[发明专利]海床基静力贯入及取样平台

说明书

技术领域

本发明涉及海洋观测、海洋工程地质技术领域，特别是涉及一种海床基静力贯入及取样平台。

背景技术

在海岸带地区，泥沙经过河流的远距离输运快速沉降并堆积，在海洋水动力(波浪、海流、潮汐等)、土体自重及生物扰动下发生一系列的动态变化过程，包括沉积物固结压密过程、液化流变过程、侵蚀再悬浮运移过程。在这些过程中伴随着沉积物的成分、结构、物理力学性质和工程地质性质发生动态变化，进而引发海岸带侵蚀、港口淤积、海底滑坡、浊流等海洋地质灾害，从而对海上平台、海底管线、海底电缆等海洋工程设施造成巨大破坏。因此迫切需要对海底沉淀物进行探测/观测/监测。

目前对于海底沉积物的探测/观测/监测方法，主要包括以地震、浅剖为代表的海洋地球物理探测方法，以静力触探为代表的原位探测方法，以各类贯入式探杆为代表的长期原位观测方法，以沉积物取样为代表的沉积物分析方法。其中，海洋地球物理探测方法具有速度快、范围广、深度大等优点，但在海岸带地质环境演化过程最为快速、复杂的浅表层沉积物区域(海床面以下0-3m)往往处于其探测盲区；对于自然事件的过程，特别是细节的捕捉，其精度也远远无法满足要求。原位探测方法具有速度快、可靠性高等优点，但大多需要通过取样分析确定若干参数值，原位探测与取样点在时间与空间的不同步，往往导致数据存在固有误差。更重要的是，海洋地球物理探测方法与原位探测方法均缺乏时间上的连续性，是以获取静态数据为目的，被迫忽略浅层海底沉积物与底层海水之间随时间的动态变化、能量转化、物质交换过程。海洋地球物理探测方法与原位探测方法难以对快速、复杂的海岸带工程地质环境进行独立、有效的测量。长期原位观测方法大多为贯入式探杆/探针(如孔隙水压力探杆、电阻率探杆、地热探针等)观测；贯入方式本身仍是该领域的技术难点，而采用单一参数的贯入式探杆进行连续观测，对于描述复杂沉积物的动态变化过程，仍缺乏足够的可靠性。沉积物分析方法本身缺乏足够的时效性，而目前的主流取样方法中，重力取样可靠性底，钻孔取样成本高，且各种取样方式(重力、活塞、钻孔、箱式、抓斗等等)都会对沉积物造成不小的扰动，对数据分析产生极大的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种海床基静力贯入及取样平台，实现对海底沉淀物进行原位探测、长期原位观测和静力取样。

本发明提供一种海床基静力贯入及取样平台，包括框架，框架的上端连接有承重头，框架中设置有液压站和贯入单元，贯入单元包括贯入油缸、上伸缩油缸、下伸缩油缸、动滑轮组、第一驱动绳、第二驱动绳、定滑轮、导轨和滑板，液压站液压连接贯入油缸、上伸缩油缸和下伸缩油缸，动滑轮组包括滑轮基座和设置于滑轮基座上的第一动滑轮及第二动滑轮，贯入油缸的伸缩端连接滑轮基座，第一驱动绳穿过第一动滑轮，第一驱动绳的一端经定滑轮连接框架，第一驱动绳的另一端经定滑轮连接滑板的上端，第二驱动绳穿过第二动滑轮，第二驱动绳的一端经定滑轮连接框架，第二驱动绳的另一端经定滑轮连接滑板的下端，框架的侧端设置导轨，滑板滑动连接导轨，滑板上设置有上左右夹持爪，于框架的侧端且在上左右夹持爪的下侧位置设置有下左右夹持爪，上伸缩油缸的伸缩端连接上左右夹持爪，下伸缩油缸的伸缩端连接下左右夹持爪，上左右夹持爪和下左右夹持爪均可夹持或松开杆件。

进一步的，海床基静力贯入及取样平台包括若干个贯入单元。

进一步的，框架的侧端靠近下左右夹持爪的位置设置有位移计。

进一步的，杆件包括探测杆、观测杆和取样管。

进一步的，框架中还设置有配重箱。

进一步的，框架中还设置有配重油缸，液压站液压连接配重油缸，配重油缸的伸缩端连接配重箱。

进一步的，框架中还设置有高度计。

进一步的，框架中还设置有照明灯和摄像机。

进一步的，框架中还设置有GPS定位模块。

进一步的，海床基静力贯入及取样平台还包括主控台，框架中还设置有控制舱、驱动舱和电池舱，主控台经控制舱信号连接驱动舱，电池舱分别电连接控制舱和驱动舱，驱动舱分别信号连接贯入油缸、上伸缩油缸和下伸缩油缸。

与现有技术相比，本发明的海床基静力贯入及取样平台具有以下特点和优点：

本发明的海床基静力贯入及取样平台，可实现对海底沉淀物进行原位探测、长期原位观测和静力取样的同步、同点测量，从不同的角度获取相互呼应的海底沉积物参数，为全面、可靠的认识和解读海底沉积物动态变化过程提供一种可行的方法，以获取更为准确、全面的海洋地质环境参数随时间和空间的变化过程。