28. Грунтовые трубки.

На глубинах более 5 м пробы рыхлых грунтов берут с помощью дночерпателей и грунтовых трубок.

Дночерпатели используются для отбора проб поверхностного слоя донных осадков и фауны. Глубина их проникновения в грунт не превышает 35-40 см. Дночерпатели изготавливаются в виде тяжелых ковшей или шарнирно соединенных металлических створок.

При достижении дна створки врезаются в грунт. При подъеме дночерпателя под влиянием собственной тяжести или специального механизма створки закрываются, вырезав образец грунта, а давление воды прижимает крышки и тем самым предохраняет пробу от вымывания. Наша промышленность выпускает дночерпатели «Океан-50».

Грунтовые трубки используются для получения колонок грунта дна длиной от нескольких сантиметров до нескольких десятков метров. Добытые с их помощью колонки грунта наглядно характеризуют состав донных осадков. Различают ударные, поршневые, вибропоршневые и гидростатические грунтовые трубки.

Ударные грунтовые трубки наиболее простые по конструкции и углубляются в грунт под действием собственной массы и скорости падения. Недостатком подобных трубок является то, что длина колонок грунта в них всегда меньше углубления трубки в грунт из-за сил внутреннего трения, развивающихся при уплотнении и заклинивании осадков. Грунтовая трубка ГОИНа предназначена для отбора колонок грунта с любой глубины. Ее длина может быть 1 и 1,5 м, а масса соответственно 13,5 и 19 кг.

Трубка состоит из колонковой стальной трубы с вставленным в нее разъемным тонкостенным латунным вкладышем. Клапан служит для закрывания верхнего отверстия трубки при ее подъеме, что предохраняет отобранную пробу от вымывания. На нижнюю часть трубки навинчен стальной наконечник с острыми краями для облегчения вхождения трубки в грунт. На верхнем конце трубки размещен груз со стабилизатором для большей массы и придания прибору вертикального положения при опускании. Для подсоединения трубки к тросу используется скоба с крюком.

Трубки для снятия проб грунта на ходу судна (ПЕ-27) разработаны в ГОИНе и предназначены для взятия колонок грунта дна в дрейфе и на ходу судна (до 15 узлов). Выпускаются два типа подобных трубок: легкая (ТНХ-Л) массой 16 кг и тяжелая (ТНХ-Т) массой 26 кг. Они позволяют отбирать колонки грунта длиной до 1 м на глубинах до 300 м.

Трубка состоит из толстостенной стальной трубы с навинченным наконечником с острыми краями. Внутри трубы расположен вкладыш, состоящий из двух половинок. Трубка опускается в горизонтальном положении, подвешенная на тросе с помощью специального устройства, срабатывающего при ударе о грунт. При подъеме трос, натягиваясь, закрывает крановое устройство, находящееся в конце трубки внутри широкого кольцевого стабилизатора.

Грунтовая трубка «Gemini Twin corer», разработанная в финском Институте морских исследований и предназначенная для отбора проб мягких донных отложений, представляет собой двойную стальную трубу с внутренним вкладышем из оргстекла с внутренним диаметром 80 мм; снабжена хорошо развитым стабилизатором. Прибор позволяет отбирать колонки грунта до 1 м с четкой границей между верхним слоем грунта и придонной водой, что дает возможность отбирать пробы придонной воды на гидрохимический анализ. В конструкции вкладыша предусмотрена возможность легко отрезать от отобранной колонки пробы разной высоты.

Поршневые трубки также углубляются в грунт под действием силы падения. После этого они дополнительно углубляются за счет вакуума, создаваемого при вытягивании поршня тросом. Поршневые трубки берут колонки грунта, длина которых равна их углублению в толщу осадков и может достигать длины более 20 м с незначительным нарушением стратификации пробы.

В качестве примера можно привести поршневую грунтовую трубку ПГТ-56, разработанную в ИО РАН.

Вибропоршневые грунтовые трубки предназначены в основном для отбора проб грубозернистых осадков в прибрежной зоне на глубинах до 150 м. Подобная трубка, разработанная в ИО РАН, имеет длину 4,5 м. В нижней части трубки расположена специальная платформа для установки прибора на дно.

Гидростатические грунтовые трубки предназначены для отбора длинных, до 40 м, с ненарушенной слоистостью, колонок донных осадков. Эти трубки снабжены дополнительным баллоном. Часть его внутреннего объема, равная объему колонковой трубки, заполнена воздухом, остальная часть- водой. При углублении трубки в толщу осадков давлением открывается специальный кран для сообщения полости баллона с полостью колонковой трубки. Возникающая разность давлений (гидростатическое на дне и атмосферное в полости) заставляет трубку вонзаться в грунт и заполняться грунтом. Таким образом, гидростатическая трубка сначала работает как ударная, а затем как гидростатическая.