[发明专利]基于电阻率孔压静力触探的装置及饱和砂土剪胀性评价方法

权利要求书

1.一种基于电阻率孔压静力触探的装置，其特征在于该装置的顶部设有电源同轴电缆（1）；在该电阻率孔压静力触探装置中部自上而下顺序设有绝缘材料（2）和环形电极（3）组成电阻传感器；电阻率孔压静力触探装置的下部设有侧壁摩擦筒（4），侧壁摩擦筒（4）上设有孔隙水压力传感器（5），在孔隙水压力传感器（5）下方连接有孔压过滤环（7），孔压过滤环（7）的下部设有圆锥探头（6）。

2.根据权利要求1所述的基于电阻率孔压静力触探的装置，其特征在于所述的孔压过滤环（7）厚度为5mm，圆锥探头（6）不等端面积比为0.8。

3.根据权利要求2所述的基于电阻率孔压静力触探的装置，其特征在于所述的圆锥探头（6）的锥角为60°，锥底横截面直径35.7mm，锥底截面积为10cm²。

4.根据权利要求3所述的基于电阻率孔压静力触探的装置，其特征在于所述的侧壁摩擦筒（4）的长度为133.7mm，表面积150cm²。

5.根据权利要求4所述的基于电阻率孔压静力触探的装置，其特征在于所述的环形电极（3）的数量为5个，厚度为1.5mm，宽度为5mm，排列间距自上而下分别为30mm、19mm、40mm、30mm，分布于电阻率孔压静力触探装置的总长度为119mm。

6.一种如权利要求5所述的基于电阻率孔压静力触探的装置的饱和砂土剪胀性评价方法，其特征在于该方法包括：

假设土体为各向同性介质，根据土体电阻率与电阻的关系，得到土体电阻率ρ为：

ρ=ALR=KR=KVI]]>

式中，V为两电极间电压（V），I为电路电流（A）；A为测试土体横截面积（m²），L为土体长度（m），K为与电极几何特性有关的标定系数，可以由室内恒温模型标定试验直接获得；

为了定量评价孔压静力触探贯入时饱和砂土的剪胀特性，需要建立一个与剪胀大小相关的参数，定义的剪胀系数D可表示为：

D=ρb019ρb119]]>

式中，ρ_b019为间距19mm的两电极间即近势场测得的饱和砂土电阻率，ρ_b119为间距119mm的两电极间即远势场测得的饱和砂土电阻率；

D=[n119n019]m=f[(Porosity)und(Porosity)rem]]]>

式中，n₀₁₉为间距19mm的两电极间即近势场的饱和砂土孔隙率，n₁₁₉为间距119mm的两电极间即远势场的饱和砂土孔隙率，(Porosity)_und为远势场中未扰动土体的孔隙率，(Porosity)_rem为近势场中重塑土体的孔隙率；

当D<1时，未扰动饱和砂土的孔隙率小于重塑饱和砂土的孔隙率，则表现为剪胀；当D>1时，未扰动饱和砂土的孔隙率大于重塑饱和砂土的孔隙率，则表现为剪缩。