近年来,海洋资源的开发与利用规模逐渐扩大,海上基础和能源设施等构筑物的需求量增大,因此水下土体的勘探越来越受到重视。静力触探测试是目前原位测试中最为成熟而便捷的测试方法。但是由于海洋环境复杂,存在风浪大、水深、海积土性复杂等问题,静力触探在海洋工程中的应用存在测试不稳定、提供的反力不足、探杆受压失稳等问题。国外较为先进的静力触探技术通常需要依靠大型勘探船和先进的测试技术,费用非常昂贵。长江科学院提出的上拔式静力触探测试是一种利用上拔阻力与深度的曲线反映土体性质的测试技术,该测试技术可解决传统静力触探在海洋工程应用中的不足之处。为了推进这种新型原位测试方法在实际工程中的应用,目前亟需解决的问题就是掌握上拔式静力触探的测试机理。结合传统静力触探测试的理论和研究方法,以上拔式静力触探为研究对象,通过理论和试验研究方法得到了几个上拔式静力触探力学机理的规律。主要研究内容和成果如下:(1)收集并总结静力触探设备、测试技术和力学机理研究的发展概况。对比静力触探和上拔式静力触探的工作机理等相关理论,为上拔式静力触探测试技术的研究提供理论支撑。了解静力触探测试技术的研究方法,为研究上拔式静力触探力学机理制定方案。(2)采用室内模型装置进行上拔式静力触探模型试验,得到不同相对密实度砂土和不同压实度粘土均质土体中的上拔阻力变化曲线,分析该曲线的变化规律以及与相对密实度和压实度之间的关系。试验证明了上拔式静力触探上拔曲线与传统静力触探的贯入曲线具有相似的规律,上拔阻力与土的相对密实度或压实度之间具有拟合度较高的相关关系。(3)采用三轴压缩试验测试模型试验中几种土体的抗剪强度参数值,结合上拔阻力变化曲线,将上拔阻力与土的抗剪强度参数进行拟合,上拔阻力与内摩擦角和粘聚力有拟合度较高的正相关关系。(4)在现场试验场地中分别进行传统静力触探试验、上拔式静力触探试验和旁压试验,对比三种试样的测试指标随土层深度变化的曲线,可以发现上拔阻力随土层深度的变化趋势与静力触探和旁压试验测试的指标相近,采用上拔阻力反映土层性质的方法是可行的。