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[发明专利]第二代滩浅海沉积物强度原位检测装置-CN201910166966.5有效
发明人：刘晓磊;张红;贾永刚;郑杰文;单红仙 -专利权人：中国海洋大学
申请日： 2019-03-06 - 公布日： 2023-08-29 - 主分类号： B63B35/00 文献下载
摘要：本发明公开一种第二代滩浅海沉积物强度原位检测装置，包括作业船及搭载在作业船上的静力触探单元，所述静力触探单元包括安装框架、贯入单元、控制舱和液压单元，贯入单元和液压单元均与控制舱电连接，本方案利用作业船搭载测试设备，将静力触探单元搭载在特定结构的作业船上，基于双缆绳吊装架，通过船体中心月池进行设备布放与回收，显著提高了滩浅海环境下沉积物强度检测作业的效率及安全性，并在月池盖板上完成部分探杆的连接与拆卸，触探深度可达20米；对探杆升降控制时采用液压缸驱动滑轮组合的行程放大机构设计，降低了设备的整体高度，提高了设备在海底的稳定性，能够有效提高工程勘察的质量与精度，经济效益明显，使海洋工程地质评价勘测周期也大为缩短。
第二代浅海沉积物强度原位检测装置

[发明专利]深海座底式工程地质环境原位长期观测装置及方法-CN201810833511.X有效
发明人：贾永刚;朱超祁;郭秀军;孟庆生;刘涛;刘兰军;徐海波;张民生;刘晓磊;王栋;单红仙 -专利权人：中国海洋大学
申请日： 2018-07-26 - 公布日： 2023-08-15 - 主分类号： G01C13/00 文献下载
摘要：深海座底式工程地质环境原位长期观测装置及方法，包括沉积物声学探杆、沉积物孔隙水压力探杆、三维电阻率探杆、水体观测仪器、长期观测供电系统、探杆液压贯入系统、总控与数据存储传输系统、声学释放器、水声通讯机与仪器搭载平台。观测内容包括海水—海床界面—沉积物的工程性质、物理性质、力学性质、生物化学性质。海底沉积物的工程性质、物理力学指标，通过海底电阻率三维量测和声波测量结果综合确定。海水的物理、生化性质，通过搭载的传感器获取。观测探杆通过液压方式贯入到沉积物中。通过海水溶解氧电池供电；数据传输通过海面中继浮标与卫星通讯实现。为深海工程地质环境提供了一种行之有效的综合、原位、长期观测装置与方法。
深海座底式工程地质环境原位长期观测装置方法

[发明专利]一种全海深组合型海洋观测探杆静力贯入装置及方法-CN202211093278.9在审
发明人：陈天;贾永刚;李伟甲;刘晓磊;胡聪;单红仙;李晓萌 -专利权人：中国海洋大学;自然资源部第一海洋研究所
申请日： 2022-09-08 - 公布日： 2023-01-06 - 主分类号： E02D1/00 文献下载
摘要：本发明涉及涉及海底沉积物原位长期观测技术领域，具体涉及一种全海深组合型海洋观测探杆静力贯入装置及方法，底座包括中心开设有贯穿孔的不锈钢圆盘和固定在不锈钢圆盘底面周向的配重支撑座，不锈钢圆盘和配重支撑座上均安装有一个触底开关，不锈钢圆盘的表面还安装有磁浮电机和控制舱，磁浮电机安装有水密接插件并通过水密供电线缆连接控制舱，磁浮电机通过驱动缆绳与贯入机构连接；释放机构包括两个声学释放器和地质缆绳，两个声学释放器通过并联架固定在地质缆绳上，地质缆绳的端部与立架上的吊环连接，两个声学释放器的释放钩之间通过一根与观测探杆连接的缆绳连接。本发明布放不受尺寸影响、探杆稳定可控释放、应用水深环境可达12000m。
一种全海深组合海洋观测探杆静力装置方法

[发明专利]水合物分解诱发地形垂向变化的可视化物理模型与方法-CN201910372213.X有效
发明人：朱超祁;单红仙;贾永刚;李三忠;焦欣然;李清平;陈江欣;刘柯涵;程升;刘炎 -专利权人：中国海洋大学
申请日： 2019-05-06 - 公布日： 2021-11-05 - 主分类号： E21B49/00 文献下载
摘要：本发明提出了一种水合物分解诱发地形垂向变化的可视化物理模型与方法，属于海洋地质的技术领域。本发明的可视化物理模型包括透明海洋软黏土层和天然气水合物层，天然气水合物层位于透明海洋软黏土层的内部，透明海洋软黏土层是由硅酸锂镁和蒸馏水按照质量比为3.5～6.5:100经过混合搅拌制备而成，天然气水合物层是由三氯一氟甲烷和蒸馏水按照体积比为1:2～1:4在常压下制备而成的。本发明的可视化物理模型在常压下制备而成，无需高压，制备方法简单，条件温和，对设备没有特殊的要求，成本低；其内部的流体运移通道可见，地形垂向变化可有效记录，实现了模型试验的可视化，简化了物理模型试验的条件，性价比高，便于推广。
水合物分解诱发地形变化可视化物理模型方法

[发明专利]水合物分解诱发海床变形的三维可视化试验装置与方法-CN201910371663.7有效
发明人：朱超祁;贾永刚;焦欣然;李三忠;单红仙;李清平;程升;刘柯涵 -专利权人：中国海洋大学
申请日： 2019-05-06 - 公布日： 2021-10-15 - 主分类号： G01N33/24 文献下载
摘要：本发明提出了一种水合物分解诱发海床变形的三维可视化试验装置与方法。本发明包括透明模型箱，透明模型箱内设有沉积层，透明模型箱的侧面设有激光器和CCD相机，透明模型箱的顶部设有激光位移计，沉积层的内部还设有温度传感器和压力传感器；沉积层包括透明海洋软黏土层和天然气水合物层；透明海洋软黏土层是由硅酸锂镁和蒸馏水按照质量比为3.5～6.5:100经过混合搅拌制备而成的，天然气水合物层是由三氯一氟甲烷和蒸馏水按照体积比为1:2～1:4在常压下制备而成的。本发明可以在常压下模拟天然气水合物分解条件下的海床响应，海底沉积物内部的流体运移路径以及土体内部裂纹扩展等肉眼可见，并可通过图像处理获得三维位移场。
水合物分解诱发海床变形三维可视化试验装置方法

[发明专利]一种海床表层变形滑动长期观测装置及方法-CN202010703538.4有效
发明人：贾永刚;宋晓帅;范智涵;孙志文;薛凉;陆杨;单红仙;单海龙 -专利权人：中国海洋大学;青岛国科海洋环境工程技术有限公司
申请日： 2020-07-21 - 公布日： 2021-04-16 - 主分类号： G01B21/32 文献下载
摘要：本发明公开了一种海床表层变形滑动长期观测装置及方法，属于海底观测技术领域。本发明装置包括一个中心测量单元和若干辅助测量单元，通过中心测量单元和辅助测量单元的配合，可测量一定区域范围内海床表层变形滑动位移及滑动方位的定量数据；可实现对海床表层沉积物变形滑动位移与方位的原位长期观测，且具有大范围的测量特征，可测量区域性的海床表层沉积物变形滑动过程。
一种海床表层变形滑动长期观测装置方法

[发明专利]一种海底表层硬质泥沙可视推进取样器及取样方法-CN202010003745.9有效
发明人：贾永刚;宋晓帅;范智涵;孙志文;单红仙 -专利权人：中国海洋大学
申请日： 2020-01-03 - 公布日： 2021-03-30 - 主分类号： G01N1/08 文献下载
摘要：本发明提供了一种海底表层硬质泥沙可视推进取样器及取样方法,包括同轴铠装缆和取样容器，取样容器底部设有取沙口，取样容器后侧设有控制舱，控制舱尾端设有推进器，控制舱底部设有滚轮和贯入系统。通过本发明的技术方案，实现了可视化目标取样，可以根据摄像头观看到的实际采集情况来控制，保证了取样器在复杂海底环境中的有效使用，有效提高了深海沉积物取样的成功率；利用本发明的贯入系统，可以根据贯入系统测试到沉积物强度，并观察到的沉积物情况；利用本发明的推进器的动力进行泥沙取样，可控制推进速度，取样效率高且取样效果好，使用方便，可以满足海洋地质勘探领域的科研或用户需求。
一种海底表层硬质泥沙可视推进取样方法

[发明专利]原位实时监测沉积物孔压及海床变形的装置及布放方法-CN202011107339.3在审
发明人：贾永刚;梁天阳;薛凉;侯衍凯;单红仙;单海龙 -专利权人：中国海洋大学
申请日： 2020-10-16 - 公布日： 2021-01-22 - 主分类号： G01L9/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种原位实时监测沉积物孔压及海床变形的装置及布放方法，包括原位实时监测装置和数据采集系统,原位实时监测装置包括钢管，钢管之间通过金属波纹管连接，钢管内设有三轴加速度传感器、水孔、孔压传感器、温度传感器和微处理器；数据采集系统包括密封采集仓，密封采集内装有数据采集传输设备和锂电池，数据采集传输设备的通讯接口通过水密接头连接实时通讯线缆，实时通讯线缆的另一端连接通讯浮球。通过本发明的技术方案，解决孔压探杆因海底沉积物较硬等原因无法正常贯入的问题，降低布放风险，同时可更加精准的确定布放位置、深度，提高观测数据的准确性。实现海床不同深度孔压数据及沉积物滑移量的实时采集和无线传输。
原位实时监测沉积物海床变形装置方法

[发明专利]一种自动分离式扳机结构-CN202010951683.4在审
发明人：单治钢;薛凉;汪明元;孙淼军;贾永刚;单红仙;刘晓磊;侯衍凯;梁天阳 -专利权人：浙江华东建设工程有限公司
申请日： 2020-09-11 - 公布日： 2020-12-11 - 主分类号： F16B1/04 文献下载
摘要：本发明提供了一种自动分离式扳机结构，包括上部连接结构和下部连接结构，上部连接结构的底端固定设有第一承台，下部连接结构的顶端固定设有第二承台，第一承台和第二承台之间通过扳机连接，扳机由两条L形扳机组成，扳机的上部安装铁条，铁条搭扣在上部连接结构的第一承台，扳机的中部贯穿旋转杆，旋转杆安装在下部连接结构的第二承台上,第一承台的形状为圆形，第一承台对称两侧分别设有与扳机宽度相匹配的凹槽，凹槽的上表面中部设有与铁条尺寸相匹配的铁条凹槽。通过本发明的技术方案，操作简便易上手，制作工艺简单，可重复使用，实现了通过扳机连接的结构物全自动分离，全程无需潜水员下水操作，确保了人员的安全。
一种自动分离扳机结构

[发明专利]一种水合物诱发海底失稳的原位实时监测装置及方法-CN202010602920.6在审
发明人：贾永刚;孙志文;郭秀军;刘涛;单红仙;范智涵;宋晓帅;薛凉 -专利权人：中国海洋大学
申请日： 2020-06-29 - 公布日： 2020-09-29 - 主分类号： G01V9/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种水合物诱发海底失稳的原位实时监测装置及方法，属于海洋地质探测领域。本发明包括测试探杆，测试探杆上设置若干电极环和若干孔压传感器；测试探杆的底部为锥形头；测试探杆上部固定设置有配重、水声通讯机一、采集控制仓、电源仓以及吊环；采集控制仓内设有电阻率采集单元、孔压采集单元和下位机控制单元；电阻率采集单元分别与各电极环以及下位机控制单元通信连接；孔压采集单元分别与各孔压传感器以及下位机控制单元通信连接。电阻率计算得到的超孔隙水压力的变化与孔压传感器测量得到的超孔隙水压力的变化取最大值，根据该最大值判断海底失稳的可能性，进而对海底地质灾害进行监测预警。
一种水合物诱发海底失稳原位实时监测装置方法

[发明专利]一种海底沉积物和海洋底层水同时采集装置-CN201811459343.9有效
发明人：贾永刚;程升;朱超祁;刘晓磊;焦欣然;单红仙 -专利权人：中国海洋大学
申请日： 2018-11-30 - 公布日： 2020-09-04 - 主分类号： G01N1/14 文献下载
摘要：本发明公开了一种海底沉积物和海洋底层水同时采集装置，包括取样管、活塞以及安装在取样管上的配重块、取水箱和平衡翼；所述取样管内置有塑料套管，用于保存海底沉积物样本；所述活塞内置于所述塑料套管中，连接缆绳，所述缆绳从取样管的顶部伸出，通过拉动缆绳牵引活塞上移，抽取海底沉积物样本至所述塑料套管中；在所述取水箱的底部设置有自动开合组件，所述自动开合组件在采集装置在海水中下沉以及插入到海底沉积物的期间受海水压力打开，采集海洋底层水至取水箱，且在采集装置上浮期间闭合，封存海洋底层水样本。本发明的采集装置集海底沉积物取样和海洋底层水取样的功能于一身，且可以采集到距离海底1m~2m的海洋底层水样本。
一种海底沉积物海洋底层同时采集装置

[发明专利]一种波致渗流诱发海床内部沉积物侵蚀的实验装置-CN201811335536.3有效
发明人：张少同;贾永刚;张雅淇;文明征;张博文;单红仙 -专利权人：中国海洋大学
申请日： 2018-11-10 - 公布日： 2020-05-22 - 主分类号： G01M10/00 文献下载
摘要：一种波致渗流诱发海床内部沉积物侵蚀的实验装置，主要包括波致渗流模拟水槽，沉积物槽、被侵蚀沉积物的时序收集系统与连接导管。四者均由透明亚克力材料制成，并通过带有万向滚轮的不锈钢结构支架支撑。渗流模拟水槽内置波浪模拟器，底部设有压力传感器，用以实时记录渗透压力。渗流通过导管进入装置中部的沉积物槽，导管中部有开关控制阀，用以开启/关闭渗流作用。沉积物槽底部设有水压平衡沙袋，顶部设有倾斜外流导管，被渗流侵蚀的沉积物可自由流入下覆时序收集系统。被收集的沉积物可给用来开展物理力学性质测试，定量评估波致渗流引起的海床内部侵蚀通量与粒径特征。本装置既可用于原位柱状样的渗流侵蚀过程实验，亦可利用重塑土开展科学研究。
一种渗流诱发海床内部沉积物侵蚀实验装置

[发明专利]一种原位沉积物柱状样分层抗侵蚀性测量装置及其方法-CN201811335519.X有效
发明人：张少同;张雅淇;贾永刚;张皓清;代馨楠;单红仙 -专利权人：中国海洋大学
申请日： 2018-11-10 - 公布日： 2020-05-22 - 主分类号： G01N17/00 文献下载
摘要：一种原位沉积物柱状样分层抗侵蚀性测量装置及其方法。通过在小型环形水槽中预留柱状样置放槽，搭配浊度（OBS）、三维流速（ADV）与声波测距（Altimeter）等商业化传感器，实现沉积物柱状样抗侵蚀性的有效测量；进一步通过在置放槽底部设计升降托盘与控制转阀，以自由调节柱状样高程，从而实现柱状样抗侵蚀性的分层测量。目前业界主要利用粘结力仪（CSM）测量柱状样沉积物的抗侵蚀性，但由于其基于喷发气体来模拟底切应力，不可避免的具有一定“射流”效应，测试结果具有争议，且测试成本较高。本发明将打破这一技术局限，为原位沉积物柱状样抗侵蚀性的分层测量提供一种更为真实、有效、快捷、经济的测量装置与数据分析方法。
一种原位沉积物柱状分层侵蚀测量装置及其方法

[发明专利]基于自然电位测量的海底边界层原位实时监测装置及方法-CN201910826394.9有效
发明人：贾永刚;范智涵;徐海波;胡聪;田壮才;单红仙 -专利权人：中国海洋大学
申请日： 2019-09-03 - 公布日： 2020-05-15 - 主分类号： G01N15/04 文献下载
摘要：本发明属于海底环境观测技术领域和海洋工程地质技术领域，涉及一种基于自然电位测量海底边界层原位实时监测装置及方法。本发明采用的观测装置是自然电位测量探杆，其电极为稳定性较高的固态环形参比电极，无需对电极供电，不受电极极化影响；测量的是海水与海底沉积物两种不同物质因自然电位产生的电势差值，通过两电极间电势差的大小来确定海床界面，反映海床面上下物质浓度的变化；且探杆结构简单，监测方法清晰明了，监测精度高。
基于自然电位测量海底边界层原位实时监测装置方法

[发明专利]一种海洋座底设备沉降量测量装置及方法-CN201910826393.4有效
发明人：贾永刚;范智涵;徐海波;胡聪;田壮才;单红仙 -专利权人：中国海洋大学
申请日： 2019-09-03 - 公布日： 2020-04-10 - 主分类号： G01C5/00 文献下载
摘要：本发明属于海洋座底设备沉降量测量技术领域，涉及一种海洋座底设备沉降量测量装置及方法。本发明设计的监测设备能够有效监测海洋座底设备沉降量,并能有效区分设备自重沉降量及因侵蚀淤积产生的位移变化。对设备沉降过程的了解、海洋工程的安全把控、海底监测设备数据的准确性判断都有十分重要的意义。使用的电极为稳定性较高的固态环形参比电极，无需对电极供电，探杆结构简单，设计合理，可与海洋座底设备配搭使用，监测方法清晰明了，监测精度高。
一种海洋设备沉降测量装置方法

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