孔压静探试验在珠江三角洲软土地区中的应用研究

:孔压静探试验 (简称 CPTU)在国内是一项尚待推广的土体原位测试新技术 ,着重介绍了在珠江三角洲高速公路工程建设中的孔压静探试验研究成果 ;提出了新的土分类图及不排水抗剪强度的估算公式 ;试验结果表明 ,孔压静探试验估算的固结系数 Ch较室内试验估算的固结系数大 1～ 2个数量级 。

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。

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。

基于波速孔压静力触探试验研究软土中单桩桩侧承载力时效性

根据波速孔压静力触探探头和静压桩在软黏土中贯入的特点,建立以波速孔压静力触探试验参数计算软土中静压桩的单桩桩侧承载力时效性的理论解,利用该解可以预测饱和软土中沉桩结束后桩侧承载力随时间的变化。与传统桩的承载力时效性简化分析方法不同,该理论解不仅考虑多土层地基中不同土的刚度指数的差异对固结过程的影响,还考虑因各土层固结系数不同而导致消散速率不同的影响。现场不同间歇期的单桩载荷试验测试结果验证该理论解的合理性。

基于波速孔压静力触探试验计算软土中静压桩的单桩极限承载力

根据静力触探探头和静压桩贯入软土时的特点,采用柱孔扩张理论来模拟圆锥锥身和桩身贯入过程中应力场的变化,采用球孔扩张理论分析锥尖和桩端的挤土受力情况,推导出该条件下柱孔扩张和球孔扩张的极限扩孔压力理论解,在此基础上,对静力触探探头和静压桩进行受力对比分析,推导出利用波速孔压静力触探试验成果估算静压桩极限承载力的理论表达式。理论计算值与现场试验桩的静载荷试验结果较为吻合,说明该理论解具有一定的实用价值。

基于孔压静力触探试验的土类指数共振法加固液化地基效果评价

采用自行研制的十字形振动杆结合共振理论,对液化地基进行了加固处理。基于孔压静力触探(CPTU)试验对共振前后的地基进行测试和分析,指出传统振动密实法适用性评价标准低估了共振法的可加固土类范围。土类指数Ic可用于反映加固处理前后土层状态的改变,进而提出基于土类指数Ic的共振法适用性评价标准。根据标准贯入试验SPT钻孔取样的室内试验结果,建立土类指数Ic与黏粒含量之间的关系式,提出适合于共振法加固的土层中黏粒含量的界限值。分析不同共振方案的抗液化地基处理效果,进一步验证所提出基于土类指数评价标准的可靠性。结果表明,土类指数Ic<2.40或黏粒含量不高于15%时土层可适合于共振法加固处理。加固方案不同,抗液化处理效果存在差异,3桩中心处理效果最好,其次为2点中心和常规点位。共振法扩展了传统振动密实法的应用局限性,可在液化地基处理领域中推广应用。

基于孔压静力触探试验估算桩周土孔隙水压力

根据桩、锥在软黏土中贯入的特点,用小孔扩张理论模拟其贯入过程,推导出桩、锥贯入时产生的超静孔隙水压力解析式.基于该解析解,研究了贯入过程中桩和孔压静力触探探头在对应位置产生的孔隙水压力之间的理论关系.孔压静力触探试验成果、理论计算值与现场桩周孔隙水压力监测数据对比分析结果表明,利用孔压静力触探试验预估沉桩瞬时产生的孔压在理论上和工程实践中都是可行的.

波速孔压静力触探试验在桩基工程中的应用研究

根据波速孔压静力触探探头和静压桩在软粘土中贯入的特点,基于小孔扩张理论、一维固结理论和有效应力原理,建立了以波速孔压静力触探试验参数计算软土中单桩的桩侧承载力极限值、桩侧承载力时效性以及沉桩瞬间桩周土中的超静孔隙水压力的理论解。以昆山某试验场地的现场试验值与相应的理论计算值进行对比,结果显示两者非常吻合,说明波速孔压静力触探试验在桩基工程中具有广泛的应用价值。

孔压静力触探试验在杭州市绕城高速公路中的应用

介绍了利用孔压静力触探试验(CPTU)进行土的分类、固结系数测定、土层不排水强度及渗透系数等的确定方法。与原状取土试验结果和十字板试验的结果是相当一致的。证明了该试验结果的可行性和准确性。

孔压静力触探试验(PCPT)在非均质土勘察中的应用

为了获得非均质土的力学指标,进行了非均质土中孔压静力触探试验(PCPT)研究。通过引入钻机引孔配合施工工艺与采用多重护管的施工手段,解决了在非均质土层中孔压静力触探试验无法满足设计深度的问题,从而实测得非均质土的锥尖阻力(q_(c))、侧壁阻力(f_(s))、探头倾角(l)及动孔隙水压力(u_(2))。通过对上述指标分层统计分析与计算,获得非均质土的不排水剪切强度与内摩擦角指标,为建设工程提供地基基础设计重要的岩土参数。

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。

海底管线区浅表层土孔压静力触探参数特征及应用

利用东海陆架海底输油管道路由调查获得的孔压静力触探数据和钻探资料等,采用统计分析的方法,对管道路由区5 m以浅土体的孔压静力触探曲线特征、土的分类方法鉴别作了探讨,结果表明:研究区5 m以浅黏性土的锥尖阻力(qc),侧摩阻力(fs)值较小,且随深度呈线性增加,粉质土的qc,fs值增大,但随深度线性增加规律不明显,砂类土的qc值急剧增大,但fs值变化不大;Robertson法和Eslami-Fellenius法两种土类划分方法均适用于研究区浅表层软土的土类划分,但Robertson法在判别粉质土时受到一定限制,Eslami-Fellenius法判别较为准确,应用简单。本研究可为我国在海底管线工程路由勘察中直接利用孔压静力触探(CPTU)参数划分土层和判别土类作铺垫。

孔压静力触探试验评价新老路基土固结特性差异的应用研究

武荆高速公路天门连接线改扩建工程中,需要对新老路基土工后差异沉降进行准确评价,为此,需要准确评价新老路基土固结特性差异性。采用孔压静力触探试验手段,对相同深度下新老路基土的固结特性进行了对比研究。

海床式静力触探设备在海上工程勘察中的应用

以港珠澳大桥岛隧工程地质勘察工作中成功应用海床式静力触探设备进行孔压静力触探试验为实例,分析总结海床式静力触探设备在海上工程勘察中的优点,并为其在水运行业中的推广应用提供参考。

考虑粉土温度效应与排水状态的CPTu计算模型

温度变化对土体性质和行为的潜在影响已成为许多岩土工程设计和应用的重要组成部分。针对粉土中孔压静力触探试验(piezocone penetration test,简称CPTu)的温度效应及部分排水状态,提出了基于小孔扩张理论的计算模型和分析方法。采用一种能够表征粉土强度温度效应的本构模型,给出了完全不排水和排水条件下的解析解;以Bourke粉土为例,分析了温度对扩张压力的影响,揭示了扩张压力随温度升高而减小的规律。采用一种线性映射方法给出了部分排水条件下的小孔扩张半解析解,并基于物理模型试验的结果得出了排水状态与温度的相关关系,建立了考虑粉土温度效应与排水状态的CPTu计算模型。研究了不同贯入速率下温度对CPTu测试结果的影响,结果表明,温度升高导致锥尖阻力与锥肩孔压减小,且变化幅度随超固结比的增加而增大,通过试验结果与计算模型预测结果的对比验证了模型的可靠性。

利用标准贯入试验确定粘性土的不排水抗剪强度

粘性土的不排水抗剪强度是粘性土的重要力学指标,但目前确定该指标的方法存在着取样扰动或测试深度有限的缺点。通过对马来西亚槟州第二跨海大桥的试验结果研究,综合考虑了SPT的修正方式,不排水抗剪强度的确定方法,粘性土的塑性指数等因素的影响,建立了该地区土层的Cu和SPT之间的经验关系,可为该地区或其它地区的类似工程提供参考。

软土孔压静力触探试验(CPTU)参数与十字板剪切试验参数相关性研究

原位试验作为工程勘察中的常用手段,为了解各原位试验参数间的关系,本文在分析深圳至中山跨江通道项目岩土工程地质条件的基础上,着重对软土孔压静力触探试验(CPTU)参数与十字板剪切试验参数进行数理统计分析,建立各指标间一元线性回归相关方程,并作相关性检验,最后基于回归方程预测十字板剪切试验参数,并与实测值进行对比分析。结果表明:针对原状土(淤泥)及重塑土(淤泥),通过锥尖阻力qc、侧壁摩阻力fs、孔隙水压力U2预测的不排水抗剪强度Cu与Cu′与实际值均小于11%。该研究成果对类似地区软土工程实践具有参考意义。

水域CPTU与DMT在土体强度特性评价中的应用

基于多元原位测试数据融合的研究方法在岩土工程勘察中已成为趋势,在提高预测参数精度和评价土体强度特性中具有明显优势。为解决水域工程勘察中取样困难、岩土参数空间变异性大、土体力学特性存在区域性和结构性的难题,以江苏省海太过江通道工程为研究对象,基于水域孔压静力触探试验CPTU、水域扁铲侧胀试验DMT和室内土工试验,研究了场区软黏土的不排水剪切强度、砂性土的内摩擦角以及不同土性指标土层的侧限模量。结果表明:CPTU和DMT均可提供丰富的土体物理力学参数,对土体的强度特征参数响应灵敏,联合2种试验的参数表征土体强度特性具有可行性;基于CPTU锥尖阻力、净锥尖阻力得到砂性土有效内摩擦角偏大,而基于DMT侧胀水平应力指数KD得到的有效内摩擦角略小;DMT侧限模量与CPTU锥尖阻力之间具有良好的相关关系,通过拟合关系式可将刚度与强度联系起来,该关系式还考虑了土性指标的影响,可作为一种新方法来预测土体侧限模量。

海上风电工程黏性土不排水抗剪强度的综合确定

黏性土的不排水抗剪强度C_(u)是海上风电桩基础设计时的重要土体参数之一,其准确性与海上风电工程的经济性与安全性密切相关,受土样扰动影响,仅依靠土工试验确定的土体参数往往存在偏差。通过理论总结和工程实例应用,研究和探讨综合采用土工试验和原位测试确定不排水抗剪强度C_(u)的原理和方法,为得到合理的C_(u)值提出建议。

CPTU数据校准黏土和砂土统一模型本构参数的随机力学-贝叶斯方法

黏土-砂土统一本构模型CASM(Clay And Sand Model)与剑桥模型相比引入了状态参数,可描述黏土和砂土的复杂力学状态,但其本构参数(一类精细的岩土参数)因存在天然的变异性和认知的不确定性,难以精细确定。以CASM模型为基础推导球孔扩张和孔压静力触探试验CPTU(Piezocone Penetration Test)贯入机理,结合原位测试数据,采用随机力学-贝叶斯方法校准关键本构模型参数,如间隙比、应力状态系数、临界状态应力比和超固结比。首先推导基于CASM模型的球孔扩张理论,解释极限扩孔应力与CPTU数据的贯入力学机理。然后提出基于MCMC(Markov Chain Monte-Carlo)法的贝叶斯抽样算法。最后采用以上随机力学-贝叶斯方法校准上海苏州河段深层排水调蓄管道系统工程云岭西地区第(8)层土和第(8)层土的本构模型参数,并通过数值模拟评估本构模型参数后验分布的准确性。研究结果表明:本构参数经过贝叶斯理论校准后,其变异性减小,且具有一定的统计相关性。利用校准后的本构参数进行基坑开挖模型数值计算,得到的结果更加符合工程监测值,证明了利用原位测试数据校准本构参数的随机力学-贝叶斯方法的有效性。以上研究揭示了CASM本构模型与CPTU数据之间的力学机理和数学统计规律,并为其他本构模型的开发和参数校准提供了新的研究思路。