全流触探探头包括T形全流触探探头和球形全流触探探头,其中T形全流触探探头由一个圆柱形探头与探杆端部T形连接,球形全流触探探头由球形探头与探杆垂直相连。全流触探探头的探头表面磨砂处理,确保接触面粗糙;探杆表面光滑以减小贯入摩阻力。使用时将全流触探探头垂直贯入土体,通过探头与探杆连接处的高精度传感器测得贯入阻力。
T形全流触探探头 球形全流触探探头
式中,Su为土体的不排水抗剪强度,kPa; Q为探头的贯入阻力,MPa;A为探头的投影面积,cm2;N为阻力系数,取决于探头表面的粗糙度,可用系数α表示。Randolph等通过上限极限分析法给出了阻力系数N 的解析解,结合Stewart等的实验验证,推荐N取平均值10.5。
与传统的强度测试方法相比,全流触探探头测试软土的不排水抗剪强度有如下优点:
▼ 全流动破坏机制可以消除土体位移,因此对覆土压力及孔压无需修正;
▼ 投影面积较大,可以得到更为精确的不排水抗剪强度值,这一点在海洋软土中尤为明显;
▼ 贯入阻力与软土强度之间的关系具有比较严格的理论解;
▼ 循环贯入试验可评价重塑土的特性及相关指标;
▼ 海洋软土的强度可以通过原位测试和室内实验获得,对于稀释的海底泥流的强度,只能通过全流触探探头获取。