隨著我國海洋工程的發(fā)展，各種海洋結(jié)構(gòu)物及海洋結(jié)構(gòu)工程也隨之產(chǎn)生。海洋環(huán)境中的各類土體的成因及力學(xué)性質(zhì)都與陸地土存在較大差異，同時(shí)還可能受到波浪、潮流、風(fēng)荷載、地震作用等動(dòng)力荷載影響?？紤]到工程結(jié)構(gòu)的安全性及經(jīng)濟(jì)性，針對(duì)不同的研究內(nèi)容，對(duì)其開展室內(nèi)力學(xué)性能試驗(yàn)研究對(duì)海洋巖土工程建設(shè)具有重要參考意義.
結(jié)合海洋巖土工程中的研究內(nèi)容，本文介紹英國GDS公司動(dòng)靜態(tài)試驗(yàn)系統(tǒng)在該領(lǐng)域的應(yīng)用，包含五部分內(nèi)容：
1、GDS動(dòng)三軸儀在海洋巖土工程研究中的應(yīng)用
2、GDS動(dòng)單剪系統(tǒng)在海洋巖土工程研究中的應(yīng)用
3、GDS自動(dòng)三軸儀在海洋巖土工程研究中的應(yīng)用
4、GDS共振柱系統(tǒng)在海洋巖土工程研究中的應(yīng)用
5、GDS CRS固結(jié)儀系統(tǒng)在海洋巖土工程研究中的應(yīng)用
1 動(dòng)三軸試驗(yàn)系統(tǒng)
動(dòng)三軸試驗(yàn)是室內(nèi)常用的一種土動(dòng)力學(xué)研究方法，它主要在軸向和徑向直接對(duì)試樣施加主應(yīng)力，來研究循環(huán)荷載作用下土體的動(dòng)強(qiáng)度、動(dòng)模量、阻尼比、動(dòng)應(yīng)力-動(dòng)應(yīng)變特性等。
海洋巖土工程研究中，應(yīng)用動(dòng)三軸試驗(yàn)系統(tǒng)，可以研究風(fēng)荷載、波浪、潮流、地震等動(dòng)力循環(huán)作用下，海洋結(jié)構(gòu)物地基土的承載性能、海上風(fēng)電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的變形特性、地震液化等。
不同動(dòng)應(yīng)力幅值下的應(yīng)力-應(yīng)變滯回曲線
輝固（Furgo）實(shí)驗(yàn)室GDS動(dòng)三軸系統(tǒng)
輝固（Furgo）實(shí)驗(yàn)室GDS動(dòng)三軸系統(tǒng)
02 動(dòng)單剪試驗(yàn)系統(tǒng)
動(dòng)單剪試驗(yàn)通常是將試樣置于特制的剪切容器中，試樣處于K0狀態(tài)下，在法向和水平剪切方向直接對(duì)土樣施加循環(huán)剪切應(yīng)力，適合研究水平荷載作用下土體的動(dòng)強(qiáng)度、動(dòng)模量、阻尼比、動(dòng)應(yīng)力-動(dòng)應(yīng)變特性等。相比動(dòng)三軸試驗(yàn)，動(dòng)單剪試驗(yàn)?zāi)茉佻F(xiàn)水平剪切作用下土體的初始應(yīng)力條件、應(yīng)力路徑，而且實(shí)驗(yàn)快捷。
在海洋巖土工程中，海上構(gòu)筑物通常受到風(fēng)、波浪、水流及地震作用等多種動(dòng)力荷載作用。動(dòng)單剪試驗(yàn)系統(tǒng)，可用于模擬波浪荷載或風(fēng)荷載等水平荷載對(duì)海上基礎(chǔ)設(shè)施的動(dòng)剪切特性，也適用于模擬土體受到地震荷載引起的循環(huán)剪切特性、砂土抗液化性能，用于研究海底結(jié)構(gòu)和滑坡、地震性能和砂土液化。
GDS目前可以提供三種類型的動(dòng)單剪測試系統(tǒng)：EMDCSS（二維）、VDDCSS（三維）和MDDCSS（三維反壓）。其中EMDCSS可以實(shí)現(xiàn)法向和水平剪切向的二維動(dòng)態(tài)循環(huán)加載和參數(shù)控制，VDDCSS可以實(shí)現(xiàn)法向和兩個(gè)水平剪切方向的三維動(dòng)態(tài)循環(huán)加載，MDDCSS是在VDDCSS基礎(chǔ)上升級(jí)的一款三維動(dòng)單剪測試系統(tǒng)。
剪切應(yīng)力-剪切應(yīng)變滯回曲線
法向和剪切方向耦合動(dòng)態(tài)測試曲線
輝固（Furgo）實(shí)驗(yàn)室GDS動(dòng)單剪試驗(yàn)系統(tǒng)
輝固（Furgo）實(shí)驗(yàn)室GDS動(dòng)單剪試驗(yàn)系統(tǒng)
輝固（Furgo）實(shí)驗(yàn)室GDS動(dòng)單剪試驗(yàn)系統(tǒng)
NGI實(shí)驗(yàn)室GDS動(dòng)單剪系統(tǒng)
中海油田服務(wù)股份有限公司GDS動(dòng)單剪系統(tǒng)
3 恒應(yīng)變速率固結(jié)試驗(yàn)系統(tǒng)
恒應(yīng)變速率（CRS）固結(jié)試驗(yàn)通常是設(shè)定一個(gè)恒定的應(yīng)變率，在此速率下連續(xù)加載至所要求的最大應(yīng)變，同時(shí)量測軸向荷載、試樣變形及超孔隙水壓力等。根據(jù)所測數(shù)據(jù)可以得到固結(jié)過程中的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，進(jìn)一步推算得到先期固結(jié)壓力、固結(jié)系數(shù)等力學(xué)參數(shù)。
與傳統(tǒng)分級(jí)加載固結(jié)試驗(yàn)相比，應(yīng)用CRS固結(jié)試驗(yàn)可以大幅縮短試驗(yàn)時(shí)間。尤其在海洋巖土工程中經(jīng)常遇到含水率高、壓縮性大、滲透性能較差的軟粘土，應(yīng)用CRS固結(jié)試驗(yàn)系統(tǒng)研究海洋黏土的固結(jié)沉降特性，可以大大提高試驗(yàn)效率。
GDS CRS固結(jié)試驗(yàn)系統(tǒng)測試曲線
軸向位移測試曲線
CRS固結(jié)應(yīng)力-應(yīng)變曲線
輝固（Furgo）實(shí)驗(yàn)室GDS恒應(yīng)變速率固結(jié)系統(tǒng)
共振柱試驗(yàn)主要研究小應(yīng)變范圍內(nèi)各類土體在循環(huán)荷載作用下剪切模量及阻尼比隨剪應(yīng)變的衰變規(guī)律。GDS RCA共振柱實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)采用一端固定，一端自由的方式，對(duì)土樣施加彎曲或扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，可以測量得到10-6-10-4應(yīng)變范圍內(nèi)土的動(dòng)力特性。
在海洋巖土工程中，基于共振柱試驗(yàn)獲取小應(yīng)變狀態(tài)下土體的動(dòng)力特性，可用于海洋工程場地抗震分析及地基動(dòng)力反應(yīng)研究等。
輝固（Furgo）實(shí)驗(yàn)室GDS共振柱系統(tǒng)
輝固（Furgo）實(shí)驗(yàn)室GDS共振柱系統(tǒng)
5 全自動(dòng)三軸試驗(yàn)系統(tǒng)GDSTAS
GDS全自動(dòng)三軸試驗(yàn)系統(tǒng)是一套基于荷載架式的三軸試驗(yàn)系統(tǒng)，可以對(duì)不同類型的土體進(jìn)行一系列靜態(tài)測試，包括飽和、B檢測、固結(jié)、標(biāo)準(zhǔn)三軸、應(yīng)力路徑、K0固結(jié)、滲透試驗(yàn)及其他自定義路徑測試。適用于海洋巖土工程中各類土體在復(fù)雜應(yīng)力條件下的工程性質(zhì)進(jìn)行試驗(yàn)研究，測定土體的強(qiáng)度、變形和應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系等特性。
GDS全自動(dòng)三軸系統(tǒng)還具有如下升級(jí)選項(xiàng)：升級(jí)溫控測試、凍土及可燃冰三軸、CRS固結(jié)、準(zhǔn)動(dòng)態(tài)三軸、非飽和土測試等。
GDSTAS自動(dòng)三軸儀測試結(jié)果
軸向應(yīng)力-軸向應(yīng)變測試曲線
輝固（Furgo）實(shí)驗(yàn)室GDS全自動(dòng)三軸系統(tǒng)
輝固（Furgo）實(shí)驗(yàn)室GDS全自動(dòng)三軸系統(tǒng)
