[发明专利]一种应用于一维圆筒试验的层状海床土样制备方法

说明书

本发明提供了一种应用于一维圆筒试验的层状海床土样制备方法，步骤包括：首先将粗砂和细砂均做烘干处理，并通过粗砂和细砂间不同比例的混配来获取成层土土样；接着进行装样过程，将装备好的土样按照一定的方式加入到一维圆筒试验设备的主体圆筒部分中；最后当土和水已加入到主体圆筒中后，土样静置一段时间进行饱和处理，获得可进行海床动力响应试验的层状海床土样。本发明应用于一维圆筒试验的层状海床土样的制备方法，操作简单可靠，可以快速制备进行海床动力响应试验研究的层状海床土样。

技术领域

本发明涉及海洋工程领域，具体地，涉及一种应用于一维圆筒试验的层状海床土样制备方法。

背景技术

真实海床由于地质成因往往是层状的，如上海洋山港附近的海床持力层就是由十二层土体构成，层状海床在实际工程中普遍存在。目前一维圆筒试验设备广泛应用于波浪等海洋荷载作用下海床土体响应的研究。因此，应用于一维圆筒的层状海床土样制备的研究是很有必要的。

目前试验方法对波浪荷载作用下海床的动力响应进行研究时，主要有水槽试验和离心机试验，但水槽试验和离心机试验在海床深度方向上的限制(海床厚度不超过1m)，无法模拟层状海床情况，因此尚无相关文献采用试验法对波浪荷载作用下层状海床响应的问题进行研究。最近研究中，一维圆筒试验设备逐渐被用来研究波浪荷载下海床的动力响应。在一维圆筒试验中，通过调节土样配比和高度可以实现对层状海床土体响应的模拟。

对现有技术文献检索，尚未发现研究应用于一维圆筒试验的层状海床土样的制备方法。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种应用于一维圆筒试验的层状海床土样制备方法，可以快速制备进行海床动力响应试验研究的层状海床土样。

为实现以上目的，本发明提供一种应用于一维圆筒试验的层状海床土样制备方法，包括如下步骤：

S1：首先将粗砂和细砂均做烘干处理，并通过粗砂和细砂间按不同比例的混配，以获取成层土土样；

S2：然后开始进行装样过程，将装备好的成层土土样加入到一维圆筒试验设备的主体圆筒部分中，装样过程的步骤包括：

S21：在一维圆筒试验设备底座上安装一个有机玻璃圆筒单元，然后按照装样的基本原则装入土样；

S22：待第一个有机玻璃圆筒单元装样完成后，安装第二个有机玻璃圆筒单元并继续装样，以此类推即完成装样过程，并在土层交界处加入一层白砂；

S23：依照步骤S21和S22类推即完成整个加样过程，达到试验设计要求；

S3：最后当土和水已加入到主体圆筒部分中后，土样静置进行饱和处理，获得可进行试验的层状海床土样。

优选地，S1中，所述粗砂和细砂的混配，是指：采用高速搅拌机将粗砂和细砂进行混合。

优选地，S1中，获取成层土土样包括以下步骤：

S11：首先将粗砂和细砂风干处理，以保证粗砂和细砂的质量准确称取；

S12：接着称取细砂放入搅拌机料筒内，并启动搅拌机以低速运转；

S13：然后按照给定的混配比例称取规定质量的粗砂，保持搅拌机继续低速运转，将粗砂逐渐加入到搅拌机料筒中；

S14：待所有粗砂完全加入到搅拌机料筒中后，提高搅拌机转速至中速并连续搅拌5min左右；

S15：最后取出粗砂和细砂混合均匀的成层土土样，重复S11～S15，获得不同混配比例的成层土土样。

更优选地，S13中，所述给定的混配比例，是指：粗砂和细砂在每层海床中的混配比例用m_c和m_f来表示：