

耐压舱，其内部中空并设置有数据采集模块、加速度传感器和电池；

孔压测试组件，设置于所述耐压舱上；

电阻率探头，连接于所述耐压舱的一端，所述电阻率探头上沿周向均匀间隔开设有若干个容置孔，所述容置孔内设置有电极；

锥尖探头，与所述电阻率探头连接，所述加速度传感器、所述孔压测试组件、所述电阻率探头和所述锥尖探头均与所述数据采集模块电连接。

其中，所述电阻率探头包括探头本体和套设在所述探头本体一端的头部，所述头部沿周向均匀间隔开设有四个或六个所述容置孔。

其中，所述探头本体由不锈钢材料制成，所述头部由不导电的工程塑料制成。

其中，所述孔压测试组件包括孔压传感器、透水石和密封塞，所述耐压舱上设置有第一安装孔，所述孔压传感器位于所述第一安装孔内，所述密封塞密封于所述第一安装孔的开口处，所述密封塞上开设有透水孔，所述透水石位于所述透水孔的出口处并与所述孔压传感器抵接。

其中，所述耐压舱上开设有第二安装孔和第三安装孔，所述第二安装孔内设置有开关，所述第三安装孔内设置有用于显示所述数据采集模块工作状态的指示灯。

其中，所述耐压舱包括线路板舱和开关舱，所述数据采集模块位于所述线路板舱的内部，所述开关舱连接于所述线路板舱的一端，所述电阻率探头与所述开关舱连接。