海底沉积物对于认识地球环境变迁、揭示地球环境系统之间的内在联系和预测未来气候长期变迁等有着重要意义。目前广泛采用的重力式取样器结构简单、操作方便,但由于取样能量有限,难以对较硬沉积物进行取样,而且容易形成“管塞效应”,阻止样品长度的进一步增加。另一种经常用于地质探测的振动沉积物取样器能够对硬质沉积物取样,但其整体框架大而笨重,而且当取样深度较大时,能量供应较麻烦,对布放船只的要求也比较高。为结合上述两大类取样器的优点并摈弃其缺点,提出了一种能综合利用取样器自身重力势能及海水静水压力能进行沉积物取样的静水压力取样机理。基于该取样机理设计的静水压力沉积物取样器可用于取样的能量倍增,在相同重量下,取样器贯入深度及可获得沉积物样品长度得到大幅提升。静水压力沉积物取样器利用海水的静水压力能以冲击取样管的方式对沉积物进行取样,能产生数十倍于取样器重量的冲击力,因此能对硬质沉积物进行有效取样。论文将对静水压力驱动取样机理及驱动单元设计方法、静水压力取样器集成及试验、静水压力取样器能量及效率、静水压力驱动单元可靠性、静水压力取样器海试等进行研究,设计出一套可行的静水压力沉积物取样器样机,为深海沉积物取样提供一种新的工具。本文主要技术难点为：(1)静水压力驱动沉积物取样器不同于其他的利用重力势能或者由船只供能的取样器,其能量来源为海水的压力能,深海海水压力巨大,高压海水静水压力能的释放及利用非常难以控制,此外海水腐蚀性也较强,因此如何有效利用海水静水压力能驱动沉积物取样器是本论文的一个技术难点。(2)为增加可用于沉积物取样的总能量,在海水静水压力能的基础上如何增加取样器的重力势能用于沉积物取样是本论文的另一个技术难点。(3)静水压力驱动取样器可利用的静水压力能随取样器工作水深的增大而线性增加,如何高效利用这种能量对不同种类沉积物进行优化取样是本论文的技术难点之一。(4)静水压力驱动沉积物取样器利用海水静水压力能以冲击取样管的方式对沉积物进行取样,沉积物在冲击作用下的应力应变情况及扰动程度分析是本论文的技术难点之一。本文的主要创新点归纳如下：(1)提出了一种静水压力驱动取样机理及基于该机理的静水压力驱动单元设计方法。集成静水压力驱动单元的海底沉积物取样器能综合利用自身重力势能与海水静水压力能对沉积物进行取样,并且能直接利用海水作为传动介质,整体布局紧凑,操作简便。(2)提出了静水压力驱动单元能量分析模型及取样器冲击能量传递优化方法。根据能量转换及传递分析结果,通过调整取样器的负载与冲击单元刚度,改变取样器的冲击速度及次数,调整冲击应力波形,优化对不同沉积物的取样。(3)提出了沉积物在取样器冲击取样作用下的扰动理论。取样器冲击取样过程中,取样管内沉积物水平方向的扰动程度应以塑性区的半径为评价指标,竖直方向沉积物扰动应以沉积物轴向应变及不发生屈服为评价标准。静水压力驱动沉积物取样器样机的实验结果表明静水压力驱动取样机理是可行的,为深海沉积物取样提供了一种新的手段。