全流动贯入仪的室内和离心模型试验研究

摘要

全流动贯入仪是近年来兴起的一种新型的强度测试元件，在国外海洋软土的原位测试和土工离心模型土样测试中应用广泛。本文回顾总结了全流动贯入仪的研究现状和离心模型试验的发展状况，概括介绍了全流动贯入仪和土工离心模型试验的基本原理，通过对比使用全流动贯入仪的室内和离心模型试验与其他强度测试方法对软土抗剪强度的测试结果，研究分析自制与国外全流动贯入仪的差异性、贯入速率和探头尺寸对贯入阻力的影响以及各种贯入仪阻力系数的取值范围。结果表明:
　　(1)自制应变式全流动贯入仪测试结果的离散性较大，有待进一步改进;Loadcell式贯入仪测试结果与国外贯入仪基本一致，可以替代国外全流动贯入仪使用。
　　(2)对比各种不排水抗剪强度测试结果可知，全流动贯入仪具有较高的测试准确性和稳定性，并与微型贯入仪测得抗剪强度较为接近;直剪和三轴压缩试验的结果最小，圆锥贯入仪次之，十字板剪切强度最大。
　　(3)离心模型试验结果显示:全流动贯入仪的贯入阻力随贯入速率增大而增大，随探头尺寸增大而减小;圆锥贯入仪的贯入阻力受贯入速率和探头尺寸影响明显，分别在贯入速率为1 mm/s和探头尺寸为锥径19.5mm的情况下测得贯入阻力最为准确。
　　(4)T形和球形全流动贯入仪的阻力系数实验解分别为9.8～10.6和10.7～11.1，取值范围小于圆锥阻力系数，且离散性较小。总结分析各种贯入仪的阻力系数，可用于指导贯入试验来确定土的抗剪强度，继而有效的评价区域性软土的性质指标。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 全流动贯入仪的研究现状

1．2．1 理论研究

1．2．2 实验探索

1．2．3 数值分析

1．3 土工离心模型试验的发展状况

1．3．1 国外发展状况

1．3．2 国内发展状况

1．4 本文主要研究内容

2 土工离心模型试验的原理

2．1 离心模型试验的基本原理

2．2 离心模型试验的相似关系

2．2．1 相似定理

2．2．2 相似方程

2．2．3 相似比尺

2．3 土工离心模型试验的误差分析

2．2．1 土工离心设备及其装置固有误差

2．2．2 原型材料的误差

2．2．3 施工过程模拟的误差

2．4 土工离心模型试验的主要应用

2．4．1 原型的模拟

2．4．2 新课题和新理论的研究

2．4．3 参数的确定

2．4．4 数值模拟的验证

3 全流动贯入仪的室内和离心模型试验研究

3．1 全流动贯入仪的室内贯入试验

3．1．1 土样制备

3．1．2 实验设备

3．1．3 实验方案

3．2 全流动贯入仪的离心模型贯入试验

3．2．1 土样制备

3．2．2 实验设备

3．2．3 实验方案

3．3 其他强度测试技术

3．3．1 圆锥贯入仪

3．3．2 十字板剪切试验

3．3．3 微型贯入仪

3．3．4 三轴压缩试验

3．3．5 直剪试验

3．4 本章小结

4 试验结果分析

4．1 自制全流动贯入仪与国外全流动贯入仪

4．2 全流动贯入仪贯入试验与其他强度测试技术

4．2．1 贯入速率对贯入阻力的影响

4．2．2 探头尺寸对贯入阻力的影响

4．2．3 各种强度测试结果对比

4．3 贯入阻力系数的研究

4．3．1 圆锥贯入仪阻力系数

4．3．2 全流动贯入仪阻力系数

4．3．3 小结

4．4 本章小结

5 结论和展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢