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测试的砂质与粉质土液化概率模型与评价方法研究

无黏性土的液化与孔隙水压力密切相关,能直接测试孔隙水压力的孔压静力触探(CPTU)原位测试技术在土体液化势评价方面具有独特的优势。采用严格的数学方法推导了基于CPTU测试技术的液化概率评价模型。新的概率模型以映射函数的形式表示,该映射函数将液化概率P_(L)与基于CPTU的确定性模型中得到的安全系数F_(s)相关联,其中CPTU确定性模型是通过核极限学习机算法和稳健搜索技术建立的。该新的概率性模型考虑了模型固有的不确定性和参数的不确定性,同时对该概率模型进行对比分析。结果表明:当安全系数F_(S)为1时,液化发生的概率P_(L)为15.2%。该新模型的明显优势在于它直接使用CPTU数据,更符合液化行为现象,同时适用于砂质土和粉质土。该新模型无需钻孔取样室内试验,即可进行完整的液化评估或初步筛选。最后用中国唐山地震液化案例说明所提新概率模型考虑模型和参数不确定性的应用。

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。

孔压静力触探(CPTU)测试成果影响因素及原始数据修正方法探讨

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,目前在欧美诸国已得到广泛应用。由于探头规格、技术标准和操作程序的差异,影响CPTU测试成果的因素很多,而且其影响程度也各不相同。根据前人的研究成果,对CPTU测试成果的影响因素进行了分析总结,以期在CPTU资料整理和应用中引起重视。最后,简要论述了考虑诸多影响因素的原始数据修正方法。

基于CPTU的土分类方法在港珠澳大桥中的应用

由孔压静力触探测试(CPTU)所提供的锥尖阻力、侧壁摩阻力和孔隙水压力等参数能直观地反映地下土类的变化,目前,国内外基于CPTU的土类划分发展出了许多不同的方法,这些方法对于国内工程场地土类划分的有效性尚未得到验证。本研究在港珠澳大桥主体工程中进行了大量CPTU贯入试验和平行钻孔取样与室内试验,将6种CPTU土分类与室内试验的土分类结果进行了对比分析。发现未经过上覆应力修正的土分类图判别准确率较低,但整体准确率也可达到80%左右;经过应力修正的归一化土分类图能够提供更为准确的土类判别结果,然而所给出的土类分区与实际土分类数据点存在一定的不符,且并未给出各类土所一一对应的土类分区,导致准确率被高估;而经过由国内试验资料修正的中国CPTU实用土分类方法能够提供最为精细且准确的土类判别结果,整体准确率达到90%以上。

基于CPTU孔压消散试验的欠固结土OCR计算方法

利用CPTU孔压消散试验数据对欠固结土的欠固结状态进行定量评价,并在此基础上提出基于固结状态参数的欠固结土超固结比计算方法.结合现场CPTU孔压消散试验及室内固结试验对崇启大桥北接线工程沿线③1层软土应力历史进行了研究.结果表明:消散时间足够长时,CPTU孔压消散实验曲线的末端无限逼近原位初始孔压,且消散曲线尾端的实测孔压与时间平方根倒数成线性相关性,提出采用时间平方根倒数外推法计算原位初始孔压.当所计算的原位初始孔压大于静水压力时,则判定软土处于欠固结状态,进而建议采用固结状态参数对软土的欠固结程度进行定量评价,固结状态参数越小,说明欠固结程度越高.根据CPTU孔压消散试验计算了沿线软土③1层(淤泥质粉质黏土)的欠固结程度,然后利用室内固结试验成果验证了其合理性.基于OCR传统计算公式中系数与固结状态参数间定量关系,提出了考虑固结程度的欠固结土OCR计算公式.

孔压静力触探(CPTU)探求高速公路软基固结系数研究

基于孔压静力触探（CPTU）的原理，简要介绍了利用CPTU试验求解地基土固结系数的理论方法，并以Torstensson理论模型为例，详细叙述了利用CPTU试验资料探求地基土固结系数的方法和步骤。结合连盐高速公路灌云三标的CPTU试验进行了实例计算，结果表明，现场所得的固结系数较室内试验的固结系数大1～2个数量级，与其他研究者的结果一致；在淤泥土层内，现场固结系数较室内试验所得的固结系数变化小，与现场资料反演值很接近；若采用此方法为实际工程提供设计固结系数时，进行修正后效果会更好。

基于CPTU测试的K_0固结黏土中静压桩时变承载力研究

基于空间滑动面(SMP)准则改进的K_0固结各向异性修正剑桥模型,考虑K_0固结饱和黏土初始应力各向异性、应力历史及应力诱发各向异性对土体三维力学特性的影响,推导了静压沉桩柱孔扩张问题的弹塑性解析解。在此基础上,根据桩侧土体应力状态与单剪试验中试样应力状态的相似性,结合桩周土轴对称固结理论提出采用孔压静力触探仪(CPTU)锥尖阻力、锥肩孔隙水压力及相应孔压消散数据预测静压桩时变承载力的理论方法。通过离心机模型试验实测结果和理论预测值的对比,验证了理论方法的有效性,研究了静压桩承载力随时间的变化规律。研究结果表明,本文理论预测方法避免了土体基本参数测定等繁琐过程,且可以较为合理地预测静压桩时变承载力;静压桩沉桩结束后其承载力在短时间内迅速增加,之后承载力增加幅度变缓且逐渐趋于稳定值;静压桩桩径越大,沉桩结束后承载力增加的速度越慢,承载力达到稳定值的时间越长。

基于位错理论的饱和土渗流特性CPTU评价研究

孔压静力触探(CPTU)测试数据通常用于土层划分和岩土工程设计参数评价。国际上CPTU测试技术的最新进展之一在于采用测得的锥尖阻力、侧壁摩阻力和孔隙水压力快速、连续地获得饱和土的渗透系数,以避免孔压消散试验费时的缺点。首先简要回顾了基于CPTU测试资料确定饱和土渗透系数的的研究成果,并进行了分析与改进,提出了基于位错理论和圆柱面径向流模型的水平向渗透系数预测新方法。选取典型场地进行了CPTU测试,并在黏性土场地采用薄壁取土器获得无扰动的原状试样,进行室内水平向渗透试验,在无黏性土场地进行现场钻孔抽水试验。以室内渗透试验和现场抽水试验的结果为参考,对3种基于CPTU连续评价饱和土渗透系数的方法进行了对比分析。研究表明,位错理论适用于评价饱和土的原位渗透系数,然而准确性与所采用的渗流模型有关。对国际标准CPTU探头,孔压过滤环位于锥肩(u2)位置时,采用圆柱面的径向流模型能够获得最为准确的水平向渗透系数预测结果,采用球面流或半球面流模型时趋于低估土层的渗透性。

基于CPTU测试的桩基承载力预测新方法

首先回顾了基于静力触探试验(CPT)和孔压静力触探试验(CPTU)预测桩基承载力的方法。根据连盐高速和宁常高速公路工程中的PTC、CFG和PHC桩的CPTU试验资料,提出了基于CPTU预测桩基承载力的折线法。以静载荷和高应变试验得到的桩基承载力作为参考值,评估了各种预测桩基承载力方法的有效性。结果表明,折线法比其余三种方法在预测桩基承载力方面具有更高的可靠性,具有简单、快速、多参数的优点,并且不依赖于操作者主观性的影响,值得在桩基工程中推广应用。

基于CPTU原位测试状态参数的液化判别方法研究

砂土原位状态的性能一直以来都难以有效获取,而其体积变化特征的评价指标(状态参数)就是其中重要的一项。利用状态参数(Ψ)来代替相对密实度表征砂土的状态特性是一种新兴的趋势。考虑到砂土状态参数是关于体积变化的评价指标,在砂土地层中,随着围压的增加,砂土剪胀的趋势增加,液化阻力也增加。因此通过状态参数进行砂土液化的判别是可行的。以宿迁—新沂高速公路工程为背景,建立基于孔压静力触探(CPTU)的状态参数、周期阻力比(CRR)和标准贯入击数(N)之间的相关性模型。提出通过砂土的状态参数判别液化的两种新方法。

基于CPTU与剪切波速测试的宁波海相黏土强度特性评价

针对宁波海相黏土,在相同孔位分别进行了孔压静力触探原位测试和现场波速测试。研究了CPTU测试参数与剪切波速、最大剪切模量的关系以及剪切波速与不排水抗剪强度的关系。并且论证了联合CPTU和剪切波速测试数据来表征黏土强度特性的可行性。试验结果表明:最大剪切模量、剪切波速与CPTU测试参数存在良好的相关关系,可通过锥尖阻力和孔压参数来近似估计剪切波速、最大剪切模量值;不排水抗剪强度与剪切波速的相关关系良好,通过不排水抗剪强度与剪切波速的关系式可将刚度与强度联系起来,该关系式可作为一种新方法来估计黏性土不排水抗剪强度。试验结果可为宁波地区地下结构的设计计算提供一定的参考价值。

基于孔压静力触探(CPTU)测试的连云港海相粘土前期固结压力确定方法研究

首先回顾了基于孔压静力触探(CPTU)测试确定前期固结压力的方法,通过连云港海相粘土场地进行的CPTU试验资料,以室内固结试验得到的前期固结压力作为参考值评估了经验方法预测前期固结压力的有效性。最简单的方法是直接建立前期固结压力和净锥尖阻力的关系,同时也是最有效的方法。

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。

利用CPTU对淤泥质黏土工程性质的评价

针对某场地河滩沉积淤泥质黏土,利用CPTU(孔压静力触探)对该场地不同深度的淤泥质黏土进行原位孔压消散试验,得出其固结系数。将该固结系数与室内试验所得的固结系数进行比较,得到现场测得的固结系数比室内试验测得的固结系数约大1～2个数量级的结论。介绍了CPTU估算不排水抗剪强度的方法,对比十字板剪切试验结果,对各种估算方法在该种土质中的适用性作出评价,确定了各种方法经验系数的取值范围。

基于CPTU的海相黏土固结状态和灵敏度估算方法

由于用传统的方法(室内试验和原位试验)确定海相黏土的固结状态及灵敏度有较大误差,基于CPTU孔压消散曲线的末端无限逼近原位初始孔压且末端实测孔压与时间的倒数近似呈线性关系的特点,采用时间倒数外推法计算原位初始孔压,通过比较原位初始孔压和静水压力的大小,对海相黏土的固结状态进行定量分析和评价。现场试验结果表明,采用时间倒数外推法可以快速判断海相黏土的固结状态。采用固结状态参数对该土的欠固结程度进行定量评价,固结状态参数越小,欠固结程度越高。利用CPTU的锥尖阻力和侧摩阻力(剔除由夹层产生的异常参数)对海相黏土的灵敏度进行估算,并与原位十字板剪切试验的结果进行对比。结果表明:原位十字板剪切试验易受夹层的影响,灵敏度偏低;CPTU试验确定的灵敏度能判断出夹层所在位置,计算结果更加灵敏,因此可用CPTU估算海相黏土的灵敏度。

ZJU-400离心机机载微型CPTu装置研制与性能测试

孔压静力触探(CPTu)是一种重要的土体原位特性测试手段,在常重力环境下的实际工程中得到了良好应用。在超重力离心模型试验过程中,由于存在模型高倍缩尺、承受高倍离心加速度和高速旋转产生机械振动等因素,利用静力触探方法测试模型地基土体特性存在较大的技术难度。浙江大学研制了离心机机载微型孔压静力触探装置,在离心超重力环境下具备沿水平轨道移动定位,竖向触探测量锥尖阻力、侧摩阻力和孔隙水压力的能力。开展了饱和砂性土模型地基离心机模型试验,在30g离心超重力下检验了该装置的测试性能,并初步揭示模型地基触探指标随模型地基深度的变化规律。

工程地质方法在海上风电场勘察中的应用研究

海上风电场类工程项目需要对海底地层结构、土体物理学参数进行测定,研究过程分析了工程地质方法中孔压静力触探试验原理,介绍了设备调试、数据计算的基本方法。再结合具体的风电场项目,对其14#风机建设位置的海底地层开展试验,有效地确定了地层结构,包括淤泥层、粉质黏土层、粉砂层、中砂层,并且计算出各土层的土体饱和重度、压缩模量、有效内摩擦角和相对密实度。

地震序列对砂土液化场地条件影响的试验研究

地震序列作用下砂土液化和再液化趋势研究,对于工程场地的地震地质灾害评价具有重要意义。通过振动台试验,分析模拟地震序列作用下多次液化后场地条件的变化情况。基于试验过程中各类传感器的采集记录,结合轻型动力触探测试和液化前后的土工试验数据,得到场地模型土层振动液化过程中孔隙水压力、土压力、加速度、土壤含水率和土体相对密实度的变化规律。结果表明,在模拟地震序列作用下,随着振动次数的增加,相同深度的砂土密实度显著增加,增量逐渐变小,孔压增量逐渐降低;而不同深度的砂土密实度和孔压增量由深部到浅部逐渐降低,导致深部砂土的液化势显著低于浅部砂土。

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。