海底土体静力触探技术是目前最先进的海底土原位探测方法。它通过液压以海底或孔下贯入方式把探头和与之连接的触探杆按恒定的推进速率贯入到土中去,在贯入期间测定锥尖阻力、侧壁摩阻力和孔隙水压力及其随深度变化曲线,并在现场通过计算获得海底地层土的物理、力学性质资料,使得海底土海洋工程地质调查与评价高效且高精度,在近海油气资源开采平台、油气输送管线及海下电缆铺设、港口、海岸基础设施建设的工程安全性评价中发挥着重要的作用,也是未来航道、港口、海底工程、环境灾害地质调查的主要探测手段,广泛应用于测定三角洲沉积层、滨海相沉积层和河湖相沉积软土层的海底土测定,用以设计选定桩基持力层及水下结构物的施工方案。 本论文在“十五”863项目“海底土体原位静动态探测技术”的支持下,主要通过对海底土体静力触探系统中的海底基座、全内置式管内液压推进装置、测控系统和现场数据分析评价系统等四项关键技术研究,探索海底土体静力触探关键技术的设计实施方案。码头实验表明,研究实施的海底土体静力触探系统顺利探测获得21m的土层物理力学性质资料,该系统具有如下特点: (1) 设计的海底基座对随钻扫孔钻具的夹紧及松开功能工作可靠,性能稳定,海底基座在海底表层的沉降量较小; (2) 全内置式管内液压推进总成在随钻扫孔钻具中能准确定位悬挂和锁紧,触探作业过程(连续触探)中控制及动作稳定准确,设计具有先进性; (3) 管内电缆绞车及海底基座绞车提升或下放功能可靠、性能稳定; (4) 海底基座测控系统满足设计要求,测控系统稳定; (5) 全内置式管内液压推进总成测控系统满足设计要求,测控系统稳定。特别是对推进速度的控制十分成功,使全内置式管内液压推进总成以2cm/s速度匀速推进,确保静力触探试验结果的精度和准确度; (6) 现场静力触探数据分析和评价系统的评价方法和评价结果可靠,评价结果与钻探取样分析结果基本吻合; (7) 静力触探系统总体技术功能完善、作业简便,各硬、软件组成设计合理,