超小型压力传感器在波浪作用下海床孔隙水压力实验中的应用

01实验设计

试验中的波浪采用规则波和不规则波。规则波在周期和波高上进行了多种变化，不规则波采用了JONSWAP 谱波，各种波谱的规则波浪又在谱峰周期和平均波高上进行了多种变化。以上各种波浪均考虑了3种水深的变化。沙床模型采用了均质粗沙，各组实验中量测了沙床中不同点处的孔隙水压力时程。

该实验传感器是通过PDA型微型土压力传感器（厚度为1mm，直径为6.5 mm，量程为200kPa）加上透水石改装成为微型的孔隙水压力传感器，来测量非饱和土的空隙水压力。

PDA微型压力传感器主要用于结构模型，小型岩土模型的各类压力测试，其独特的结构可用于短期的水下测量。测试精度更高。7.6mm的直径可方便的安装在不同模型的关键部位，用来测量模型在受力情况下的压力状况。

02实验装置

03实验结果

将传感器采集到的实验数据进行整理并绘制曲线。图中给出了部分有代表性的实验结果，包括各种波浪条件下孔隙水压力响应的幅值。图中z为传感器距离泥面线的距离；u 为孔隙水压力；D为水深；H 为波高；T 为波浪周期（对于不规则波则为平均周期或谱峰周期）；h 为沙层厚度。

图7 不同水深时规则波作用下孔压响应理论与实测值对比

图8 不同周期时规则波作用下孔压响应理论与实测值对比

图9 不同波高时规则波作用下孔压响应理论和实测值对比

当周期和波高不变时，由波浪引起的孔隙水压力随水深的增加而逐渐减小。同一水深和波高条件下，由波浪引起的孔隙水压力随周期变大而变大；当水深和周期固定时，由波浪引起的孔隙水压力随波高的增加而增加。