(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
海底の土壌内に描く埋設軌道の特性を解明することができる測定データを生ずる装置において、軌道に沿って海底の土壌内に埋設し得る埋設装置に嵌着し得るもしくは合体させた本体部材を有する算定手段を具え、この算定手段は、埋設中、前記埋設装置もしくは前記本体部材における或る点の土壌内の位置を決定するための測定データを発生して前記点の軌道を描くことができるよう構成し、また、前記算定手段には、前記軌道に沿って移動する前記点の移動を測定するため前記埋設装置の運動に応動する測定手段を設けたことを特徴とする測定データ発生装置。
【請求項２】
埋設装置内に含まれる請求項１に記載の特性解明測定装置を具え、前記埋設装置のワイヤロープ引張りケーブルを一端に取り付けられた細長いシャンク部材を設け、このシャンク部材を含む垂直平面内にある軌道に沿って土壌内に牽引埋設するため前記シャンク部材の他端に取り付けた爪部材を設け、海底の土壌内に埋設軌道を確立しその特性を解明する装置において、前記垂直平面内の特定の方向（Ｆ）に投影された前記シャンク部材および前記爪部材の最小投影面積が、前記垂直平面内の前記方向（Ｆ）に対して直交する方向に投影された前記シャンク部材および前記爪部材の最大投影面積（Ａ）の２０％を越えない、すなわち、０．２Ａを越えないことを特徴とする埋設軌道を確立しその特性を解明する装置。
【請求項３】
前記測定手段が、軌道上の２個の離間する点に関する順次の２点間距離を測定する作用を有するとともに、
ａ）この軌道上の１個の点における軌道の傾斜角および、
ｂ）前記軌道上の２個の点間における増大距離の水平成分（δｘ）もしくは垂直成分（δｙ）
のうちの少なくとも一方よりなる他のパラメータを測定する作用を有するものとした請求項１、又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記軌道上の２個の離間する点に関する順次の２点間距離を測定する前記手段を前記本体部材内に収容した請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記本体部材を細長い中空にし、前記埋設装置上の前記点に前記本体部材を枢着し、これにより前記本体部材自身が前記軌道内で軸線方向に整列できるようにした請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記埋設装置を係留海底の土壌内に埋設する際、前記軌道に合致するよう前記本体部材の背後に靡くことができ、前記本体部材に取り付けられた撚糸もしくは多条ストランド導線の線部材を設けた請求項１〜５のうちのいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
前記撚糸もしくは多条ストランド導線の線部材を内蔵する内蔵手段を含む内部隔室を前記本体部材に設けた請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記撚糸もしくは多条ストランド導線の線部材の前記本体部材への取付け部から遠い端部を前記本体部材の外部の抵抗素子に取り付け、前記本体部材が前記軌道に沿って移動する際、前記抵抗素子は係留海底面への貫入に抵抗してこの係留海底面上に留まり、これにより、前記撚糸もしくは多条ストランド導線の線部材は前記軌道に合致するよう前記本体部材の外に引き出される請求項６、又は７に記載の装置。
【請求項９】
前記軌道に沿う点の間の距離を測定する前記手段を前記撚糸もしくは多条ストランド導線の線部材が前記本体部材から出る際のこの撚糸もしくは多条ストランド導線の線部材によって作動させるよう構成した請求項６〜８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
前記軌道に沿う点の間の距離を測定する前記手段は前記撚糸もしくは多条ストランド導線の線部材が前記本体部材の外に引き出される際、この撚糸もしくは多条ストランド導線の線部材が上を通ることによって回転できるよう前記本体部材内に取り付けられたプーリと、このプーリによって軌道を描いて回転し前記本体部材内の磁界検知回路のスイッチをトリガーして電気パルスを発生させる磁石とを具え、前記本体部材から出る前記撚糸もしくは多条ストランド導線の線部材によって前記プーリが回転する際、前記軌道を占拠している前記撚糸もしくは多条ストランド導線の線部材上の所定の一定距離の順次の点を前記電気パルスが画成するよう構成した請求項６〜９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
前記軌道上の点におけるこの軌道の傾斜角を決定し得るデータを提供する前記測定装置が前記本体部材に剛固に取り付けられた電気傾斜計を具え、前記本体部材内の前記磁界検知回路からの点限定パルスを使用して前記電気傾斜計の出力を受けるよう構成した請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記傾斜計を加速度計により構成し、水平面に対するこの加速度計の傾斜角の余弦と重力の加速度との積に比例する出力電圧を発生するよう前記加速度計を配置した請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記軌道を占拠している前記撚糸もしくは多条ストランド導線の線部材に沿う所定の一定距離のパルス画成点の全ての傾斜角測定データを記憶するため電気的に駆動されるデータロガーを前記本体部材に設けた請求項１１、又は１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記撚糸もしくは多条ストランド導線の線部材が螺旋状に巻かれたコイルを、前記撚糸もしくは多条ストランド導線の線部材のための前記内蔵手段に設け、前記撚糸もしくは多条ストランド導線の線部材を前記コイルの内側から引き出し得るよう構成した請求項７に記載の装置。
【請求項１５】
前記内蔵手段を含む前記内部隔室にグリース状物質を充填した請求項７に記載の装置。
【請求項１６】
前記撚糸もしくは多条ストランド導線の線部材の周りに密接嵌着するオリフィスを通して前記撚糸もしくは多条ストランド導線の線部材を外へ出すようにしたオリフィスを穿孔したピストンを前記隔室内にシールし摺動するようにして、このピストンによって前記隔室を閉じ、これにより前記撚糸もしくは多条ストランド導線の線部材が外へ出る際の前記ピストンの圧力導入運動によってこのピストンの両側の圧力差を消滅させ、係留海底の土壌が前記隔室に進入するのを防止する請求項７に記載の装置。
【請求項１７】
前記線部材を多条ストランド導線により構成し、この多条ストランド導線を、前記軌道の通路に沿い前記本体部材からの電気信号によりデータを係留海底面に隣接する音響応答機まで誘導するよう付加的に作動する電気ケーブルとしても使用し、これにより軌道特性データを海面に隣接するレシーバに送信する請求項６に記載の装置。
【請求項１８】
前記軌道に沿う点の間の距離を測定する前記手段は前記本体部材から突出する軸に取り付けられたタービン羽根と、前記本体部が前記軌道に沿い土壌を通じて移動することに起因し前記羽根に土壌が当たることによって前記軸が回転すると前記軌道上の所定の一定距離の順次の点を示すよう前記軸の回転に応動する手段とを具える請求項３に記載の装置。
【請求項１９】
前記順次の点を画成する電気出力パルスを発生するよう前記本体部材内の磁界検知スイッチをトリガするため前記軸によって軌道を描いて回転するようこの軸に取り付けられた磁石を前記応動手段が具える請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
貫入抵抗のような土壌のパラメータを測定する手段を具える前記請求項のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２１】
土壌のパラメータを測定する手段はこの土壌の貫入抵抗を測定するため配置された電気的に読み出し得る針入度計を具える請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記シャンク部材の前記最小投影面積が、前記垂直平面内の前記方向（Ｆ）に対して直交する方向に投影された前記シャンク部材および爪部材の最大投影面積（Ａ）の１２％を越えない、すなわち、０．１２Ａを越えない請求項２に記載の装置。
【請求項２３】
係留海底内の海底土壌のアンカー定着性を算定するためのデータを発生する方法において、
（ａ）前記土壌内に埋設軌道を確立しこの埋設軌道の特性を解明するための測定装置を取り付けた埋設装置を、海底面（９）上に設置し、埋設軌道の希望する部分が記録されるまで前記測定装置に取り付けたケーブルをほぼ水平に引張り、
（ｂ）前記記録された軌道の足跡を表示し、
（ｃ）係留海底に与えられたアンカー定着性の良し悪しに全て影響がある土壌パラメータの急激な変化、土壌層間境界面の横切り通過、又は障害物との引っ掛かりを表示している急激な傾斜の発生点を識別するため前記足跡を精査することを特徴とする海底土壌のアンカー定着性算定データ発生方法。
【発明の詳細な説明】
本発明は係留海底査定装置、及び係留海底査定方法に関するものである。
海中にある係留海底内での展開のための広範囲の係留におけるアンカー素子として、牽引埋設アンカーを査定する時は、アンカーに取り付けられた引張りケーブルにほぼ水平に加えられた大きな力に応動してアンカーが係留海底に埋設される際、各アンカーが従動すると期待される軌道上の座標点における係留海底の土壌の工学的性質に関する知識を有することは望ましい。
アンカー爪部材の長さに関しては、チェーンケーブルによって引っ張られた時、最も新しい設計に成る牽引埋設アンカーは剪断強さの勾配が1.6kPa/mの通常、最も多い圧密された粘土質海底の表面の下方に爪部材の長さの５倍の深さまで貫入する軌道に従うことが経験的に示されている。チェーンケーブルを含む概念的に定めた円筒の直径の１／３の直径のワイヤロープで引っ張られた時、軌道は爪部材の長さの９倍も貫入する。爪部材の長さが約６ｍで、ワイヤロープケーブルによって引っ張られる現在使用されている最も大きな寸法の牽引埋設アンカーに関しては、埋設軌道は最初の貫入点で水平面から５０°傾いていて、この角度が徐々に減少する曲線を形成しており、アンカーが約３００ｍ移動して約５０ｍ垂直に埋設された時、この軌道は水平になり、アンカーの重量の約４０倍の最大アンカー保持容量を有する。従って、各軌道を予測し得るためには、海底の表面に沿って少なくとも３００ｍ延在し、その位置から下方に５４ｍにわたり延在する平坦な垂直区域について、広い係留位置の広く分割した１２個にも及ぶ位置のそれぞれに関し、係留海底の土壌に関する工学的データを有することは有利である。
過去においては、遠方の剪断羽根テスト、及び遠方の円錐形針入度計テストと、選択された位置で係留海底に穿孔された小数の孔から得た土壌サンプルについて行う実験室のテストとを組み合わせて、深い水中の係留海底の土壌の工学的データを得ていた。これ等のテスト、及び試料採取は各選択された位置において海底の表面から６０ｍ、又はそれ以上の深さの範囲で行われ、その位置の三次元の一連の土壌のデータを得ていた。しかし、このような調査を行う際の極端に高いコストのため、選択されるテスト位置、及び試料採取位置は常に最少である。広い区域にわたり、僅かなデータ点からの補間法は選択された位置の間に不確実な広い範囲を残すことになり不利である。そのためこれ等の位置の間の係留海底の土壌に行う牽引埋設アンカーの性能、及び軌道を予測することは著しく不確実な結果を与えることになる。
また、過去においては、アンカー埋設軌道を測定していた。海底の表面の下に埋められていない引張りケーブルの水平部分上の指定された点の対応する水平移動量を測定することにより、アンカーのほぼ水平な移動量を得ることによって、軌道上の水平座標を決定していた。また、アンカーに取り付けた細いケーブルを使用し、これを垂直に引っ張って海底面の下の貫入深さを測定して直接的に決定するか、又はアンカーに取り付けた圧力センサを使用し、海底面からアンカーまでの水柱を導く作用を有する可撓性管を介して、埋められたアンカーから海面までの水柱の静圧を測定して間接的に決定し、対応する垂直座標を決定していた。この直接測定方法については、埋められたアンカーを乱すことなく、土壌内に真に垂直になるように細いケーブルを十分に引張ることは確実性に乏しく、この操作を多数回繰り返す必要があるため、これ等の古い測定法には欠点がある。間接測定方法については、海面における長い隆起により生ずる圧力変動や、土壌の圧力により可撓性管の壁が圧壊し、又は管が捩じれ、又は自由端から管内に土壌が進入することによって水柱を導入する管が閉塞することにより確実性が乏しい欠点がある。
本発明の目的は土壌内にこのような軌道を確立している間、牽引埋設アンカー、及びそのケーブルによって生ずるよりも著しく少ない牽引埋設に対する水平抵抗を生ずるのみで、海底の土壌内に深い埋設軌道を確立し得る牽引埋設体埋設装置を得るにある。本発明の他の目的は係留海底の土壌内に埋める埋設装置上の点が描く埋設軌道の特性を解明することができる測定データを生ずる装置を得るにある。本発明の他の目的は上記の埋設装置上の上記点によって描かれた上記軌道上の特性解明点における上記土壌の工学的特性を測定する装置を得るにある。本発明の他の目的は上記牽引埋設体埋設装置によって係留海底に生ぜしめる埋設軌道の形状を解明することにより係留海底のアンカー定着性を算定する方法を得るにある。
本発明の第１態様によれば、海底の土壌内に描く埋設軌道の特性を解明することができる測定データを生ずる装置において、軌道に沿って海底の土壌内に埋設し得る埋設装置に嵌着し得る本体部材、又は合体させた本体部材を有する算定手段を具え、埋設中、前記埋設装置、又は前記本体部材上の点の土壌内の位置を表示して前記点の軌道を描くことができるよう前記算定手段を構成し、前記軌道に沿って移動する前記点の移動を測定するため前記埋設装置の運動に応動する測定手段を前記算定手段に設けたことを特徴とする。
本発明の好適な実施例においては、埋設装置内に含まれる上記の第１態様の特性解明装置を具え、前記埋設装置のワイヤロープ引張りケーブルを一端に取り付けられた細長いシャンク部材を設け、このシャンク部材を含む垂直平面内にある軌道に沿って土壌内に牽引埋設するため前記シャンク部材の他端を取り付けた爪部材を設け、海底の土壌内に埋設軌道を確立しその特性を解明する装置において、前記平面内の特定の方向に投影された前記シャンク部材と前記爪部材との最小投影面積が前記平面内の前記方向に直角に投影された対応する最大投影面積の２０％を越えないことを特徴とする。
前記測定手段が軌道上の２個の離間する点を分けるこの軌道に沿う距離を測定する作用を有し、別個のパラメータが
ａ）この軌道上の１個の点における軌道の傾斜角と、
ｂ）１個のデータに対する前記点の水平移動、又は垂直移動とのいずれかを付加的に具えるのが好適である。
前記軌道上の２個の点を分けるこの軌道に沿う距離を測定する前記手段を前記本体部材内に収容するのが好適である。
前記本体部材を細長い中空にし、前記埋設装置上の前記点に前記本体部材を枢着し、これにより前記本体部材自身が前記軌道内で軸線方向に一線になり得るようにするのが好適である。
前記埋設装置を係留海底の土壌内に埋設する際、前記軌道に合致するよう前記本体部材の背後に靡くことができ、前記本体部材に取り付けられた線部材を設けるのが好適である。
前記線部材を内蔵する内蔵手段を含む内部隔室を前記本体部材に設けるのが好適である。
前記線部材の前記本体部材への取付け部から遠い端部を前記本体部材の外部の抵抗素子に取り付け、前記本体部材が前記軌道に沿って移動する際、前記抵抗素子は係留海底面への貫入に抵抗してこの係留海底面上に留まり、これにより、前記線部材は前記軌道に合致するよう前記本体部材の外に引き出されるのが好適である。
前記軌道に沿う点の間の距離を測定する前記手段を前記線部材が前記本体部材から出る際のこの線部材によって作動させるよう構成するのが好適である。
前記軌道に沿う点の間の距離を測定する前記手段は前記線部材が前記本体部材の外に引き出される際、この線部材が上を通ることによって回転できるよう前記本体部材内に取り付けられたプーリと、このプーリによって軌道を描いて回転し前記本体部材内の磁界検知スイッチをトリガーして電気パルスを発生させる磁石とを具え、前記本体部材から出る前記線部材によって前記プーリが回転する際、前記軌道を占拠している前記線部材上の所定の一定距離の順次の点を前記電気パルスが画成するよう構成するのが好適である。
前記軌道上の点におけるこの軌道の傾斜角を決定し得るデータを提供する前記測定装置が前記本体部材に剛固に取り付けられた電気傾斜計を具え、前記本体部材内の前記磁界検知回路からの点限定パルスを使用して前記電気傾斜計の出力を受けるよう構成するのが好適である。
前記傾斜計に加速度計を設け、水平面に対するこの加速度計の傾斜角の余弦と重力の加速度との積に比例する出力電圧を発生するよう前記加速度計を配置するのが好適である。
前記軌道を占拠している前記線部材に沿う所定の一定距離のパルス画成点の全ての傾斜角測定データを記憶するため電気的に駆動されるデータロガーを前記本体部材に設けるのが好適である。
前記線部材が螺旋状に巻かれたコイルを前記線部材のための前記内蔵手段に設け、前記線部材を前記コイルの内側から引き出し得るよう構成するのが好適である。
前記内蔵手段を含む前記内部隔室にグリース状物質を充填するのが好適である。
前記線部材の周りに密接嵌着するオリフィスを通して前記線部材を外へ出すようにしたオリフィスを穿孔したピストンを前記隔室内にシールし摺動するようにして、このピストンによって前記隔室を閉じ、これにより前記線部材が外へ出る際の前記ピストンの圧力導入運動によってこのピストンの両側の圧力差を消滅させ、係留海底の土壌が前記隔室に進入するのを防止するのが好適である。
前記軌道の通路に沿い前記本体部材からの電気信号によりデータを係留海底面に隣接する音響応答機まで誘導するよう付加的に作動する電気ケーブルを前記線部材に設け、これにより軌道特性データを海面に隣接するレシーバに送信するのが好適である。
更に、前記軌道に沿う点の間の距離を測定する前記手段は前記本体部材から突出する軸に取り付けられたタービン羽根と、電気出力パルスを発生するよう前記本体部材内の磁界検知スイッチをトリガするため前記軸に取り付けられこの軸によって軌道を描いて回転駆動する磁石とを具え、前記軌道に沿い前記本体部材が前記土壌を通じて移動することに起因し前記羽根に土壌が当たることにより前記軸が回転する際、前記軌道上の所定の一定距離の順次の点を前記出力パルスが表すのが好適である。
例えば貫入抵抗のような土壌のパラメータを測定する手段を具えるのが好適である。
土壌のパラメータを測定する手段はこの土壌の貫入抵抗を測定するため配置された電気的に読み出し得る針入度計を具えるのが好適である。
本発明の他の態様によれば、係留海底内の海底土壌のアンカー定着性を算定するためのデータを発生する方法において、
（ａ）前記土壌内に埋設軌道を確立しこの埋設軌道の特性を解明するための装置を海底上に設置し、埋設軌道の希望する部分が記録されるまで前記装置に取り付けたケーブルをほぼ水平に引張り、
（ｂ）前記記録された軌道の足跡を表示し、
（ｃ）係留海底に与えられたアンカー定着性の割合に全て影響がある土壌パラメータの急激な変化、層間の相互面の横断、又は障害物への掛合を表示している急激な傾斜の発生点を識別するため前記足跡を精査することを特徴とする。
添付図面を参照して例として本発明の実施例を説明する。
図１は使用中の係留海底特性算定装置を（各部の縮尺は実際と異なるように）示す図である。
図２は軌道特性測定装置を取り付けた埋設装置の一部を断面とする側面図である。
図３は最大投影面積を示す図２の装置の下側から見た平面図である。
図４は最小投影面積を示すため図３で見た方向に対し直角方向に見た図２の装置の前面図である。
図５は図２に示す軌道特性測定装置、及び埋設装置の一部の部分断面側面図である。
図６は軌道特性測定装置の前面図である。
図７は図５に示す軌道特性測定装置の後部の代案の断面側面図である。
図１において、海底土壌３内に埋設軌道２を設定し、埋設軌道２の特性を解明する装置１は埋設装置５上の点Ｐに連結された軌道特性測定装置４を具える。比較的細いロープケーブル６をシャンク７の一端に枢着し、このシャンクの他端を爪部材８に取り付けることによって、この埋設装置５を形成し、海面１１の船舶１０によってロープケーブル６が水平に引張られた時、埋設装置５は海底面９から海底土壌３内に牽引埋設される。
軌道２はシャンク７を含む垂直平面内にあり、この軌道２は海底面９において水平面に対し約５０°の傾斜角で始まる。軌道２は次に徐々に傾斜を減少させ、海底９の下方に埋設深さＤで水平になる。剪断強さの勾配が1.6kPa/mである通常に圧密された粘土質の場合に、爪部材８の縦の長さの数倍で表せば、深さＤは９Ｌ〜１８Ｌの範囲内にあり、水平に測定した約４０Ｌ〜５０Ｌの距離を装置５が引張られた後は軌道２は水平になる。
図１〜図４において、埋設装置５は前進方向Ｆ（図２参照）の方向に見た時、構成部分のそれぞれに関し最小投影面積が存在するように構成される。長さＬの爪部材８はシャンク７を含む縦中心平面Ｘ−Ｘ（図３、及び図４参照）内で方向Ｆに直角に見て最大の投影面積Ａ（図３参照）を有する。ワイヤロープ６の直径はＡ／２４Ｌを越えず、好適にはＡ／３７Ｌを越えない。
シャンク７と爪部材８とは流線形であり、土壌３内に前方への移動に対する抵抗を最小にするため鋭い切削前端縁を有する。シャンク７のＦ方向の最小投影面積は0.2Aを越えず、好適には0.12Aを越えないが、シャンク７と爪部材８とを組み合わせた場合の方向Ｆの方向の最小投影面積は0.2Aを越えないのが好適であり、0.12Aを越えないのが一層好適である。平面Ｘ−Ｘに平行な平面内の爪部材８の横断面は前方に有する角度が１０°より大きくなく、好適には６°より大きくない角度のほぼ楔形である。平面Ｘ−Ｘに隣接する横断面の最大深さは0.15Lを越えず、好適には0.07Lを越えない。埋設装置５についてのこれ等の寸法の制限によって、船舶１０によりワイヤロープ６に加える比較的小さな水平な力で、上述の軟らかい粘土質の土壌内に海底面９の下方に９Ｌと１８Ｌとの間の深さまで非常に深く埋設装置５を貫入させる。
図２、図３、及び図４において、軌道測定装置４は中空の閉じた円筒金属本体１２を有する。埋設装置５の爪部材８の下面の前部から突出するラグに点Ｐにおけるピボット１５によって円筒金属本体１２の前部円錐ノーズ部を取り付ける。乱されていない土壌が本体１２に衝突するから、ピボット１５により本体１２を自動的に軌道２に一線にさせる。
更に、図５、及び図６において、管状測定子１６を円錐ノーズ部１３に取り付ける。本体１２の前進中、乱されていない土壌中にある針入度計１７（工業上の標準では円錐形である）を管状測定子１６に支持する。この針入度計の円錐形は軸線に関し対称である。この針入度計１７はその上に加わる土壌の圧力に比例する電気的出力を発生する。本体１２の円錐後部２１から軸線方向に突出する軸２０に土壌流タービンロータ１８を取り付ける。このタービンロータは等間隔に離間する４個の半径方向の羽根１９を有する。また軸２０は本体１２の内側の内部空間２２内に前方に延びる。タービンの羽根１９が掃過する面積が本体１２の最大横断面積を十分越えるようにする。これにより、ワイヤロープ６の引張り力により点Ｐが軌道２（図２参照）に沿って移動する際、通過する土壌３が羽根１９に当たりロータ１８、及び軸２０を確実に回転させることができる。本体１２の後部２１に圧入された軸受ブッシュ２４と軸シール２３とに軸２０を取り付ける。空所２２内の軸２０にディスク２５を取り付け、このディスクに磁石２６を支持する。ディスク２５に隣接して空所２２内にホール効果磁気スイッチ２７を取り付け、軸２０が回転すると、磁石２６がスイッチ２７を通過してタービンロータ１８の各回転毎に電気パルスを発生する。従って、タービン羽根１９について選択されたピッチによって決定される間隔にある軌道２上の等間隔に離間する点への順次の到着をこの電気パルスは示している。
本体１２の空所２２内には、感度のよい傾斜計２８として作用する既知の電圧出力加速度計と、データロガー２９と、電力供給電池３０とを取り付ける。傾斜計２８の垂直軸線がシャンク７を含む埋設装置５の縦平面内にあり、また傾斜計２８の水平軸線が本体１２の軸線に平行であるように、傾斜計２８を取り付ける。傾斜計（加速度計）２８は、傾斜計の水平軸線、及び本体１２の軸線が水平面になす傾斜各θ（図１参照）の余弦（cos）と、地球の重力の加速度ｇとの積に比例する出力電圧を発生する。重力の加速度ｇは一定であるから、傾斜計２８の出力はcosθに比例する。スイッチ２７からの各非同期位置表示パルスが到達すると、傾斜計２８、及び円錐形針入度計１７の出力はデータロガー２９によって採取され、そこに記憶される。
出力がデータロガー２９に記憶されると、この採取された出力を船舶１０上の装置に受信し、記録するため、導電ワイヤ５３（図２参照）を有するようにワイヤロープ６を構成する。軌道２が確立されつつある際、このようにして採取された出力を監視することができ、データロガー２９は、船舶１０上の装置と本体１２との間の信号路の起こり得る破損のためにデータが失われるのに対する安全装置として作用する。埋設装置５に電気ジャンパケーブル５２を取り付ける。このジャンパケーブル５２はワイヤロープ６内の導電ワイヤ５３の電気コネクタ５４からシャンク７、爪部材８、及びラグ１４を介して本体１２内のデータロガー２９に接続される。
図７の実施例において、図５の後部２１の代わりに、円筒後部３１を本体１２に嵌着する。次に説明するように、図７の装置は図５の装置と若干異なる作動を有する。軸受ブッシュ３４と軸シール３５とによって後部３１の前壁３３に軸３２を取り付け、空所２２内に突出させる。ディスク３６を空所２２内の軸３２の一端に取り付け、このディスク３６に磁石３７を支持し、上述したようにホール効果スイッチ２７を作動させる。後部３１の内側のグリース充填空所３９内の軸３２の他端に傘歯車３８を取り付ける。プーリ４１に同軸に固着された傘歯車４０を傘歯車３８に噛合させる。空所３９の縦端をピストン４２によって閉じる。ピストン４２は円筒後部３１内で軸線方向に摺動可能であり、摺動シール４３によってピストン４２を円筒後部３１に対しシールする。空所３９は撚糸４５の中空円筒コイル４４を収容する。コイル４４はこのコイル４４内の中空スペース４６から撚糸４５を引き出してプーリ４１の周りに２度通し、ピストン４２のノズル４７を通じて空所３９から撚糸４５を出し、後部３１の縦端部に押圧嵌着される取り外し可能な端部キャップ４９上の取付け点４８まで達せしめる。端部キャップ４９は円筒後部３１の外径を越えて突出する土壌流拘束フランジ５０を有する。このフランジ５０はこのフランジに土壌が当たった時、後部３１から端部キャップ４９を引き外す作用をする。撚糸４５がプーリ４１上を１ｍ通過する度にディスク３６が２回転するようプーリ４１の直径を選択する。従って、図５の後部２１のディスク２５と同様、軌道２に沿って本体１２が１ｍ移動する毎にディスク３６は２回転する。音響応答機５１を端部キャップ４９に取り付け、撚糸４５の代わりに細い可撓性多条ストランド導線を設け、その一端をデータロガー２９に、他端を音響応答機５１に接続してもよい。
使用に当たり、図１において、通常、1.6kPa/mの剪断強さ勾配に圧密されている粘土質であることが多い係留海底である海底面９上に、水深Ｈの深さに、軌道測定装置４を取り付けた埋設装置５を船舶１０によって設置し、この船舶１０によって水平引張り力をワイヤロープ６に加え、埋設装置５の爪部材８を前方に引張り、爪部材８を海底面９に貫入させる。爪部材８に加わる土壌の圧力と、シャンク７、及びワイヤロープ６に加わる抵抗力とが、爪部材８上の点Ｐによって描かれる湾曲軌道２に爪部材８を強制的に追従させる。軌道２は最初は水平面に対し約５０°の傾斜角を有するが、約５０Ｌの水平移動に従って、爪部材８の長さＬの約９〜１８倍に相当する海底面９の下方の深い貫入深さＤで水平に達するまで、この傾斜角は徐々に減少する。土壌の力が軌道測定装置４の本体１２を枢着点Ｐの周りに回動させることによって、この本体１２を軌道２に軸線方向に一線に保持する。また傾斜計２８による本体１２の傾斜角の測定値は軌道２の局部的な傾斜角測定値である。
図２〜図６において、本体１２が土壌３内に移動すると、回転羽根１９上に土壌が当たることによってタービンロータ１８が回転し、従って軸２０、及びディスク２５を回転させる。ディスク２５上の磁石２６がホール効果スイッチ２７を過ぎて回転すると、電気信号を発生し、データロガー２９をトリガし、円錐形針入度計１７、及び傾斜計の出力を受信し、記憶する。本体１２が軌道２に沿って１ｍ移動する度に、タービンロータ１８が２回転するよう羽根１９のピッチを選択する。従って、約３００ｍの長さの軌道２の場合、貫入抵抗と軌道傾斜角とは約0.5mの距離毎に別個に、軌道２上の６００個の位置で測定され、記憶される。また、これ等の測定値はワイヤロープ６内に含まれる導線５３を通じて船舶１０上の装置によって受け取られ、記憶される。軌道２上のパルスで表示される任意２個の点Ｐ１、及びＰ２間の距離の増大距離δｓの水平成分δｘ、及びδｙは、これ等の点における水平面に対する本体１２の傾斜角の平均角度θのそれぞれ余弦（cos）、及び正弦（sin）にδｓ（この場合0.5mに選択）を掛けることによって定まる。従って、δｘ＝δｓcosθ、δｙ＝δｓsinθ＝0.5sinθである。このようにして、Ｐ（Σδｘ、Σδｙ）としてコンピュータで加算し、グラフで表示することにより軌道２上に距離δｓだけ離間した１組の点のうちの任意の点Ｐ（ｘ、ｙ）の座標を求めることができる。円錐形針入度計１７に採用された出力値から各パルス表示点に関して、土壌剪断強度値を計算し、グラフにプロットされた軌道２の曲線と共に表示する。
ここで図７において、本体１２を軌道２に沿って海底面９内に引張ると、フランジ５０に土壌が当たることによって、使用中の後部３１から端部キャップ４９が外れている。端部キャップ４９は取り付けられた撚糸４５によって海底土壌３内に引き入れるには大き過ぎ、従って海底土壌３の表面９（図１参照）上に残り、取り付けられた撚糸４５はピストン４２のノズル４７の外に引張られ、軌道２内に横たわる。外へ出ている撚糸４５はプーリ４１を把持して、このプーリを回転させる。このプーリは傘歯車３８、４０と軸３２とを通じてディスク３６を回転させ、更にホール効果スイッチ２７を経て磁石３７を回転させ、上述したようにトリガパルスを発生させる。その間に、撚糸４５が引張られている時、ピストン４２は外部の土壌の圧力を受けて空所３９内に動き、空所３９内のグリースの圧力を増大させる。従って、ピストン４２の両側の圧力差を零に維持し、ノズル４７を通じて空所３９内に土壌が進入するのを防止する。撚糸４５の代わりに細い可撓性の多条ストランド導線を使用する時は、ワイヤロープ６（図１参照）に含まれた導線を設ける代わりに、船舶１０（図１参照）上の音響レシーバーに前方伝送するため海底面９上の端部キャップ４９に取り付けられた音響応答機５１に、データロガー２９内の記憶されたデータを伝送することができる。
軌道２の特性の解明と、この軌道に沿う土壌のパラメータの決定とによって、1.6kPa/mの剪断強さ勾配で通常のように圧密されている粘土内に、比較的低い水平引張り力で、９Ｌ〜１８Ｌの範囲内の値Ｄを与える埋設装置５により、本発明の目的を実現することができる。また、特殊な軌道の形状に着目し、更に、不連続部が層状になっているとか、障害物が存在している等のような、均一な土壌の状態からの変化を傾斜の急激な変化が示していることを観察することにより本発明の他の目的を達成することができる。特性を解明した軌道に観察される平滑な曲線から偏向している数、及び偏向の激しさからアンカー停着性を算定することができる。従って、本発明装置、及びその装置を使用する方法は、孔の高価な穿孔を必要とせず、移動に対する水平方向の大きな抵抗を有する牽引埋設アンカーの展開に関し係留海底内の特定の位置の適合性を評価するのに適用することができる。
構成の変更はもちろん可能である。特に、軌道上の点における軌道の傾斜を決定する手段と同様に、軌道上の移動点の水平移動と垂直移動とを決定する測定手段を異なるものにすることができる。更に、土壌の貫入抵抗を測定する手段を上述のものと異なるものにすることができる。例えば、既知の工業上標準の円錐形の針入度計に代えて、周縁を斜にしたディスク、又はその一部を埋設装置の対称な平面に平行であるディスクにすることができる。このディスクは針入度計を土壌の流動方向に軸線方向に一線にするため針入度計を回動させる必要がなく、土壌の流動方向に対し種々の角度での貫入抵抗を測定することができる。更に、外板の摩擦、及び孔の圧力を測定する既知の手段をこの装置に包含させ、測定される軌道上の点についての対応するデータを得るようにしてもよい。更に、タービン羽根１９、又は撚糸２４（及びそれに関連する装置）を具える移動測定装置の代わりに、加速度計を使用し、これにより積分法を利用し、軌道３に沿って移動する埋設部材５上の点の移動を再び測定し、土壌内の上記移動点の位置を算定し、上記土壌の軌道を描くことができるようにしてもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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