花岗岩风化土孔压静力触探(CPTU)数据特征及风化状态划分

文章梳理了基于孔压静力触探测试(CPTU)进行土分类的主要方法,以及国内主要规范的应用情况,指出当前缺乏针对花岗岩风化土的CPTU数据特征研究。对广州地区3个工程项目的花岗岩风化土CPTU测试数据,对照CPTU数据曲线的基本特征,分别用土类指数法、线性分类法和水运工程分类法进行分类,发现主体数据利用土类指数法可通过Q_(tn)~F_(r)图中lgQ_(m)=2.2-1.8×lgF_(r)分界线的位置关系,可基本判定土体是否属于花岗岩风化土;通过线性分类法的Bq~qT土分类图能较好地判定花岗岩风化土的土性特点,但会把一部分含粗颗粒较多的粉质黏土或黏土判定为砂土;水运工程分类法中的Q_(tn)~F_(r)图在花岗岩风化土风化状态划分中有较好的参考作用,残积土、全风化和强风化之间的界线大约为Q_(tn)=59和109。研究表明CPTU可以用于区分花岗岩风化土和一般沉积土,也可以用于花岗岩风化土风化程度的划分。

复杂环境下基于CPTU的深基坑土压力模型与工程应用

土压力计算是深基坑围护结构设计的重要组成部分,但现有土压力模型难以合理地考虑开挖扰动诱发土体工程性质演化影响。孔压静力触探(piezocone penetration test,CPTU)能够有效避免取样扰动,并快速提供连续的原位土测试参数(锥尖阻力、侧壁摩阻力、孔隙水压力)。基于CPTU原位测试和位移相关土压力模型,结合库仑土压力框架,综合考虑开挖诱发土体工程性质演化、邻近地下结构(受限空间)、土拱效应、地基土强度参数和土-结构界面摩擦角等影响因素,构建了复杂环境下深基坑土压力统一计算模型(主动状态至被动状态)。分别通过与室内1g模型试验和离心机试验结果对比,验证了所构建模型的准确性与合理性。进一步将所构建模型应用至太湖冲湖积相软土地区某邻近地铁车站的深基坑工程。现场分别在基坑开挖前后对围护结构的两侧(基坑内外)开展了CPTU原位测试,并监测得到了围护结构侧向变形与土压力变化。原位测试解译结果表明,基坑开挖显著地改变了周边土体状态参数,但对于有效内摩擦角的影响甚微。与现场所测土压力对比指出,基于CPTU的土压力模型能够较好地反映复杂环境下基坑土压力变化,成功实现了工程应用。

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。

基于孔压静力触探试验的水运工程土分类方法研究

土的工程分类是工程勘察和设计应用的关键问题之一。基于孔压静力触探测试(piezocone penetration test,简称CPTU)原位测试参数进行土分类是高效实用的方法。国内外现有分类方法的名称及标准与我国《水运工程岩土勘察规范》(JTS 133-2013)不符合。因此,建立基于CPTU原位测试参数、符合我国行业标准的土工程分类方法具有重要工程意义。在收集大量国内外水运工程CPTU测试资料的基础上,对比分析了616个间距小于5 m的CPTU测试孔和相应钻孔取样与室内土工试验成果。选择国内外7种常用的CPTU土分类图进行应用比较,发现这些土分类图所采用的应力修正计算方法在考虑浅层土体的有效上覆应力修正时存在一定的缺陷,通过引入新的应力修正方法和修正土分类边界线,建立了适合我国水运工程的CPTU土分类方法。对比应用分析表明,该分类图能够准确地进行水运工程土类划分,尤其适合于软土、粉细砂和中粗砂的划分,可作为我国水运工程的土工程分类方法。

澳门近海软土孔压静力触探CPTu推算不排水强度S_u方法

通过澳门近海区域软土层孔压静力触探试验(CPTu)结果推求软土的不排水强度S_u,与同场地的十字板剪切试验(VST)不排水强度Cu实测值对比,分析计算结果的准确性,并确定参数锥体经验系数(Nkt和NΔu)的取值范围。对比结果表明:利用修正锥尖阻力qt按照基于承载力理论计算不排水强度S_u,锥体经验系数Nkt=15.5,不排水强度S_u计算值和十字板剪切强度实测值Cu对比,0~4 m深度内误差较大,而4 m以下误差较小;而利用孔隙水压力u2计算不排水强度S_u,经验系数NΔu=10.6,不排水强度S_u计算值和十字板剪切强度实测值Cu在0~4 m深度内误差优于利用修正锥尖阻力qt的计算结果,4 m以下误差稍大。因此,建议在澳门地区近海软土层中,浅部0~4 m利用CPTu孔隙水压力u2快速计算不排水强度S_u,4 m以下可利用修正锥尖阻力qt推求不排水强度S_u。

基于地质统计学方法的孔压静力触探锥尖阻力固有空间变异性研究

地质统计学是用于模拟土体固有空间变异性的方法之一,以变差函数为工具,采用Kriging插值提供未采样点处土工参数值的最优线性无偏估计。将地质统计学方法应用于宿-新(宿迁至新沂)高速公路某试验段内孔压静力触探(piezocone penetration test,CPTU)锥尖阻力qt空间变异性研究中,采用回归分析移除数据中的趋势项,从而获得具有弱平稳性的残差数据。指数型理论变差函数能够准确描述试验段内土体的连续空间变异性特征。根据估计结果,试验段内锥尖阻力qt残差的变程具有显著各向异性,在水平方向和竖直方向分别为4.05 m和1.2 m。采用普通Kriging插值结合趋势分析,绘制了qt在试验段的空间分布图和平面投影图,用于指导工程实践。结果表明,普通Kriging插值的估计结果能够与试验段内实测资料形成较好的对比,仅仅在部分极值变化和远离采样点的位置处估计值可靠性会降低。

深层孔压静力触探技术的应用与研究

孟加拉国PADMA公铁两用大桥地质条件为深厚沉积粉细砂层,设计桩长超过100m,深部砂土层极密实,常规静力触探因不易穿透密实层、探杆侧向约束不足、测试深度有限等,远远不能满足设计、施工要求。本文采用自主研发的多重套管技术,采集分析多个超过120m静力触探孔数据,并结合地质钻孔及标准贯入试验成果进行分析,结果表明:多重套管可增加探杆侧向约束、提高探杆抗弯和定位导向能力,进而提高贯入深度;测试数据与常规静力触探数据(未采用多重套管)、地质钻孔剖面、标准贯入试验吻合,验证了多重套管技术对测试数据影响较小,对孔压静力触探技术的拓展和相关设备的研发具有一定的参考意义;多重套管技术可以应用于水域、陆域,极大地扩展了静力触探的勘察范围。

基于孔压静力触探数据确定水泥土深层搅拌桩法桩基持力层

为了准确确定DCM桩基持力层的界面及厚度,在CPTu基础数据与地基土强度的经验换算公式基础上,分析持力层的判定方法。通过分析试验曲线的特征,运用累积锥尖阻力的方法,提出了选用锥尖阻力界值进行判定的初步评估方法。该法在大面积深厚软土场地DCM桩基工程中得到了较好的验证。

浅析孔压静力触探CPTU技术在工程勘测中的应用

孔压静力触探试验，是一种新型原位测试技术，由于其具有方便、快捷、准确等特点，而成为目前使用最为普遍和广泛的岩土工程测试手段之一。该技术在国内外工程勘测中得到广泛应用，本文主要介绍孔压静力触探CPTU技术在连盐高速灌云三标、南通农药厂、南京机场扩建工程中的应用情况。

基于原位多功能孔压静力触探的含浅层气地层识别与应用

孔压静力触探(piezocone penetration test,CPTU)广泛应用于工程地质勘探中,但对浅层气地层的识别与探测精度方面还存在不足。基于CPTU贯入原理,分析了贯入过程中锥肩处土体的剪切变形特征,借助不同初始饱和度含气密砂的固结不排水三轴剪切试验,探讨了CPTU探头贯入饱和与含气砂层时锥肩处土体的超孔压响应规律及其差异性。结果表明:气体的存在显著影响砂土的剪切变形特性,且随着含气量增多,砂土剪切体变量增大,体变由剪胀过渡为剪缩;但土体孔压响应的敏感性却在降低,超孔压呈现出非负的典型特征,将其作为含气层识别的重要标志。针对分布于我国江浙沿海平原浅层气的储层物性特征,提出了基于原位多功能孔压静力触探触探的含浅层气地层精细识别方法。采用粉、细砂类土性辨识和超孔压非负特征构成“双控”指标进行初判,再结合多功能辅助参数做进一步检验校正。应用于工程实际,初步验证了该方法的有效性,提高了多层位含气层辨识的精度,可为浅层气地质区的岩土工程勘察与灾害防治提供借鉴。

基于孔压静力触探的修正土类指数土体分类方法与实例应用

孔压静力触探(piezocone penetration test,简称CPTU)常被应用于土层划分、土体分类,其各种土体分类方法有一定的适用性和局限性。引用两组实际工程案例,对5种常用的基于CPTU的土体分类图进行了分析比较。分析表明,已有分类图虽然能够区分黏性土和无黏性土,但对于粉质黏土、粉土和粉砂之间的判别均存在较大误差,且多数分类图采用过渡带分类,导致分类结果的准确性偏低。基于Robertson土类指数分类图,根据实际CPTU测试数据分类结果,对土类指数I_(c)进行了修正,将其同心圆模型修正为平行线模型,由此提出一种基于CPTU的修正土类指数土体分类方法。根据对实测数据的应用表明,提出的修正土类指数土体分类方法可以更好地满足土体分类,且能够满足粉质黏土、粉土和粉砂之间的判别。

孔压静力触探技术在海洋工程勘察中的应用及施工建议

在沿海经济大开发背景下,区域大通道建设不断涌现。采用孔压静力触探(CPTU)方法获得锥尖阻力、侧壁摩阻力、孔隙水压力、摩阻比等参数,据此进行土层划分、工程分类,确定地基土的物理力学参数,估算单桩竖向承载力标准值,对影响试验数据精度的因素进行分析,并对海上孔压静力触探试验施工提出建议,为海洋静力触探技术的发展提供依据。

海洋岩土勘察孔压静力触探岩土参数解析探讨

近些年来,国内海上风电快速兴起。与其它海洋勘察手段和方法相比,孔压静力触探试验更经济、更高效、数据更可靠,得以广泛的应用,是海上风电项目中不可缺少的勘察手段。本文以近些年广东地区海上风电项目的勘察成果为基础,对使用孔压静力触探(CPTU)经验公式解译海上项目各类岩土参数的适用性进行了分析和探讨,可为同类海上项目勘察工作提供经验和借鉴。

基于CPTU测试确定PHC桩单桩承载力分析

文章介绍了孔压静力触探(CPTU)测试原理及利用测试结果计算单桩承载力的方法。根据某工程现场CPTU测试和CPT测试分别计算单桩承载力,以单桩静载荷试验结果为参考,对比CPTU与CPT两种方法计算单桩承载力结果。结果表明,孔压静力触探(CPTU)方法计算的单桩承载力精度高,且经济、简单易于操作,克服了取土试验中土样扰动,值得在工程实践中推广。

国外静力触探技术发展现状及未来趋势

介绍了国外静力触探技术的最新发展状况。包括标准静力触探实验探头的结构及分类、孔压静力触探测试、旁压静力触探测试、γ射线测试、电导率静力触探测试、快速光筛检静力触探技术、视频成像静力触探技术以及润滑剂注入技术。

软基处理PST桩复合地基加固机理及CPTU验证

对于厂房、仓库、露天堆场等沿海软土地基加固处理工程,采用传统的软基处理方法如真空预压或堆载预压,其施工工期长、工后沉降大;采用水泥搅拌桩由于施工质量不易控制,桩体强度低、处理效果不佳;采用刚性桩复合地基存在地面堆载沉降不均匀等难题。“PST”复合地基处理方法采用预制桩与桩帽及厚褥垫层组合,将预制桩的高承载力转化为褥垫层均布承载力;地面均布荷载引起的变形应力传递到桩身而非其下的软土。以某大型地基处理工程为例,通过CPTU孔压静力触探技术评价PST桩地基处理加固效果与挤土效应,通过对打桩过程中,不同时期的超静孔隙水压力进行观测,掌握超静孔隙水压力消散和变化规律。通过打桩过程中的超孔压的变化情况,分析打桩顺序和速率对孔压的影响程度,了解PST桩施工对软土的扰动规律,以指导施工,降低PST桩施工对地基土的影响。

基于CPTU测试太湖软土地层单桩水平承载实用分析及案例研究

太湖软土地层广泛分布有较厚的淤泥质粉质黏土层,该淤泥质软弱夹层含水率高、压缩性大,呈流塑态,工程性质极差。以毗邻太湖苏州文博中心桩基建设项目为依托,基于现场试桩试验和CPTU测试p–y曲线法,研究了太湖软土地层超长灌注桩的水平承载特性,明确了淤泥质软弱夹层厚度对单桩水平承载性状的影响规律。案例分析表明：基于CPTU测试单桩水平承载数值计算结果与试桩试验结果吻合较好,桩基承载性状匹配一致;受淤泥质软弱夹层的影响,太湖软土地层水平受荷桩荷载传递深度较深,桩顶水平荷载的影响深度超过20 m;淤泥质软弱夹层的厚度既改变了桩身截面最大弯矩值又影响了截面最大弯矩及弯矩零点的发生位置;在软弱夹层普遍分布厚度0.5-6.0 m范围内,随夹层厚度的增加,软弱夹层变化带来的桩顶水平变位及桩身弯矩递增效应逐渐降低。以上研究成果可为软土地层桩基水平承载设计实践提供技术支撑。

温度对CPTU在海底泥中测试结果的影响及修正方法

温度改变会影响孔压静力触探(CPTU)的测量结果.利用CPTU调查了海底泥的特性,由于海底泥的锥尖阻力(qc)和侧壁摩阻力(fs)较小而且调查时海底泥和海水中的温差较大,fs大多数是负值且随深度逐渐减小.据此提出了在没有安装温度传感器的情况下考虑温度对CPTU在海底泥中测试结果影响的修正方法:首先通过室内温度校正试验获得qc和fs的温度校正系数;然后假设浅层海底泥的fs随深度线性增加,根据相关测量结果或经验估计“实际”的fs剖面;再根据测量和“实际”的fs剖面的区别估计地基中的温度剖面;最后根据温度剖面和温度校正系数对CPTU的测量结果进行温度修正.对本文CPTU测试数据的温度修正结果表明,如果不考虑温度的影响,CPTU在海底泥中的fs会被低估,其值会随深度减小甚至变为负值;在约3.5m深度处,海底泥的qt(考虑孔压修正的锥尖阻力)可能会被高估50%以上;海底泥的不排水抗剪强度(su)将会被高估,温度修正后CPTU所得su更接近于室内试验所得的su.在本文所建议的修正方法中,唯一不确定的参数是正常固结海底沉积物的fs随深度的增加率(α).本文通过反分析得出的α=0.2kPa/m,黏土矿物类型和沉积环境等因素可能会影响α的大小.实际中应该根据相关的测量数据确定α的大小,如果没有相关的测量数据,可以采用本文建议的α值.

填海过程中基于CPTU测试的软土强度评价方法

近些年来孔压静力触探(CPTU)技术在工程实践中得到广泛的应用。在大面积填海时,地基土在回填荷载下,处于新的“欠固结”动态平衡状态,在引入既有理论研究该工况下土的强度评价指标时,需要考虑附加应力、附加超静孔隙水压力以及固结度的影响。文章分析了填海过程中附加应力、附加超静孔隙水压力等变量因素对CPTU指标参数的影响,在该工况下,采用有效锥尖阻力法与超静孔压法叠加处理,可以有效消除超静孔隙水压力影响获得更为合理的结果。

基于CPTu和SPT原位测试的地震液化敏感性分析对比

地震液化敏感性通常用抗液化安全系数(FS_(liq))表示,其计算强烈依赖于原位测试技术。针对国内外砂土液化判别方法的差异性,依托国外集装箱码头项目,采用国内外两种原位测试技术SPT、CPTu,对两个场地地震液化敏感性进行对比分析。结果表明:1)两种方法获取了一致的分析结果,但总体上CPTu分析结果更偏于保守;2)CPTu能够揭示更详细的土体特征,但FS_(liq)计算结果可变性更大。3)验证了我国SPT方法的适用性与准确性。