基于静力触探试验和变维联合后验分布的土层剖面高效优化识别方法

基于静力触探试验数据的土体力学分类方法(如土体分类指数I_(c))应用广泛。然而,基于土体分类指数划分土层依赖于工程经验,主观不确定性较大,土体力学分层与基于钻孔取样的物性分层未必一致。在贝叶斯学习框架下,提出了一种基于I_(c)数据和土层力学剖面参数联合概率分布的高效优化识别方法。所提方法基于全高斯概率模型推导土体分类指数(I_(c))数据的似然函数,利用模拟退火算法搜索土层剖面参数联合后验分布的最大值,通过比较不同土层数目对应的联合后验分布最大值识别土层数目和土层厚度(边界)。最后,通过杭州某地铁区间CPT数据和模拟数据说明了所提方法的合理性和有效性,并结合土层识别结果说明了所提方法的分层原理和特点。结果表明:所提方法基于I_(c)数据识别土体力学分层的计算效率显著提高,适用于不同深度CPT数据分析,计算流程较简便,便于工程应用。

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。

基于静力触探试验参数的土方填筑工程质量检测方法

以低液限粘土为例,依据双桥静力触探试验成果,通过多元回归方法获得了干密度与锥尖阻力、摩阻比的函数关系。检验结果表明,所建的关系式回归效果明显,相关系数为0.97。以某堤防土方试验数据进行验证,结果表明干密度理论计算值与实测值的误差在允许范围内,验证了所给公式的合理性。

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。

改进静力触探法检测水泥搅拌桩试验研究

水泥搅拌桩是软土地基加固常用的方法,桩体检测是其中的质量控制环节,现行规范以抽芯检测作为指定方法。针对抽芯检测法周期长、造价高、效率低的问题,通过现场及室内试验研究静力触探法检测水泥搅拌桩成桩质量的可行性。研究表明,常规静力触探法检测水泥搅拌桩,探杆贯入过程发生偏斜,不能连续获得桩体强度的信息;预埋管法静力触探用于搅拌桩成桩质量检测,可以保证检测深度和位置,可以连续获得和桩体强度有关的检测数据,操作方便,原理正确,检测成功率有保证;预埋管法静力触探的检测位置是桩体强度最薄弱的部位,检测结果偏于安全。

标准贯入试验和静力触探试验在秭归新县城回填风化砂地基检测中的应用

为了准确、快速、经济地检测厚度较大、未碾压密实的回填风化砂地基的工程性状,必须采用能对较深砂土层进行检测的原位测试方法。标准贯入试验、静力触探试验是最有希望被采用的方法,但是在此之前本地区尚无这二种方法确定回填风化砂性状的经验公式。通过标准贯入试验、静力触探试验与回填风化砂的室内物理力学试验、载荷试验的对比研究,发现标准贯入击数、静力触探比贯入阻力与回填风化砂的相对密度、内摩擦角、压缩模量、地基承载力和变形模量均有较好的相关性,并建立了上述指标之间的经验关系,然后将经验关系应用于回填风化砂地基的检测。实践证明,应用标准贯入试验、静力触探试验检测回填风化砂地基的效果良好。

静力触探检测公路桥涵台背回填中粗砾砂的试验研究

在模型试验的基础上,建立了静力触探的锥尖阻力与公路桥涵台背回填中粗砾砂的相对密实度的经验公式。通过现场试验,结合分析前人的研究成果,论证了用静力触探的锥尖阻力Qc来评价台背回填砂的相对密实度是可行的。

孔压静力触探用于含浅层生物气砂土工程特性的试验研究

含浅层生物气的砂土是一类特殊的非饱和土,由于此类砂土中含有封闭的生物气,生物气的存在对砂土的工程性质影响较大,使其有着有别于一般饱和砂性土的特殊工程特性。采用孔压静力触探仪,对砂土是否含有生物气进行了初步判别,然后对生物气释放前后砂土的承载性能进行了现场和室内试验对比研究,认为在含气砂土不发生渗透破坏的情况下生物气的缓慢释放会提高砂土的承载力,对砂土上部建筑物的稳定是有利的。

孔压静力触探试验的应用

本文简要地介绍了孔压静力触探试验在国内的应用现状。文中包括５项内容：①探头的性能及操作；②土分类图的检验及由此所得土层柱状图的可靠性；③固结系数的确定及其与室内试验、现场原位观测推求值的比较；④利用孔压静力触探试验指标进行沉降量的计算；⑤判定土结构性的可能性。

一种静力触探模型箱试验装置的研制及其试验研究

设计了一套静力触探模型箱试验装置,该装置可以在模型箱水平面内任意位置进行贯入试验,贯入速率在一定范围可控,贯入倾角可调节。将该装置用于TJ-1模拟月壤静力触探力学特性的研究,试验结果表明:地基表层模拟月壤发生刺入剪切破坏;贯入阻力随贯入深度的增加而增加;探杆周围同一深度处土体的水平土压力表现出轴对称特征,其值在探头靠近土压力盒过程中逐渐增大至最大值,后随探头远离土压力盒又逐渐减小至0,且不同深度土体水平土压力峰值随贯入深度增加而增大;贯入点正下方土体的垂直土压力随贯入深度的增加而增加,主要影响范围约为距探头200 mm处。基于以上试验研究,表明该模型箱的设计是合理的,且TJ-1模拟月壤力学特性的研究成果能够为将来涉及到TJ-1模拟月壤的航天试验提供必要的技术参考。

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。

用孔压静力触探和室内固结试验求取土的固结系数的对比研究

土的固结系数是软土地基计算与处理设计中的关键参数 ,本文根据先进的孔隙水压力静力触探技术现场测试求出的固结系数和室内固结试验所求固结系数 ,进行了大量统计对比研究 ,发现两者之间存在很好的线性相关关系 ,并论述了两种方法求取固结系数的原理及步骤 。

低液限黏土静力触探模型试验研究

通过低液限黏土的静力触探模型试验，揭示锥尖阻力、侧摩阻力、比贯入阻力、土体干密度、含水率等参数之间的关系及变化规律。试验结果表明：锥尖阻力与比贯入阻力之间具有较好的相关关系，锥尖阻力约为比贯入阻力的0.86～0.92倍：探头周围土体受力作用机理的改变是产生临界深度的主要原因；对于相同含水率，直角坐标系内锥尖阻力与干密度之间为对数关系，两者取对数后为线性关系；对于相同干密度，锥尖阻力随含水率的减小而增大，但锥尖阻力与含水率的线性关系随干密度的增大逐步减弱。

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。

不同贯入倾角下TJ-1模拟月壤静力触探模型箱试验研究

为了研究月壤的工程力学特性,采用静力触探模型箱进行了0°,15°和30°三种不同贯入倾角下的TJ-1模拟月壤静力触探试验。试验结果表明:静力触探试验终止探头退出土体后,地表产生不同的变形模式,贯入倾角愈大地表变形范围愈大,垂直贯入表层模拟月壤形成以贯入点为对称中心的圆柱形孔洞,倾斜贯入情况下表层模拟月壤形成一个椭圆形的陷落坑;不同贯入倾角下贯入阻力都随贯入深度的增加而增大,同一垂直贯入深度处贯入阻力随贯入倾角的增大而线性增加,可用公式c 1 1q A b表示;垂直静力触探试验贯入阻力随深度的变化趋势可以采用公式c h0q exp[0.16(9)]估算;不同贯入倾角下探头周围的水平土压力均随贯入深度的增加先增大再减小,同一深度处贯入方向前侧土体水平土压力峰值随贯入倾角的增大而线性增加,后侧土体水平土压力随贯入倾角增大而线性减小,二者的变化规律均可用公式h,max 2 2p A b表示;600 mm深度处的垂直土压力终值随贯入倾角的增大而线性减小,可用公式p v,end 0.3179 26.448表示。

不同重力场下静力触探试验离散元数值分析

采用离散元商业软件PFC2D对7种重力场下静力触探试验进行了对比分析试验,以研究高、低重力场下静力触探试验的异同点。数值试验结果表明:不同重力场下土体受静力触探贯入主要影响区域不同,低重力场下主要是上部土体受到影响,高重力场下主要是下部土体受到影响;归一化贯入阻力的最大值和稳定值、归一化球应力和偏应力的最大值均与重力加速度的倒数呈线性关系,均随重力加速度倒数的增加而增大;土体经历了明显的加载、卸载过程,重力加速度越小,加载、卸载现象越明显,同一重力加速度下上部土体加载、卸载程度大于下部土体。

静力触探技术在吹填砂地基处理全过程中的应用

静力触探技术(CPT)具勘探和测试双重功能,在地基处理方面应用广泛。以中东某液化天然气进口(LNGI)工程吹填砂场地地基处理为例,根据工程的勘察、设计、施工不同阶段,分析了静力触探技术在回填场地土层分类、地基处理验收曲线确立、CPT-SPT关系建立、吹填料的质量监控、地基处理质量的检测验收中的应用。该吹填砂地基处理的监测与检测思路、方法可供类似海外高标准地基处理借鉴。

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.

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。