[发明专利]一种海洋土动剪切模量测试分析方法及装置

权利要求书

1.一种海洋土动剪切模量测试分析方法，其特征在于，包括：

控制十字板剪切仪对海洋土进行现场取样，并实时记录每次取样时所述十字板剪切仪的实测扭矩T和旋转角度θ；所述控制十字板剪切仪对海洋土进行现场取样，并实时记录每次取样时所述十字板剪切仪的实测扭矩T和旋转角度θ，包括：将所述十字板剪切仪插入所述海洋土的原状土样中，控制所述十字板剪切仪对所述原状土样进行剪切，并实时记录所述实测扭矩T和旋转角度θ；所述控制所述十字板剪切仪对所述原状土样进行剪切，包括：按照恒定角速度ω剪切所述原状土样，所述角速度ω控制在0.1rad/s以下，剪切角度大于2rad；将所述十字板剪切仪的旋转弧度控制在0.3rad以内，数据采集记录间隔取0.01rad；

基于所述十字板剪切仪的实测扭矩T和旋转角度θ，获得所述海洋土的动剪切模量，包括：

根据如下公式计算单位扭矩：

其中：T_n为所述单位扭矩，T为所述实测扭矩，K为所述十字板剪切仪的十字板形状系数，r为所述十字板剪切仪的十字板的板头的半径，L为所述板头的长度；

根据所述单位扭矩T_n和所述旋转角度θ，绘制T_n～θ曲线；

根据如下公式计算出T_n～θ曲线上的任意的旋转角度θ_m时各转速的平均模量

其中：θ_m为T_n～θ曲线上的任意的旋转角度，为转动θ_m角度的平均模量；

对于所述T_n～θ曲线上的任意的旋转角度θ_m，通过如下公式计算n；

其中：θ_m为T_n～θ曲线上的任意的旋转角度；ω_m为转速；t_m为ω_m转速下转动θ_m的对应时间；

根据所述n和所述平均模量按照如下公式计算动剪切模量常数G₁；

根据所述动剪切模量常数G₁和所述n，按照如下公式确定动剪切模量随时间变化的函数G(t)，t为时间参数；

G(t)＝G₁t^-n。

2.如权利要求1所述的海洋土动剪切模量测试分析方法，其特征在于，所述十字板剪切仪，包括：

扭矩测量装置，用于测量所述实测扭矩T；

角位移传感器，用于测量所述旋转角度θ；

传动机构，用于精确控制所述角速度ω。

3.如权利要求2所述的海洋土动剪切模量测试分析方法，其特征在于，所述十字板形状系数K的取值，包括以下情况：

若所述十字板剪切仪的十字板的板头没有锥尖，则K的值取12.57；

若所述十字板剪切仪的十字板的板头带有锥尖，则K的值取9；

若所述十字板剪切仪的十字板的板头为其它形状，则根据锥角大小的不同，K的值取9～12.57。