針對(duì)當(dāng)前缺乏低強(qiáng)度、高含水率的海底泥流強(qiáng)度的有效測(cè)試技術(shù)這一現(xiàn)狀,基于全流動(dòng)的測(cè)量機(jī)制,開(kāi)發(fā)了一種新型全流動(dòng)貫入儀;通過(guò)對(duì)儀器構(gòu)造和測(cè)力元件的全面改進(jìn),實(shí)現(xiàn)不排水剪切強(qiáng)度、不同擾動(dòng)程度下殘余強(qiáng)度等參數(shù)的有效測(cè)量.通過(guò)在100g離心模型實(shí)驗(yàn)和1g常規(guī)重力實(shí)驗(yàn)條件下的不排水剪切強(qiáng)度測(cè)試,驗(yàn)證了新型全流動(dòng)貫入儀的可靠性和穩(wěn)定性;將開(kāi)發(fā)的新型全流動(dòng)貫入儀應(yīng)用于模擬細(xì)粒土海底滑坡形成的海底泥流的循環(huán)強(qiáng)度測(cè)試中,取得了較好的效果. 

【文章來(lái)源】：上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2017,51(04)北大核心EICSCD

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圖１Ｔ形全流動(dòng)貫入儀Ｆｉｇ．１Ｔ－ｂａｒｆｕｌｌ－ｆｌｏｗｐｅｎｅｔｒｏｍｅｔｅｒ

４５８上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)第５１卷圖２新型全流動(dòng)貫入儀Ｆｉｇ．２Ｎｅｗｆｕｌｌ－ｆｌｏｗｐｅｎｅｔｒｏｍｅｔｅｒ高測(cè)試精度，特別是選擇小量程的傳感器適用于強(qiáng)度極低的海底泥流測(cè)試；③圓柱形金屬外殼與底座固定連接，可以有效抵消儀器測(cè)試過(guò)程中軸桿的側(cè)摩阻力；④無(wú)需復(fù)雜的貼片技術(shù)，簡(jiǎn)單加工即可實(shí)現(xiàn)儀器的制作，便于應(yīng)用和推廣．１．２測(cè)試原理新型全流動(dòng)貫入儀進(jìn)行強(qiáng)度測(cè)試時(shí)，首先將儀器固定在傳動(dòng)裝置上，然后通過(guò)伺服電動(dòng)機(jī)控制其上下運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)儀器在土體中的貫入與拔出過(guò)程；儀器內(nèi)置高精度Ｓ形壓力傳感器可以獲取貫入或拔出的阻力；最后，經(jīng)采集系統(tǒng)傳輸，實(shí)時(shí)反饋并記錄數(shù)據(jù)．新型貫入儀采用全流動(dòng)破壞機(jī)制，假定探頭貫入過(guò)程中，土體完全緊密地從探頭表面流過(guò)．分析結(jié)果時(shí)，土體不排水剪切強(qiáng)度與貫入阻力存在相關(guān)聯(lián)的塑性理論解［９－１０］，其表達(dá)式如下：Ｓｕ＝Ｑ／ＡＮ（１）式中：Ｓｕ為土體的不排水剪切強(qiáng)度；Ｑ為探頭的貫入阻力；Ａ為探頭的投影面積；Ｎ為阻力系數(shù)，取決于探頭表面的粗糙程度．Ｒａｎｄｏｌｐｈ等［１０］通過(guò)上限極限分析法給出了阻力系數(shù)Ｎ的解析解，結(jié)合Ｓｔｅｗａｒｔ等［７］的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，推薦Ｎ取平均值１０．５．２新型貫入儀驗(yàn)證２．１儀器組裝誤差影響及修正新型全流動(dòng)貫入儀根據(jù)預(yù)估被測(cè)土樣的強(qiáng)度范圍，可更換不同量程的壓力傳感器，提高測(cè)試精度，故儀器內(nèi)各部件可拆裝．每次組裝后各部件連接的松緊程度不同，儀器會(huì)反映出不同的初始電壓值和標(biāo)定系數(shù)（此處標(biāo)定系數(shù)為儀器所受荷載和電壓間的標(biāo)定關(guān)系，用以轉(zhuǎn)換實(shí)時(shí)的

ｅｗａｒｔ等［７］的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，推薦Ｎ取平均值１０．５．２新型貫入儀驗(yàn)證２．１儀器組裝誤差影響及修正新型全流動(dòng)貫入儀根據(jù)預(yù)估被測(cè)土樣的強(qiáng)度范圍，可更換不同量程的壓力傳感器，提高測(cè)試精度，故儀器內(nèi)各部件可拆裝．每次組裝后各部件連接的松緊程度不同，儀器會(huì)反映出不同的初始電壓值和標(biāo)定系數(shù)（此處標(biāo)定系數(shù)為儀器所受荷載和電壓間的標(biāo)定關(guān)系，用以轉(zhuǎn)換實(shí)時(shí)的貫入阻力），影響測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性．本文通過(guò)２４組標(biāo)定試驗(yàn)，分析儀器組裝誤差對(duì)標(biāo)定系數(shù)的影響，并進(jìn)行修正．圖３所示為標(biāo)定試驗(yàn)的結(jié)果及擬合曲線(xiàn)．可見(jiàn)：（１）當(dāng)初始電壓為負(fù)值時(shí)，標(biāo)定結(jié)果離散性較大，這是由于新型全流動(dòng)貫入儀內(nèi)置傳感器采用Ｓ形壓力傳感器，組裝后壓力傳感器兩端螺紋連接過(guò)緊，使傳感器輕微受拉，測(cè)量過(guò)程中受初始拉應(yīng)力的影響導(dǎo)致結(jié)果離散．（２）當(dāng)初始電壓為正值時(shí)，初始電壓值與標(biāo)定系數(shù)間呈近似線(xiàn)性關(guān)系，其擬合關(guān)系為Ｄｅ＝１４．７４＋１９．３６Ｕ０，Ｒ２＝０．９５８（２）式中：Ｄｅ為標(biāo)定系數(shù)；Ｕ０為初始電壓值；Ｒ２為方程的確定性系數(shù)，為０～１的值，越接近１，表明回歸方程的擬合度越高．（３）總體上，標(biāo)定系數(shù)在１４～２０內(nèi)變化，故組裝誤差會(huì)影響測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性，需要進(jìn)行修正．圖３試驗(yàn)結(jié)果標(biāo)定Ｆｉｇ．３Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｏｆｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓ在使用新型全流動(dòng)貫入儀進(jìn)行強(qiáng)度測(cè)試時(shí)，應(yīng)先檢查儀器組裝后的初始電壓值，若為負(fù)值，需重新組裝，并注意連接的松緊程度；若為正值，可根據(jù)式（２）得到標(biāo)定系數(shù)，再由標(biāo)定系數(shù)轉(zhuǎn)換成電壓與荷載間的關(guān)系，得到新型全

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]靜力觸探測(cè)試技術(shù)在海洋工程中的應(yīng)用[J]. 郭紹曾,劉潤(rùn).  巖土工程學(xué)報(bào). 2015(S1)
[2]微型十字板在海洋軟土中的應(yīng)用[J]. 王振紅,張昆,朱泓,趙蘇文,徐彬.  水利學(xué)報(bào). 2015(S1)
[3]土工鼓式離心機(jī)研發(fā)及在海底滑坡研究中的應(yīng)用[J]. 李家鋼,王忠濤,徐博,欒茂田.  長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào). 2015(01)
[4]海底滑坡塊體運(yùn)動(dòng)研究綜述[J]. 李家鋼,修宗祥,申宏,江鳳鳴.  海岸工程. 2012(04)

碩士論文
[1]全流動(dòng)貫入儀的室內(nèi)和離心模型試驗(yàn)研究[D]. 王冉冉.大連理工大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3300992