[发明专利]一种用于土工力学参数原位测试的振动式重力取样器

说明书

本发明专利属于沉积物柱状样取样器和土工力学参数原位测试器技术领域，具体涉及一种用于土工力学参数原位测试的振动式重力取样器。其包括牵引座、配重组件、震动组件、取样筒组件、检测组件、封口组件、配重校正盘和取样头，其中牵引座通过吊环结构连接缆绳，下部与配重组件顶部固定，配重组件下部连接取样筒组件，内部安装震动组件，取样筒组件左右两侧安装检测组件，下部连接封口组件，配重校正盘套装在取样筒组件和检测组件外侧，取样头安装在封口组件底部。本发明可实现配重块快速调整和固定，实现样品的快速提取、分装、储存，实现原位测试海底沉积物的土工力学参数，通过采样后自动封口，从而提高采样的成功率。

技术领域

本发明专利属于沉积物柱状样取样器和土工力学参数原位测试器技术领域，具体涉及一种用于土工力学参数原位测试的振动式重力取样器。

背景技术

在进行海洋沉积学和海洋工程地质学的研究时，需要获取一定长度的海底沉积物样品，才能获取长时间尺度的古环境和古气候信息。获取海底柱状沉积物的方法有很多，目前常用的有重力柱取样器、活塞取样器。以上两种取样器在大部分海域使用效率较高，但对于海底胶结程度较高或含沙量较高的海底取样效率极低。

目前重力柱取样成功率不高，主要有两个原因，第一由于海底海流较强或者地形不平坦，导致重力柱取样器在触底时无法保持竖直状态，重力柱在往海底下放过程中容易倾斜，一旦倾斜，取样器触底时容易倾倒，导致无法取到理想的柱状样品。第二个原因是，部分海域含沙量较高或沉积物硅质胶结、钙质胶结程度较高，导致底质较硬，柱状取样器难以插入到此类的海底沉积物中。2018年，申请人及所在团队曾先后四次组织航次前往南海东沙附近进行地质调查，耗资达五百万元。但由于此处沉积物胶结作用比较强，且含沙量较高，十几次重力柱作业只获取了两根不到一米的柱状样品，取样效率极低，耗费了大量的人力、物力、财力，仍无法满足项目的要求。此外，由于海底的沉积物从海底取到海面之后，压力、温度、盐度等参数都会发生一定程度的变化，导致沉积物的土工力学等参数会与原始状态具有较大的差异，因此发明一款用于原位测试土工力学的装置能够获取海底沉积物原始状态的土工力学参数。

本发明依靠自身重力和振动的推力，插入比较硬的沉积物中，特别是针对含砂量较高的沉积物以及胶结程度较强的沉积物，且能够做到原位测试沉积物的土工力学参数。

发明内容

本发明旨在解决背景技术中提到的问题，本发明提出了一种用于土工力学参数原位测试的振动式重力取样器，其采用的技术方案如下：

一种用于土工力学参数原位测试的振动式重力取样器，包括牵引座、配重组件、震动组件、取样筒组件、检测组件、封口组件、配重校正盘和取样头，其中所述牵引座整体结构为上部为吊环结构，下部为连接盖，牵引座通过吊环结构连接缆绳，下部与配重组件顶部固定，所述配重组件上部连接牵引座，下部连接取样筒组件，内部安装震动组件，所述取样筒组件上部连接配重组件，左右两侧安装检测组件，下部连接封口组件，所述配重校正盘套装在取样筒组件和检测组件外侧，配重校正盘底面可接触取样头上端面，配重校正盘顶面开有安装孔，所述取样头安装在封口组件底部，在使用本发明时，当配重校正盘接触到海底后，将沿着取样外筒外侧柱面和传感器安装滑杆逐渐向上滑动，但是配重校正盘的底面将与取样外筒一直保持垂直状态，从而保证插入的角度保持与海底面垂直。