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。

基于静力触探试验及土工参数的黏性土空间变异性研究

自相关距离是进行岩土参数空间变异性分析的重要参数。基于浙江嘉兴某黏性土场地的246组静力触探试验(CPT)及18个钻孔取土室内土工试验,采用平均跨距法、递推空间法、曲线极限法计算了基于侧壁摩阻力f_(s)、锥尖阻力q_(c)和其他土工参数的自相关距离,分析了不同方法、不同参数计算垂直和水平自相关距离的优劣。研究表明:递推空间法的计算结果异常值少且变异系数较小,是研究区场地土体自相关距离的最优计算方法;基于f_(s)、q_(c)算得的自相关距离较为接近,垂直和水平自相关距离分别约为2 m和19 m,但不同土工参数计算得到的结果存在一定的差异。本研究获得了嘉兴黏性土自相关距离的典型值,为土体参数的空间变异性研究提供了基础,对该地区岩土工程的勘探点位布设、随机场的建立及后续可靠度分析具有重要的指导意义。

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。

基于静力触探试验指标的静钻根植桩承载力计算方法

静钻根植桩因其兼顾高承载性能和绿色环保的优势而逐步在上海地区得到应用。虽然上海市《地基基础设计标准》(DGJ 08-11—2018)已将植入桩工法纳入到预制桩的推荐施工工法中,但并未提出相关的承载力计算细则,给静钻根植桩设计与应用带来了难度与不确定性。借鉴日本植入桩的承载力计算思路,等效为预制桩直径计算侧阻力,结合上海地区估算桩基承载力的经验,以单桥静力触探比贯入阻力为基本参数,引入侧阻力调整系数和扩大头阻力系数分别计算桩侧阻力和端阻力,提出了一种实用的静钻根植桩竖向承载力计算方法。工程实例计算表明,该承载力计算方法具有一定的可靠性,可为上海地区静钻根植桩设计提供参考。

海洋静力触探仪标准装置研究及不确定度评定

为解决海洋静力触探仪量值溯源问题,结合设备测量过程中受温度影响的分析,根据量值溯源技术路线,设计构建了可在模拟海洋温度条件下开展海洋静力触探仪校准的标准装置。在对该标准装置的稳定性和开展试验的重复性考核的基础上,对校准试验结果进行了不确定度评定分析,分析表明海洋静力触探仪标准装置所复现的孔隙水压力标准值扩展不确定度为0.017 MPa(k=2),锥尖阻力标准值扩展不确定度为0.031~0.270 kN(k=2),侧壁摩阻力标准值扩展不确定度为0.031~0.036 kN(k=2),构建的标准装置性能指标满足海洋静力触探仪的量值溯源需求。

基于球形静力触探的嘉兴海域软黏土强度特性研究

针对海上风力机基础设计中的软黏土强度评价问题,通过在浙江嘉兴海域开展球形静力触探试验和室内试验,标定得到适合中国浙江嘉兴海域淤泥质粉质黏土的球形静力触探因子N_(ball)。采用固结快剪试验结果标定得到的N_(ball),DS范围为6.70~14.91,总平均值为10.58,标准值为10.91;采用三轴UU试验结果标定得到的N_(ball),UU范围为7.75~23.75,总平均值为17.44,标准值为19.03。采用标定得到的N_(ball)值可较好地解译嘉兴海域软黏土的强度,建议采用三轴UU试验结果标定得到的N_(ball),UU的标准值19.03作为强度下限值解译参数,采用固结快剪试验得到的N_(ball),DS的标准值10.91作为最优强度(中值)解译参数。

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。

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。

静力触探贯入阻力影响研究

静力触探作为一种常用勘探手段,广泛应用于岩土勘察工程中。为分析不同条件下砂土静力触探时贯入阻力变化规律,研究以硅质河砂和钙质珊瑚砂为研究对象,在不同密实度和应力状态下开展静力触探试验,揭示贯入过程中的阻力变化机理。研究表明,随着砂土相对密实度的增加,贯入阻力总体呈线性增长趋势;在贯入深度一定时河砂的侧摩阻力与锥间阻力均小于珊瑚砂,其原因为钙质珊瑚砂压缩性较大,同时贯入时阻力的增大会使得贯入模式由剪切贯入转变为压缩贯入。

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。

静力触探发展综述

静力触探作为当前工程中较为主要的原位测试技术,优势在于能够在天然位置对土层性质和性能进行测试。文章结合静力触探的相关资料和文献,对静力触探设备的发展历程进行简要叙述,指出目前静力触探设备在实时监测方面的欠缺,概述我国静力触探的应用成果指标研究状况,叙述我国基于CPTU测试的应用研究进展,介绍以数值模拟为基础的国内静力触探研究发展,对数值模拟未来的发展前景进行展望。

静力触探在工程地质勘察的应用探究

工程地质勘察对建筑工程设计及施工的意义重大,关乎建筑工程质量,同时还与周围环境建设等有着极为密切的联系。由于面临着复杂多元的工作环境,如何提升地质勘察的质量及效果成为重点及难点问题。其中,静力触探是近年来工程地质勘察中所广泛使用的技术之一,对于提升工程地质勘察工作精准度与专业性都具有非常重要的作用。对此,本文围绕静力触探在工程地质勘察的应用展开深入探究,在简要分析静力触探工作原理及特点的基础之上,结合工作观察及探究,指出具体应用策略。

基于静力触探+面波勘探技术的岩土体空间变异性表征方法研究

文章利用静力触探+面波勘探技术来分析表征岩土空间的变异性,从而提高边坡的稳定性和准确性。首先,通过使用12个均匀分布的检波器进行多道面波测试,以获取二维剪切波速数据。然后,应用岩土体参数的概率化反演技术,将二维剖面数据矩阵化,并考虑隐变量之间的相关性。通过递归算法获得隐变量的分布方差,进而得到了岩土体参数的二维剖面。最后,构建高度精确的二维稳定性分析模型,考虑实测剪切波速反演数据的特性。研究结果显示,模型考虑了多种可能的滑面,其中最危险的滑面的安全系数为1.216。此外,应用岩土体参数概率化反演技术,发现摩擦角不确定性对稳定性的影响较小,因此推断边坡在自然状态下是安全的。

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。

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。

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。

软土地区静力触探试验影响因素及机理研究

为了探究软土地区静力触探试验影响因素以及作用机理,依托龙锦路东侧、竹林北路北侧地块为背景,使用数值模拟软件对软土地区静力触探试验进行模拟,结果表明:随着内摩擦角增大锥尖阻力与侧摩阻力随之增大,且侧摩阻力所占总贯入阻力增大;粘聚力对锥尖阻力与侧摩阻力的影响相似,随着粘聚力增大锥尖阻力与侧摩阻力逐渐增大,但侧摩阻力所占总贯入阻力比例基本不变;弹性模量逐渐增大时,锥尖阻力、侧摩阻力以及比贯阻力均逐渐增大。

高压条件下石英砂中的静力触探试验及大变形模拟

在深部土层中进行原位试验时,以往针对中低应力水平的数据解译公式不再适用。为探究砂土在高应力条件下的力学特性,利用自行研制的高压标定罐,改变围压水平,进行不同密实度石英砂中的静力触探试验,基于任意拉格朗日—欧拉格式的大变形有限元方法,模拟静力触探仪的完整贯入过程,有效避免了锥尖周围的网格扭曲。大变形模拟中采用修正摩尔—库伦模型描述砂土的内摩擦角和剪胀角随累积塑性剪应变的变化,并通过修正弯曲元试验,确定合理的土体剪切模量。标定罐试验和大变形有限元方法获得的锥尖阻力结果能很好地相互验证;在此基础上,建立高应力条件下静力触探锥尖阻力与砂土相对密实度之间的关系,与已有的低应力水平试验结果进行对比,证明建立的经验公式能通过锥尖阻力很好地预测砂土的相对密实度。