随着我国海洋强国战略、“一带一路”区域经济发展战略的实施,海洋工程建设吸引了更多的关注目光,如围海造陆、跨海大桥、海底隧道、海上风电、海上石油钻井平台、海底可燃冰钻采平台等海洋工程项目与日俱增。同时海洋工程也不断的由近海向远海,由浅海向深海发展,项目规模日益增大,这对准确获取海洋岩土工程参数提出了更高的要求,但传统勘察技术中的钻孔取样、室内试验的方法存在应力释放、试样扰动、成本昂贵的问题,不能满足海洋岩土工程的发展要求。国际上以孔压静力触探（Piezocone Penetration Testing,简称CPTU）、全流触探测试（Full-Flow Penetration Testing,简称FFPT）等为代表的海洋原位测试技术是获得岩土工程参数的有效方法。此类方法都要使用海洋静力触探贯入设备,并且需要配备有重型起重机的大型船只作为运载与操作载体,因此该类方法存在设备笨重、操作复杂、综合成本较高、耗时较长以及极易受天气影响等问题。这些问题大大限制了常规海洋静力触探技术在海洋工程中的应用。自落式动力触探测试技术（Free Fall Penetration Testing,简称FFP）作为一种新型的便携式动力触探测试技术,可作为近海常规海洋静力触探测试的一种有效的补充。近年来广泛应用于海洋沉积物分层、海洋边坡稳定分析、海洋环境调查、海洋灾害防治、港口疏浚、浮动式风电系统锚固基础设计、管道电缆勘测与淡水湖泊古生物研究等领域。本文即是在此背景下,以自落式动力触探测试技术为研究对象,结合国内外文献资料,首先自主设计了自落式动力触探仪;然后以牛顿运动第二定律为基础,建立了FFP贯入过程中的力学模型与理论体系,明确了其测试流程,建立了测试数据的处理流程;利用室内模型试验,开展了自落式动力触探FFP相关贯入机理研究;最后,以苏锡常南部高速公路太湖隧道项目为工程依托,以典型的湖相淤泥质软土为研究对象,开展了自落式动力触探FFP现场试验研究,建立了基于FFP测试技术的软土不排水抗剪强度评价方法。本文的主要研究内容如下:（1）自主设计并研发了自落式动力触探仪,包括端头、探头主体、配重模块、传感器模块、稳定尾翼、吊环六部分,其中端头分为锥形端头、半球形端头、圆柱形端头,开发了集成高精度三轴加速度计、陀螺仪、地磁场传感器的惯性测量单元IMU,可以获得FFP触探仪的加速度、角速度等运动数据,并配套有数据采集软件可实时显示并记录触探仪运动数据。（2）认识FFP触探仪贯入土体过程的不同运动阶段,通过其加速度对时间的一次积分可以获得贯入速度,二次积分获得贯入深度,以牛顿运动第二定律为基础,分析了贯入过程中的受力情况,受力包括浮重、端部阻力、侧壁阻力、拖曳阻力、土体浮拖力,建立了FFP贯入过程中的力学模型与理论体系,明确了FFP测试流程,建立了测试数据的处理框架。（3）开展了自落式动力触探FFP室内模型试验研究,通过开展十字板剪切试验研究,确定试验土体不排水抗剪强度,提供了试验土体强度标准值;通过3种不同端头的CPTU贯入试验,分别研究了不同端头合适的承载力系数Nc值和界面摩擦比α值;通过不同释放高度、质量、端头的FFP试验,研究了贯入深度的影响因素,确定了最优的应变率参数β值;建立了基于FFP测试技术的土体不排水抗剪强度的快速评价方法。（4）以苏锡常南部高速公路太湖隧道项目为工程依托,选取典型的湖相淤泥质软土为研究土类,开展了自落式动力触探FFP现场试验研究。结合CPTU现场测试、球形和T形全流触探以及场地钻孔地质资料,得到了FFP贯入过程中的加速度及速度变化曲线、CPTU与全流触探测试曲线,获得了现场土体的相关物理力学参数。通过多种测试技术获得了土体不排水抗剪强度曲线,验证了FFP测试技术评价土体不排水抗剪强度的评价方法。