基于激光测距的标贯自动记录系统研究

随着现代工程技术的发展,地质勘探和钻探作业在土木工程、矿业开采等领域中扮演着至关重要的角色。然而,传统的地质钻探作业存在着效率低下、安全隐患较多、数据采集不准确等问题,亟待解决。为了提高地质钻探作业的效率和安全性,笔者旨在探讨基于激光测距技术的标贯自动记录系统的设计与应用,以期为地质勘探行业的现代化和智能化发展提供有益的借鉴。

标贯试验N值与土体物理力学参数的相关性分析

以武汉某地铁工程为例,通过标贯试验和室内土工试验,对地基土标贯试验指标N值与土体部分物理力学参数的相关关系进行了研究,并给出了线性拟合关系式及其相关系数。结果表明:一般性黏土和老黏土的压缩模量、内聚力及内摩擦角,砂土的变形模量、承载力、内摩擦角、剪切波速及动弹模量都与标贯击数N值成正比关系;对于不同的地层类型,其拟合精度也有所区别,而对于该工程地基土,砂土的预测精度普遍高于黏土的预测精度。

美标标准贯入试验及标贯值修正与应用

欧、美国家规范及工具书中,通常采用修正标贯N60换算黏性土指标,采用(N1)60换算砂土指标及进行液化判别。结合委内瑞拉某港口工程按照美标进行标贯试验的实例,对欧、美国家标准贯入试验方法及标贯值修正方法进行介绍,并对标贯修正中的一些影响因素进行分析。N60主要受锤的能量修正系数CE影响较大,在黏性土埋深超过10 m时,N60一般大于原始标贯值Nm。(N1)60在N60的基础上需进行深度修正,上部砂层时,(N1)60大于原始标贯值Nm;下部砂层时,(N1)60一般小于原始标贯值Nm。通过多种方法对比,对于标贯击数在15～50击,粗颗粒含量较少的超固结黏性土,采用N60值换算其不排水剪切强度Cu较可靠。

南京地铁地基土标贯与物理及力学参数关系试验研究

通过标贯试验和室内土工试验,对南京地铁地基土标贯与部分物理及力学参数的相关关系进行研究,给出线性拟合关系式及其相关系数。结果表明:砂土、黏土的压缩模量、承载力、单位体积重力、黏聚力都与标贯击数成正比关系,线性相关系数绝大部分达0.95以上;黏土的内摩擦角、导热系数、导温系数与标贯击数成正比关系,线性相关系数在0.97以上;砂土、黏土的压缩系数、孔隙比、液性指数与标贯击数成反比关系,线性相关系数绝大部分达0.94以上;砂土的内摩擦角、水平渗透系数与标贯击数成反比,线性相关系数分别为0.88、0.99;黏土的比热容、垂直渗透系数与标贯击数成反比,线性相关系数分别为0.86、0.98;南京地铁地基土的以上这些物理及力学参数可用本文建立的以标贯击数为自变量的线性关系式来进行预测。

以标贯试验为依据的砂土液化确定性及概率判别法

核电厂址非基岩场地的地基液化问题是核电厂选址的关键问题,亟需建立核电厂址地基液化判别方法。回顾了以标贯试验和地表峰值加速度为依据的砂土液化判别方法的演化历史,依据Idriss-Boulanger确定液化临界曲线的基本方法,提出了确定液化临界曲线的基本原则,分别依据美国液化数据库、中国抗震规范液化判别式所用的液化数据及综合两者的液化数据资料,给出了相应的液化临界曲线,验证了液化临界曲线的位置对不同的细粒含量、有效上覆压力、现场试验方法的液化数据的合理性,分析了测量或估计土层循环应力比和修正标贯击数各种因素的不确定性对液化临界曲线的敏感性,结果表明:所提的液化临界曲线不易受各种因素的影响。利用Monte Carlo模拟、加权最大似然法和加权经验概率法,给出了液化临界曲线的名义抗液化安全系数与液化概率的经验关系式及概率等值线,并对核电厂Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类抗震物项地基,给出了相应的液化临界曲线。

英标和国标标贯设备试验结果相关性分析

为了在国内岩土设计中很好利用英国标准(BS)标贯设备的试验结果,对英国标准和中国标准(GB)标贯设备及试验结果进行分析,研究相关性。BS和GB标贯设备主要的区别是前者的锤垫质量大于后者,造成试验时两者锤击能量有差别,因此,获得的标贯击数不同。通过采用标贯能量分析仪,测量配置不同直径钻杆的BS和GB设备试验时的实际锤击能量,计算两者不同的实际锤击能量与理论锤击能量的能量比,利用能量比的差别分析BS与GB标贯击数的相关性,建立相关公式。分析显示,试验时BS标贯设备比GB标贯设备的锤击传递能量要小,标贯击数要大;钻杆直径为50 mm比直径为42 mm传递的锤击能量略高,标贯击数略低。通过研究,最终建立了BS与GB标贯设备试验结果的相关关系,英标标贯设备获得的数据从而能更好运用于中国标准中,并提供符合中国利用标贯评价的岩土设计参数。

土壤剪切波速与标贯击数关系的统计分析

统计分析了细砂、中砂、粗砂、砾砂、粉质粘土和粘土的土壤剪切波速与标贯击数的关系,给出了相应的经验公式及适用埋深;采用方法 1和方法 2两种方法对细砂,中砂,粗砂,粉质粘土对土壤剪切波速与埋深及标贯击数进行了多元统计分析。结果表明:有必要将土类进行细分,再给出剪切波速与其标贯击数的回归关系;砾砂宜采用现场测试其剪切波速与标贯击数;两种方式都得到了较令人满意的结果,采用方法 1比方法 2略优。

利用标贯击数估算静压桩的沉桩阻力

选用最易获得的标准贯入试验锤击数估算静力压入桩的沉桩阻力,提出了经验公式。对桩端阻力、桩侧阻力在土层中的变化等计算的细节问题进行了讨论,并编制了计算结果可视化的程序。2个工程实例的计算结果表明,用标贯锤击数估算静压桩沉桩阻力的方法是可行的,计算出的压桩力满足工程精度要求,可以方便的用于判断沉桩可能性、估算承载力、选择沉桩设备等。

标贯N值的归一化及与相对密度的关系

本文在介绍标贯Ｎ值归一化研究结果的基础上，对国内外研究结果进行分析后，提出了用归一化标贯Ｎ值估算正常固结砂性土相对密度的方法，可供实际应用及继续研究时参考。

云南省昆明市南市区泥炭质土标贯击数与物理参数之间相关关系分析

通过大量的土工试验数据,对云南省昆明市南市区泥炭质土标贯修正击数N与物理参数间的相关关系统计分析,并给出相应的数学回归方程式和相关系数。结果表明:标贯修正击数N与液限和孔隙比两因素间存在较好的统计多元线性相关关系。

用标贯试验锤击数据确定粘性土地基承载力方法探讨

通过对实际工程不同勘探方法对比研究。

基于CPTU土类指数的标贯值液化判别

为提高可液化地基液化判别的准确性,依托宿新高速公路共振法加固可液化地基项目,对共振法处理后的液化地基进行CPTU试验和SPT试验.对CPTU试验得到的土类指数I_c和SPT试验得到的标贯值N_(63.5)进行处理分析.结果表明,饱和砂土和粉土的标贯值N_(63.5)是土类指数I_c的一次函数(N_(63.5)=-18.8I_c+52.0),即土类指数越大,土性越接近黏性,标贯值越小.基于N_(63.5)与I_c的拟合关系式提出一种新型液化判别方法,即根据标贯值参照《建筑抗震设计规范》进行饱和砂土和粉土地基的液化判别,其中标贯值根据I_c计算获得,I_c则通过CPTU试验获取.与规范中SPT判别法相比,该方法可以提供连续的标贯值参数,与基于CPT的周期阻力比法相比,该方法计算简单.

银川市区粉细砂土的压缩模量与标贯击数关系研究

为合理确定银川市区粉细砂土的压缩指标,依托银川市区3处工程场地进行原位取样和标贯试验,根据不同深度处压缩试验与标贯试验数据的对比分析,建立了地层深度Z、压缩模量E_s、标贯击数N三者之间的对应关系。研究结果表明,银川市区粉细砂土的压缩模量E_s与标贯击数N具有良好的线性相关性,相关系数均达0.7以上。建立压缩模量E_s与标贯击数N的线性回归方程,根据银川市区粉细砂土的标贯击数即可确定其压缩模量。该相关性的建立,可为该地区地质和岩土工程设计人员准确、便捷获取银川市区粉细砂土的压缩指标提供可靠的途径。

国内外基于标贯的砂土液化判别方法研究

研究目的:砂土液化严重危及构筑物的正常使用与安全,判别地震情况下场地饱和砂土的液化与否是场地稳定性评价中必不可少的一项内容。目前,我国铁路工程多依据规范法进行液化判别,而国外主流判别方法则为Seed简化法。本文通过介绍《铁路震规》法、《建筑震规》法、Seed简化法在尼泊尔某铁路项目场地液化判别中的实际应用,对比3种方法在砂土液化判别中的差异,来更加准确地评估砂土液化程度。研究结论:(1) Seed简化法适用于各类建筑工程场地砂土液化性评价,而《铁路震规》法适用于我国铁路工程建设场地砂土液化性评价,《建筑震规》法适用于我国各类建筑工程砂土液化性评价;(2)在判别液化性时,《铁路震规》法、《建筑震规》法在液化详判中直接将标贯击数实测值与临界值比较,而Seed简化法则考虑现场标贯试验诸多影响因素,对各影响因素选取适当的修正因子,得到修正后的标贯击数再应用到程序中进行判别;(3)《铁路震规》法液化结果判定较为粗放,仅定量计算出抗液化指数;《建筑震规》法不仅计算出液化指数,且评价液化等级,可提供更经济更合理的抗液化措施依据;Seed简化法在三者中对液化性判别最为保守,但没有对液化土进一步划分液化等级;(4)《铁路震规》法判别式为乘积形式,离散性较大,而《建筑震规》法及Seed简化法判别式为对数和差,为拟合曲线型表现形式,较《铁路震规》法更为合理;(5)本研究成果可为国内外工程进行基于标贯的砂土液化判定提供参考。

土的横波波速与标贯击数关系的实验研究

通过实测的淤泥、粘性土、砂类土、砂子和砾卵石的横波波速(V_s)及其相应的标准贯入击数(N_(63.5))的数值,建立了V_s～N_(63.5)之间的相关关系,这对工程建设具有重要的实用价值。

用标贯击数估算单桩极限承载力

利用多个工程地基土的标贯试验测试成果 ,估算单桩竖向极限承载力并与静载试验结果进行比较 ,提出了适合福州地区打入式(静压式)

钻探方法对粉细砂标贯试验值的影响

各种钻探方法对粉细砂层原始状态的影响不一,获得的标贯N值有一定差异。冲击钻对粉细砂层原始状态的影响较大,获得的标贯N值与实际相差较大,而回转钻对粉细砂层原始状态的影响较小,获得的标贯N值与实际比较接近。

根据标贯值确定国外工程桩的承载力

结合工程实例,介绍了根据标准贯入试验得到的标贯值来确定单桩承载力的方法,对于需要由标贯值来确定桩承载力的国外工程具有一定的参考价值。

厦门残积土力学性质与标贯N值相关性分析

文章以厦门地铁1号线残积砂质黏性土为研究对象,通过标贯试验和室内土工试验,对残积砂质黏性土标贯试验指标N值与部分物理力学参数之间的相关性进行了研究,并给出了线性拟合关系式及其相关系数。研究结果表明:(1)厦门地铁1号线残积砂质黏性土内聚力c、内摩擦角φ、压缩模量Es(1-2 kPa)、地基承载力f_k、无侧限抗压强度q_u与标贯N值成正比关系;(2)厦门地铁1号线残积砂质黏性土液性指数I_L、压缩系数α_(1-2 k Pa)与标贯N值成反比关系。

根据细粒含量和标贯击数确定砂土液化强度曲线的方法

液化强度曲线是确定和验证本构模型材料参数的重要依据,也是决定有效应力动态有限元分析的可靠性的关键。但确定砂土的液化强度曲线需进行动三轴试验,耗费较大。因此利用一些常规数据来推算出液化强度曲线就很有必要了。已有方法通过整理地层信息数据库中的192个动三轴数据得到了细粒含量和液化强度的分布关系,但其分布范围太广。针对这一不足,文中提出了结合标贯击数N值进一步明确液化强度曲线的位置。经工程应用说明新方法可较好地确定液化强度曲线的位置;同时通过比较动态有限元计算结果和常规液化判定结果,说明基于该方法得到的材料参数是比较可靠的。