基于孔压静力触探的心墙黏土水平渗透系数测定方法研究

为了提出一种准确快速的土石坝心墙黏土渗透系数测定方法,基于孔压静力触探建立了渗透水流的椭球形水平渗流模型,该模型可以较好的适用于夯实土体的水平向渗透系数评估。首先回顾了前人基于孔压静力触探测算土体渗透系数的研究成果,再从实际角度出发,分析推导了探头贯入土体产生超静孔隙水压力分布的力学模型,与实测数据对比后认为超静孔隙水压力负指数函数分布形式具有一定准确性。然后推导了基于椭球形水平向渗流模型的渗透系数评估方法。经工程实例验证,本文方法从理论和计算精度等方面对前人方法进行了完善,具有较好的工程应用前景。

基于孔压静力触探的土层分类研究

孔压静力触探技术对土体的扰动较小,因此广泛应用于工程地质勘察。本文以某工程场地为研究对象,采用孔压静力触探对地质情况及其土层分布规律进行勘测,得出以下结论:通过孔隙水压力、锥尖阻力和孔压比3种土层分类指标可直观判断土层的分布规律,通过其曲线变化趋势可分析不同地层间的差异。地块1的3种土体分类指标较大,说明土体以黏土为主,地块2的3种土体分类指标较小,说明土体以砂土为主。地块3的土体分类指标曲线变化趋势存在明显的突变点,当深度小于18m时,锥尖阻力曲线变化趋势波动性较大,而孔隙水压力与孔压比曲线变化趋势较为平缓,当深度超过18m时,锥尖阻力曲线的变化趋势较为平缓,而孔隙水压力与孔压比曲线的波动性较大,说明该地块在18m处存在土层界面。

基于孔压静力触探的海洋地层参数解译方法

传统的海洋工程勘察采用钻孔室内试验的方式,海洋勘探作业受到风浪流的影响,试样受到扰动较大,原位测试作为对土体扰动较少的试验方式受到越来越多的重视。孔压静力触探原位测试方法具有数据连续、作业快速、对土体扰动小等特点,在海洋工程中应用最为广泛。由于孔压静力触探无法直接获取土体参数,需要通过复杂的解译方法得到,该文旨在通过对孔压静力触探的解译方法进行总结分析,给出砂土不同物理及力学参数的解译方法,为海洋岩土工程设计提供可靠参数。

基于孔压静力触探试验的黏性土压缩模量预测

为获取真实反映土体天然状态的力学参数,以杭政储出(2018)62号地块商务兼容商业用房项目为例,运用室内试验和原位测试的方法,获取各黏性土层的压缩模量,研究基于孔压静力触探试验的既有经验方法预测土体压缩模量的有效性,提出了杭州软土地区新的孔压静力触探锥尖阻力与压缩模量之间的相互关系。结果表明:不同经验预测方法得到的结果与实际土体压缩模量存在不同程度的偏差;基于实测的孔压静力触探试验锥尖阻力,计算得到修正锥尖阻力,拟合修正锥尖阻力q t与E S-LAB进行拟合,提出了适用于杭州地区软土的压缩模量预测经验公式。

黏土结构性对孔压静力触探结果的影响分析

针对目前黏土结构性对孔压静力触探结果的影响及其机理尚不是很清楚的问题,首先在ABAQUS软件中对结构性剑桥模型进行了程序实现,然后建立了孔压静力触探贯入结构性黏土的数值模型,通过数值计算分析了黏土结构性对孔压静力触探结果的影响。数值计算结果表明:(1)黏土的结构性会导致锥尖周围土体的偏应力增大,由于锥尖附近土体的结构性损伤,最大偏应力出现在距锥尖一定距离的右下方;(2)表征结构性强度的参数——初始结构屈服应力p’_(yi)越大,锥尖阻力qc越大,而表征结构性损伤速度的参数——结构性对流动法则影响参数ω越大,q_(c)值越小;(3)p’_(yi)值越大,贯入停止时的超静孔隙水压力u越大,而ω值越大,贯入停止时的u值越小;(4)经验圆锥系数N_(kt)随p’_(yi)增大明显减小,随ω的增大略有减小。因此,黏土的结构性强度及其损伤会明显影响孔压静力触探的测量结果,基于锥尖阻力q_(c)估算结构性黏土的不排水抗剪强度su时应采用考虑结构性影响的经验圆锥系数N_(kt),否则将会低估结构性黏土的s_(u)。研究结果可为孔压静力触探结果的分析和应用提供参考。

孔压静力触探试验在菲律宾某填海项目中的应用

孔压静力触探试验作为一种快速、准确的原位测试手段在国内海洋工程领域得到了广泛的应用。本文基于海床式静力触探设备在菲律宾某填海项目的成果,对比分析了ROBERTSON(1990)分类图、刘松玉等(2013)分类图和《水运工程静力触探技术规程》(JTS/T242—2020)分类图对于菲律宾填海项目的适用性,总结出第3种分类图的解译结果最优。其次对比分析了基于孔压静力触探试验的3种不同细粒土不排水抗剪强度解译方法在菲律宾填海项目中的适用性,总结出基于净锥尖阻力的解译方法结果最优。并基于该方法绘制了细粒土不排水抗剪强度剖面,值得在其它填海项目中进一步推广应用。

孔压静力触探在澳门海相软土强度解译中的应用

在海洋岩土工程勘察和设计中,不排水抗剪强度是尤为重要的强度参数。为了精确评价海相软土的不排水抗剪强度,依托澳门国际机场扩建工程场地的孔压静力触探试验与十字板剪切试验资料,对海相软土的不排水抗剪强度进行计算,并提出了锥尖因子N_(kt)与归一化有效锥尖阻力Q_(E)的线性相关关系,基于这种线性关系所预测的不排水抗剪强度与十字板剪切试验结果更相符。同时,所给出的锥尖因子可以反应原位土体很好地沿深度方向的空间变异性。对于澳门海相软土强度参数可采用文中标定得到的N_(kt)-Q_(E)关系进行解译,为设计提供可靠的岩土设计依据。

孔压静力触探方法测定土体压缩模量应用研究

对湖南省某高速公路路基土采用孔压静力触探仪(CPTU)进行了原位测试,并取不同深度处的原状土样在室内测定其压缩模量。根据现场CPTU测试数据和室内压缩模量测试结果进行了土层的划分,评价了多个现有基于CPTU数据的土体压缩模量预估经验公式的适用性,进而建立了压缩模量与CPTU锥尖阻力之间的相关关系。研究结果表明:采用CPTU原位探测数据进行土层划分具有良好的可靠性,土体压缩模量与CPTU测试中的锥尖阻力之间存在强相关性。建立的基于CPTU的压缩模量预估公式可为量化软土层压缩特性提供参考,是公路工程中软土层路基沉降分析的科学依据。

基于孔压静力触探的杭州湾海域软黏土强度解译参数研究

我国海域广泛分布有低强度软黏土,其工程特性评价将直接影响风机基础设计和安全运行。孔压静力触探是目前海洋勘察中使用最多的原位测试手段,其优点在于对土体扰动小,缺点在于需要通过解译获取土体参数,而不同地区的解译参数往往存在场地特异性。依托浙江杭州湾嘉兴海域某海上风电工程,开展了室内试验和原位孔压静力触探试验(piezoncone penetration test,简称CPTU),标定得到了适合我国浙江杭州湾海域的淤泥质粉质黏土的CPTU锥尖因子N_(kt)范围为14.15~30.18,总平均值为20.25。标定结果显示杭州湾海域淤泥质粉质黏土锥尖因子N_(kt)与孔压比B_(q)呈现负相关性,而与含水率w、孔隙比e、液限w_(L)、塑限w_(p)、塑性指数I_(p)呈现正相关性,并得到了N_(kt)与孔压比B_(q)和塑性指数I_(p)的多元回归分析公式。将建立的N_(kt)关系式应用于临近平湖海域的风电场工程中,结果显示采用含水率w、孔隙比e与锥尖因子N_(kt)的关系式以及孔压比B_(q)和塑性指数I_(p)的多元回归分析公式,可以较好地解译杭州湾海域软黏土的强度,不仅适用于淤泥质粉质黏土地层,还可以应用于淤泥质黏土和粉质黏土地层,具有较好的场地适用性。

基于孔压静力触探的软土最大剪切模量研究

文中基于理论分析,结合现场试验,对静力触探状态参数方法求解公式进行优化,得出孔压静力触探与最大剪切模量的关系,以此研究经验公式预测的准确精度。结果表明,随着土层深度的增加,孔隙水压力逐渐加大,土层深度与剪切波速成正比,可以反映土体特质;状态参数可反映土体结构类别,其对应公式可以增加对软土最大剪切模量预测的精度,反映土体动力特性;有状态参数的经验公式拟合程度更高,准确性更强,预测性更加精准,对孔压静力触探的软土最大剪切模量研究更加全面。

多功能孔压静力触探(CPTU)试验研究

孔压静力触探(CPTU)是20世纪80年代在国际上兴起的新型原位测试技术,因其诸多优点,特别适合于软土工程的勘察,目前在欧美诸国已得到广泛应用。本文首先对国内外静力触探(CPT)技术的发展作了简要的介绍,阐述了国外CPT的发展状况和我国CPT的现状。然后介绍了引进的美国多功能CPTU测试技术以及操作方法与技术要点,结合两个现场试验,对我国的原位测试技术与引进的多功能CPTU作了对比分析,最后得出了一些结论和建议。

孔压静力触探(CPTU)测试成果影响因素及原始数据修正方法探讨

孔压静力触探(CPTU)是20世纪80年代在国际上兴起的新型原位测试技术,因其诸多优点,目前在欧美诸国已得到广泛应用。由于探头规格、技术标准和操作程序的差异,影响CPTU测试成果的因素很多,而且其影响程度也各不相同。根据前人的研究成果,对CPTU测试成果的影响因素进行了分析总结,以期在CPTU资料整理和应用中引起重视。最后,简要论述了考虑诸多影响因素的原始数据修正方法。

基坑开挖对邻近土体扰动的孔压静力触探试验分析

软土地区基坑开挖会对周边土体造成一定程度的扰动,研究如何有效地对土体扰动进行评价对于控制基坑开挖的稳定具有重要意义。采用孔压静力触探的方式对基坑不同区域的土体进行原位现场测试,测试结果表明:仅从各层土的锥尖阻力及侧壁摩阻力大小及变化规律难以有效判断基坑开挖对周边土体造成的扰动,可采用原位孔压消散试验通过土体渗透性的变化来反映土体的扰动程度。研究结果显示,对于该基坑同一层土邻近基坑区域土体的渗透性相较于远离基坑区域改变明显,相对来说,开挖深度范围内上部周边淤泥土扰动程度更大。

应用孔压静力触探(CPTU)确定软土压缩模量的试验研究

回顾了采用孔压静力触探(CPTU)测试参数确定压缩模量(Es)的现有方法,并在江苏选择3个高速公路软土场地进行了CPTU试验,以高质量原状土样固结试验得到的Es值作为参考值评估了各经验方法的预测有效性,进而提出了新的江苏典型软土锥尖阻力–压缩模量Es相关关系;同时采用不同CPTU测试参数计算的Es值预测了某条高速公路软基的沉降量,并和现场沉降观测值进行了比较,结果表明:基于净锥尖阻力qn的Senneset(1989)方法能够很好的预测Es值;同样,基于CPTU测试参数预测的高速公路软基沉降量也接近于现场实测沉降,验证了应用CPTU确定软土Es值进而预测软基沉降的可靠性。

孔压静力触探(CPTU)探求高速公路软基固结系数研究

基于孔压静力触探（CPTU）的原理，简要介绍了利用CPTU试验求解地基土固结系数的理论方法，并以Torstensson理论模型为例，详细叙述了利用CPTU试验资料探求地基土固结系数的方法和步骤。结合连盐高速公路灌云三标的CPTU试验进行了实例计算，结果表明，现场所得的固结系数较室内试验的固结系数大1～2个数量级，与其他研究者的结果一致；在淤泥土层内，现场固结系数较室内试验所得的固结系数变化小，与现场资料反演值很接近；若采用此方法为实际工程提供设计固结系数时，进行修正后效果会更好。

孔压静力触探(CPTU)确定地基土压缩模量方法研究

基于最小二乘法求解超定方程组原理,通过参数反分析,探讨了多层地基条件下,结合地基沉降资料,利用CPTU原位测试技术快速确定地基土压缩模量的方法研究,以求按照土层获得不同的压缩模量与锥尖阻力的经验系数。并结合崇启大桥北接线工程的CPTU试验进行了实例计算。结果表明:CPTU计算压缩模量是室内试验的2倍,与其他原位试验结果相近。若采用该方法为实际工程提供设计压缩模量值效果会更好。

部分排水条件下静力触探试验力学机理研究

在自然状态下,大部分土体的约束条件介于完全排水和不排水两者之间。在孔压静力触探试验(piezocone penetrationtest,CPTU)的贯入过程中,受探头尺寸、贯入速度和岩土材料等因素的影响,将发生部分排水现象。为研究排水条件对CPTU试验数据的影响,开展三轴压缩试验。引入应变增量比,建立考虑渐近状态的修正剑桥(Modified Cam-Clay,MCC)模型。推导考虑渐近状态MCC模型的柱孔扩张理论,提出CPTU测试数据的力学模型。通过数值模拟和模型槽试验,研究归一化贯入速度与排水系数的规律。结合CPTU数据的力学模型,获得应变增量比与排水系数的数理关系。最后以上海市苏州河地区深层排水调蓄管道系统工程的测试数据为背景,验证力学模型的正确性。结果表明:在部分排水条件下,利用考虑渐近状态的MCC模型,能够描述土体的应力-应变关系,合理解释CPTU贯入的力学机理。

利用孔压静力触探试验(CPTU)测定宁波软粘土的固结系数

结合“同三”国道高速公路宁波市境内试验段的软基加固试验工作，通过大量的现场孔压静力触探试验（CPTU）来探讨利用孔压静力触探测定软粘土的原位固结系数。文中介绍了仪器设备、（CPTU）的试验方法、资料的整理以及试验结果与室内试验测定的固结系数的对比，讨论了Ch、Cv指标之间的差异性和规律性。

基于孔压静力触探(CPTU)测试的连云港海相粘土前期固结压力确定方法研究

首先回顾了基于孔压静力触探(CPTU)测试确定前期固结压力的方法,通过连云港海相粘土场地进行的CPTU试验资料,以室内固结试验得到的前期固结压力作为参考值评估了经验方法预测前期固结压力的有效性。最简单的方法是直接建立前期固结压力和净锥尖阻力的关系,同时也是最有效的方法。

结构性黏土中球孔扩张不排水解析及其在静力触探中的应用

圆孔扩张理论被广泛用于静力触探(CPT)和静压沉桩等问题的贯入阻力或挤土位移分析预测中.目前结构性黏土中的圆柱孔扩张解答难以考虑扩孔过程中土体结构破坏或退化影响,一定程度上限制了该理论解答的工程适用范围.将锥尖或桩端贯入作为球形孔的扩张挤土过程,基于结构性黏土剑桥模型和塑性区大应变理论,将球孔扩张不排水问题归结为各有效应力分量的常微分方程组边值问题,以弹塑性边界上应力值为边值条件对该问题进行求解.结果表明,随着土体结构性增强,球孔周围的临界状态区和塑性区范围减小,扩孔应力增大,超固结土的应变软化特征和剪胀性更明显;对于初始应力相同的结构性黏土,各有效应力分量在孔壁附近均趋于对应重塑土中的应力分量,说明土体在扩孔扰动过程中发生了结构破坏或退化.最后将确定的扩孔应力用于CPT贯入阻力及孔隙水压力的理论计算中,与已有解答进行对比分析,发现考虑土体结构性影响后能得到与实测值更接近的预测结果.