基于三轴试验的海底沉积物声速与物理和力学性质关系的实验研究
[Abstract]:The South China Sea is rich in resources and is one of the most abundant resources on the earth, and has an extremely important strategic position for China. Seafloor sediment is the interface between sea water and seabed, and is the base of marine physical exploration and marine engineering equipment. Therefore, it is urgent to understand the physical and mechanical properties of seabed sediments. This paper introduces the research status of acoustic properties, physical and mechanical properties of submarine sediments and their relationship at home and abroad. The experimental principle and process of underwater sediment triaxial test and sound velocity measurement are described. An experimental scheme was designed to study the relationship between the velocity of sound and the physical and mechanical properties of submarine sediments. The mechanical properties of submarine sediments were measured by using the triaxial test method of soil mechanics, and the acoustic velocity was measured simultaneously. The sound velocity data of submarine sediment in triaxial test were measured and the relationship between sound velocity and experimental confining pressure was analyzed. The conclusion was drawn that the sound velocity of seabed sediment was positively correlated with experimental confining pressure. The physical property parameters of submarine sediment were measured, and the relationship between sound velocity and water content, porosity, wet density and median particle size was analyzed, and the positive correlation between sound velocity and water content, porosity and moisture density was obtained. The conclusion that the median particle size is negatively correlated. The mechanical properties of seafloor sediments were studied by means of triaxial tests in soil mechanics. The failure stress of seafloor sediments was measured, and the stress-strain curves and damage moire circles were drawn. The shear strength data of submarine sediment were measured, and the curves of stress value and moisture content, moisture density, median particle size and porosity of submarine sediment were obtained. The results show that the maximum values of stress at the point of submarine sediment failure are between 40% and 45% of water content and between 50% and 55% of porosity respectively. The comparative analysis shows that the mechanical properties of the samples are similar to those of the semi-brittle clay on land. The results show that the velocity of sound is positively correlated with the failure stress and friction angle, and negatively correlated with the cohesion. The static modulus of elasticity and dynamic modulus of elasticity were calculated during the compression process of marine sediment samples under triaxial test, and the relationship between static modulus of elasticity and dynamic modulus of elasticity with porosity and sound velocity of seabed sediment was analyzed. The equivalent consolidation modulus and the equivalent consolidation density of the sediment samples are obtained. The two parameters empirical formula of the sediment sound velocity is established. The surface of the consolidation sound velocity of the sediment is drawn and the error between the prediction of the sound velocity and the experimental sound velocity is compared.
【学位授予单位】:广东工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:P736.21;P733
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,本文编号:2389066
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