[实用新型]用于测量软黏土的不排水剪切强度的系列探头

说明书

本实用新型提供一种用于测量软黏土的不排水剪切强度的系列探头，每个探头包含牵引部分和锥头主体部分，根据锥头主体部分的形状，分为圆锥型锥头、球型锥头和实心圆柱型锥头，在三种锥头侧壁均设有深度标尺。具体地，所述圆锥型锥头，总重60g、锥角为60°、锥头高度25mm；所述球型锥头，总重60g、球体半径22mm；所述实心圆柱型锥头，总重60g、实心圆柱半径22mm。本实用新型具有测试方便，效率高，准确度也较高的优点。

技术领域

本实用新型属于海洋工程地基勘察领域，特别涉及一种可以快速测量极软的饱和粘土不排水强度的系列探头。

背景技术

与内陆的岩土工程不同，海洋独特的沉积特点使得海床浅层的沉积物多为软黏土。由于表层饱和软黏土的强度很小，采用常规的测试方法很难准确确定其强度。作为海洋工程中非常重要的参数，准确的确定土的不排水强度是保证海洋工程结构物稳定安全的前提。

黏土的不排水抗剪强度大小受多种因素的影响，如试验方法、加载速率、初始应力状态、应力路径等。传统的黏土不排水抗剪强度的测试方法有很多种，可以分为室内试验和原位试验两类。室内试验有：单剪试验、直剪试验、无侧限抗压试验、扭剪试验以及三轴试验等；原位试验有：十字板试验、袖珍贯入试验、CPT试验、旁压试验、全流贯入仪试验等等。

但是，处于深海表层的饱和软黏土，不排水剪切强度非常低、灵敏度高，这些黏土多处于固体状态与流体状态之间。因此，三轴试验以及直剪试验等室内试验无法正常开展，这给确定饱和软黏土的不排水抗剪强度的增加了难度；而原位试验由于各种原因，很难得到表层土体的准确参数，确定的抗剪强度多是依靠工程经验选取参数进行计算。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种可靠、简洁、准确的测定软黏土，尤其是饱和软黏土不排水剪切强度的系列探头，通过向土体落锥后测得的锥头贯入深度可以确定软黏土的不排水剪切强度。为解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案予以实现：

一种测量软黏土的不排水剪切强度的系列探头，每个探头包含牵引部分和锥头主体部分，其特征在于，根据锥头主体部分的形状，分为圆锥型锥头、球型锥头和实心圆柱型锥头。

优选地，所述圆锥型锥头，总重60g、锥角为60°、锥头高度25mm；所述球型锥头，总重60g、球体半径22mm；所述实心圆柱型锥头，总重60g、实心圆柱半径22mm。

本实用新型具有如下的有益效果：

1.本实用新型利用向土样内落锥得到的锥头贯入深度来确定饱和软黏土不排水强度，方法简单、可靠性高。对于软黏土不排水强度的确定有重要的意义。

2.提供了三种不同类型锥头及对应贯入深度与软黏土的不排水强度的数学方程，可根据实测土样的稠度状态选择适合的锥头类型，解决了因为土体稠度较小导致无法进行强度测试的问题。

附图说明

图1是本实用新型的测量饱和软黏土的不排水剪切强度的试验方法的流程图。

图2是本实用新型提供的圆锥型锥头的结构示意图；

图3是本实用新型提供的圆锥型锥头的俯视图；

图4是本实用新型提供的球型锥头的结构示意图；

图5是本实用新型提供的球型锥头的俯视图；

图6是本实用新型提供的实心圆柱型锥头的结构示意图；

图7是本实用新型提供的实心圆柱型锥头的俯视图；

上述图中：1、深度标尺；

图8是本实用新型的圆锥型锥头计算的不排水剪切强度与十字板剪切强度的结果对比图。

图9是本实用新型的球型锥头计算的不排水剪切强度与十字板剪切强度的结果对比图。