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新聞資訊 技術(shù)文章 海洋沉積物物理力學(xué)性質(zhì)測試:揭秘深海 “地基” 的神秘特性
海洋沉積物物理力學(xué)性質(zhì)測試:揭秘深海 “地基” 的神秘特性
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  • 2025-03-06

  沉積物物理力學(xué)性質(zhì)測試是指運用一系列專業(yè)方法和技術(shù),對海底或陸地等環(huán)境中沉積物的物理和力學(xué)特性進(jìn)行定量測定與分析的過程?!逗Q笳{(diào)查規(guī)范第8部分:海洋地質(zhì)地球物理調(diào)查》GB/T12763.8-2007等標(biāo)準(zhǔn)對相關(guān)測試進(jìn)行了規(guī)范。



  中科檢測是第三方檢測機構(gòu),遵循《海洋調(diào)查規(guī)范第8部分:海洋地質(zhì)地球物理調(diào)查》GB/T12763.8-2007標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)查,可提供一系列海洋地質(zhì)地球物理調(diào)查服務(wù),包括沉積物物理力學(xué)性質(zhì)測試等,并出具權(quán)威報告。


  海洋沉積物物理力學(xué)性質(zhì)測試用途


  海洋工程領(lǐng)域:在海上石油平臺建設(shè)中,需要對平臺所在位置的海底沉積物進(jìn)行物理力學(xué)性質(zhì)測試,以確定平臺基礎(chǔ)的設(shè)計方案,確保平臺的穩(wěn)定性和安全性;在海底電纜鋪設(shè)工程中,了解沉積物的性質(zhì)可以幫助選擇合適的鋪設(shè)路徑和方法,減少電纜受到的外力損壞風(fēng)險。


  土木工程領(lǐng)域:在橋梁、堤壩等大型陸地工程的選址和設(shè)計階段,對工程場地的沉積物進(jìn)行測試,評估其承載能力和穩(wěn)定性,為工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工工藝選擇提供依據(jù);在城市地下空間開發(fā)(如地鐵建設(shè)、地下停車場修建等)中,測試沉積物的物理力學(xué)性質(zhì)有助于合理規(guī)劃地下空間,避免施工過程中出現(xiàn)坍塌等安全問題。


  地質(zhì)科研領(lǐng)域:在研究河口海岸帶的演變過程中,通過對不同時期沉積物的物理力學(xué)性質(zhì)測試,分析河口海岸帶的沉積環(huán)境變化和動力過程;在古氣候研究中,利用海底沉積物的物理性質(zhì)(如粒度、化學(xué)組成等)重建古氣候環(huán)境,了解地球歷史上的氣候變化情況。


  沉積物物理力學(xué)性質(zhì)測試指標(biāo)


  沉積物物理力學(xué)性質(zhì)測試的主要技術(shù)要求:


  a)土樣必須是原狀土樣,未失水;


  b)一組測試樣品,長度約25cm~30cm,直徑6cm~8cm;


  c)含水量、原狀土相對密度、十字板抗剪強度和天然粘著力等盡量在現(xiàn)場測定。


  沉積物物理力學(xué)性質(zhì)測試方法


  1、抗壓強度的測定


  1)壓縮試驗


  a)用壓縮儀上環(huán)刀切取試樣(其過程見原狀土密度測定)并測定試樣原狀土密度和含水量;


  b)試樣上下各放一張濕潤濾紙,連環(huán)刀一起放入壓縮容器的透水石上,小心安裝護(hù)環(huán)、透水石和加壓板,把壓縮容器置于加壓框架中心;


  c)調(diào)整量表使其指針讀數(shù)為某一數(shù)值;


  d)逐級加荷壓縮24h,最后1h的壓縮穩(wěn)定不超過0.05mm,然后成倍增加下一級荷重,一般壓縮試驗到0.4kPa為止,高壓壓縮試驗到3.2kPa為止;


  e)壓縮試驗結(jié)束后,測定壓縮后試樣含水量。


  2)抗壓強度有關(guān)指標(biāo)的計算


  a)抗壓強度有關(guān)參數(shù)計算見附錄E;


  b)以壓力p為橫坐標(biāo),沉降量s或孔隙比e為縱坐標(biāo),繪制單位沉降量或孔隙比與壓力的關(guān)系曲線;


  c)作e-logp曲線,求原狀土先期固結(jié)壓力Pc。


  2、貫入強度測定


  6.5.7.1小型貫入強度試驗


  a)依據(jù)土質(zhì)軟硬程度,選擇貫入探頭并與貫入儀連接;


  b)將貫入探頭對準(zhǔn)土樣中心,慢慢壓入土樣直至探頭深入土樣;記錄貫入最大值;


  c)每2cm土樣測定一個貫入強度。


  3、抗剪強度測定


  1)快剪試驗


  a)用儀器環(huán)刀按原狀土密度測定要求切取一組四個原狀土試樣,并測量原狀土密度和含水量;


  b)四個試樣上下各放一張塑料薄膜(大小與環(huán)刀直徑一致),把試樣推入盒內(nèi)透水石上,并加透水石、壓蓋板、鋼珠、壓力框架;


  c)轉(zhuǎn)動手輪,使量力環(huán)前端與上剪切盒鋼珠接觸,調(diào)整量力環(huán)中量表讀數(shù)為零,(如需測記垂直變形,則安裝垂直量表);


  d)施加垂直壓力:四個試樣的垂直壓力分別為0.05kPa、0.1kPa、0.2kPa和0.4kPa,各個垂直壓力可一次施加,也可分次施加,達(dá)到要求壓力;


  e)施加垂直壓力后,立即撥去剪切盒固定插銷,開動秒表,以4r/min~12r/min均勻速度轉(zhuǎn)動手輪,使試樣在3min~5min內(nèi)剪損,手輪每轉(zhuǎn)一圈,測記量力環(huán)量表讀數(shù),直至剪損,剪切后盡快取出試樣,測定剪切面上的含水量。


  2)固結(jié)快剪試驗


  a)按1)的a)、b)、c)過程進(jìn)行,其中試樣上下改放濕濾紙,分別推入四個剪切盒內(nèi)進(jìn)行固結(jié);


  b)施加垂直壓力進(jìn)行固結(jié),其過程與壓縮試驗一致,但各試樣垂直壓力分別達(dá)到0.05kPa、0.1kPa、0.2kPa和0.4kPa為止,每小時垂直變形不超過0.05mm時為達(dá)到固結(jié)穩(wěn)定,按快剪過程施加水平剪切力進(jìn)行剪切;


  c)如果試樣在預(yù)壓儀上固結(jié),當(dāng)四個試樣移至剪切儀后,每小時固結(jié)穩(wěn)定仍需不超過0.05mm的變形才可進(jìn)行剪切。


  3)小型十字板抗剪強度測定


  小型十字板剪力試驗


  a)用削土刀整平原狀土樣表面,依據(jù)土質(zhì)軟硬程度選用十字板頭,并與十字板剪力儀連接;


  b)將十字板對準(zhǔn)土樣中心,輕輕壓入土樣直至十字板頭底面與土樣接觸,慢慢轉(zhuǎn)動十字板剪力儀,約在0.5min~1min內(nèi)剪損土樣,記錄剪力儀上剪損值,并測定土樣的含水量和原狀土密度。


  


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