新型FF-CPT对松软海底沉积物岩土原位特性的初试成果

剪切强度与超孔隙水压力是决定海底沉积物斜坡稳定性和大位移触发的两项最重要的物理参数。这两项参数需要通过原位测试获取，而静力触探（CPT）是获取原位特性的一种最为理想的测试方法。与标准CPT以匀速贯入沉积物不同，一种新型的自由坠落式静力触探（FF-CPT）被成功研制，这种静力触探可应用于深达200m的浅水区，模块化和轻量化设计使它可以在小型的海洋平台和调查船上使用。其装置的长度（0．5～6．5m）、重量（40～170kg）可以根据地质环境和科研需要加以调整。本文将介绍我们的初试成果作为此项试验的概念验证。在5个不同沉积地层的海域，FF-CPT设备通过组合不同的长度和重量，以从30cm／s至自由落体的不同贯入速度开展了测试，测试的原始数据包括加速度、锥尖阻力、侧壁摩擦力和孔隙水压力，我们则主要针对孔隙水压力的消散和沉积物分类开展研究，结果显示不同的贯入速度对孔隙水压力的影响主要在于消散时间和消散值的不同。最后，初试成果的数据显示，与标准CPT测试相比，使用海洋FF-CPT从时间和成本效益两个方面来讲都是一种更好的选择。