DSC06338

48 S. Depowski, R. Kotuński

Odznaczają się one większym ciężarem i długością rury rdzeniowej oraz umożliwiają uzyskanie rdzenia o długości do 5 m. Modyfikacją techniczną sondy Ekmana jest zastosowanie specjalnego okucia wzmacniającego zakończenie rury - tzw. „buta”, umożliwiającego efektywniejsze wbicie sondy w dno. Innym elementem zastosowanym w tych sondach jest klapa nieodwracalna oraz szczęki zabezpieczające przed wymyciem próbki. W sondzie „UJO-47” w miejsce klapy zastosowano zawór stożkowy. Ważnym, nowym elementem konstrukcyjnym był wkład plastykowy w rurach rdzeniowych, który zabezpiecza przed zniekształceniem próbki podczas wyjmowania ich z rur. Późniejsze zmiany konstrukcyjne sond rdzeniowych polegały na wykorzystaniu ciśnienia hydrostatycznego i zastosowaniu tłoka w rurze rdzeniowej, wibratorów elektrycznych, a także na wykorzystaniu dodatkowo siły wybuchu. Przykładami takich sond są: udarowo-wybuchowa Pigotta, hydrostatyczno-tłokowa Kullenberga, próżniowa Kullenberga, głębokowodna hydrostatyczna sonda „GGT-47”. Współczesne hydrostatyczno-tłokowe sondy umożliwiają pobór długich rdzeni osadów ilasto-mulastych (rys. 3.4). Najdłuższy rdzeń o nienaruszonej strukturze i długości 34 m pobrany został na statku „Witiaź”. Możliwości użycia tych sond są więc ograniczone do określonych typów osadów. Pobór rdzeni osadów piaszczys-

1

Rys. 3.4. Sonda udarowa typu Kullenberga tych jest możliwy dzięki wibracyjnym sondom tłokowym, których pierwowzór stanowi wibracyj-no-tłokowa sonda Kudinowa („WPGT-60”).

Podstawowym eksploatacyjno-technicznym kryterium zastosowania właściwego typu sondy jest możliwość uzyskania odpowiedniej długości i średnicy rdzenia osadów, o jak najmniejszym stopniu zaburzenia jego struktury i uwarstwienia. Istotny jest przy tym czas pobierania rdzenia, dopuszczalna głębokość użycia sondy, jej ciężar całkowity i rozmiary oraz możliwość uzyskani! rdzenia z osadów o różnym stopniu twardości. Zasadnicze znaczenie dla jakości pobieranego rdzenia osadów, a zatem reprezentatywności pró bek geologicznych ma sposób i przebieg jeg< formowania w rurze rdzeniowej, któremu towarzyszą znaczne siły tarcia wywołane pęcznieniem lub ściśnięciem osadów. Istotne znaczenie mają tu takie parametry, jak: średnica rury rdzeniowej, gładkość jej powierzchni, szczelność tłoka, szybkość i sposób wpędzania w dno rury rdzeniowej. Szybkość zapełnienia rury rdzeniowej pobieranym materiałem zależy od sposobu wpędzania rury i rodzaju osadów. Zwiększenie siły wibromłota powinno być proporcjonalne do spoistości osadów i średnicy rury rdzeniowej. W naturalnych warunkach uzyskanie optymalnych parametrów, takich jak: dobór średnicy rury rdzeniowej do szybkości jej wpędzania i częstotliwości uderzeń wibromłota są niezwykle trudne. Nawet niewielkie przewars-twienia wpływają bowiem na nierównomierne formowanie rdzenia w rurze rdzeniowej, co powoduje przesunięcia lub ściśnięcia osadów, tzn. zaburzenia ich naturalnej struktury i warstwowania [Kotliński, Nowak, 1987]. Wymagania techniczne gwarantujące - w sensie praktycznym - pobranie próbek osadów o strukturze nienaruszonej, określone przez Hvorslev’a i Rosfeldera, Marshalla, uwzględniające współczynnik tarcia wewnętrznego, współczynnik tarcia zewnętrznego i uzysk rdzenia, zostały omówione przez F.B. Pieczkę [1981].

Doświadczenia wskazują, że praktycznie zawsze osady pobierane sondami rdzeniowymi wykazują jednak mniejszy lub większy stopień zaburzenia ich naturalnej struktury, przy czym dla osadów piasz-czysto-żwirowych i glin stopień zaburzeń zarówno przy poborze tych osadów sondami udarowymi, jak i wibracyjnymi, jest podobny. Osady te odznaczają się niejednorodnością uziarnienia i przy ich poborze mu miejsce, przy ściankach rury rdzeniowej oraz wewnątrz rdzenia, ugięcie sąsiednich warstw, lamin i częściowe wymieszanie osadu oraz przemieszczanie zium mineralnych. Przyczyną tego jest zróżnicowanie sił tarcia na granicy osad - rura