空心扭剪试验技术在南海钙质砂动强度测试中的应用

2018-09-29邓海峰

天津科技 2018年9期

邓海峰，祁磊，许浩，李春

(中国石油集团工程技术研究有限公司天津300451)

0 引言

作为我国重要的海上领土，中国南沙、西沙群岛广泛分布着钙质砂。作为一种特殊岩土介质，钙质砂以珊瑚碎屑为主，并由石灰藻、有孔虫、棘皮动物碎片组成，与普通的陆源砂有明显区别，具体特性表现在:碳酸钙含量高；棱角度大；孔隙比高；易破碎。

此外，波浪的周期性运动在海床表面产生了往复波压力，引起海洋地基或者海床土体内的有效应力场和超静孔隙水压力场不断发生变化，最终导致土体动强度发生显著变化，进而对海床和海洋结构物的安全稳定性造成影响。

国内外学者已对钙质砂的动力特性进行了一定的研究[1-6]，但由于试验条件的限制，一般都利用常规的动三轴试验仪和动扭剪仪进行试验，不能考虑主应力方向连续旋转的影响，无法很好地模拟波浪荷载作用下钙质中的应力状态。

基于对波浪荷载作用下钙质砂动力特性研究的重要意义及其研究现状，依托公司 GCTS多功能动力液压扭转剪切仪，形成一套复杂应力加载条件下砂土动力特性室内试验测试技术。该项技术更加真实地模拟了波浪荷载条件，土体动力特性测试结果准确性更高。将该项试验技术进一步应用于南海钙质砂动力特性研究项目中，系统分析了偏应力比、平均主应力对饱和钙质砂动强度特性和孔压增长模式的影响。