在我国“一带一路”区域经济发展战略的带动下,工程建设的方向正在逐步转向我国长达1.8万公里的海岸线上,各类海洋工程的建设迫在眉睫。海洋工程在设计和施工前,必须按基本建设程序进行岩土工程勘察工作。为了保证海洋建筑物的安全性,并且充分掌握海底环境和水下地形,查明海床地基软土的成分、结构、物理力学等性质,海洋岩土工程勘察已成为海洋工程实践中的重要问题。孔压静力触探（CPTU）技术是目前国内外海洋岩土勘察中一种最主要的原位测试方法,然而在海底高围压应力环境下,难以保证孔隙水压力元件测量精度,普通的圆锥探头无法定量化描述上覆土对实测锥尖阻力值的影响,因此在海洋软土中的数据精度会随海水深度的增加而降低。在此基础上,国外学者相继提出全流触探仪（Full Flow Penetrometer）测试技术,主要有T型和球型两种形式。全流触探仪在含水率较大的海洋软土中能有效增加测试精度,减小了静水压力和上覆土重的修正值,较少受到土体刚度、应力各向异性的影响,并且通过循环贯入可以对软土的重塑强度进行快速而精确地测定。球型全流触探仪（Ball Penetrometer）更是具备孔隙水压力测量的优势,其各向对称的几何形状更适用于深层、不均匀的海洋岩土勘察中,故球型探头的推广和应用对于提高软土地基测试精度、降低海洋岩土勘察造价和改善海洋工程安全性毋庸置疑是具有积极意义的。本文即是在此背景下,针对国内球型全流触探仪测试技术的研究空缺,结合国内外文献资料,首先利用大变形有限元分析软件模拟球型探头的贯入过程及周边受影响土体的应力应变关系;再根据球型探头相关国际规范标准,以东南大学自主研发的CPTU测试设备及数据采集系统为基础,开发球型探头室内试验设备,进行球型探头的室内模型槽试验研究;最后结合数值分析与室内试验数据,以实际工程为依托进行球型探头现场测试,归纳推广球型全流触探仪在工程实践中的应用方法及流程,在试验数据的基础上建立其针对软土力学及固结特性的评价方法。本文的主要研究内容如下:（1）基于ABAQUS有限元分析软件,充分考虑真实土体中的应力应变效应,分别针对忽略探杆作用球型探头与考虑探杆作用的球型探头的贯入过程进行大变形模拟,通过理想弹塑性模型与Drucker-Prager模型对球型探头贯入过程中土体的强度特性及探头受力情形展开分析,研究贯入过程中探头周边土体的应力、位移变化以及塑性应变区域分布等。（2）研究国内外文献,利用大尺寸方形模型槽进行球型探头室内模型槽试验研究,试验内容包括单次贯入、循环贯入、变速率贯入及孔隙水压力测试等,同时对比分析CPTU探头贯入与室内十字板剪切实测数据,突出球型探头在海洋软土特性评价中的典型优势。（3）通过比较探头承载力系数N值的分布情况,验证球型探头评价软土的不排水抗剪强度s_u的合理性;总结循环贯入试验数据,分别建立实测贯入阻力q_m、净贯入阻力q_net,以及球型探头的循环贯入阻力值q_cyc与循环次数n之间的回归关系;结合室内试验和相关场地数据,评价探头贯入速率对抗剪强度的影响,并根据Yafrate归一化模型进行具体量化。（4）以福建省福州市连江县沿海设施建设为依托,选择典型的沿海滩涂淤泥地段进行现场球型全流触探仪与现代多功能CPTU现场试验;试验时直接将CPTU的圆锥探头更换为球型探头,虽然原有CPTU锥肩位置的孔压测量功能得以保留,但在球型探头贯入测试过程中孔隙水压力读数误差较大,结合试验结果及相关文献对原因进行解读,提出孔压球型探头的应用展望。（5）研究根据室内模型槽和现场循环试验结果,对实测数据进行上覆土重和孔隙水压力修正,建立国内场地的土体强度衰减经验关系;集合文献资料与室内试验,采用数值分析软件建立球型探头贯入抽提阻力比q_in/q_ext与土体灵敏度s_t之间的经验关系,再利用上述关系验证福州场地土体的重塑强度,并对球型探头承载力系数N_ball与s_t之间的经验关系进行补充扩展。