基于SCPTU测试的软土基坑开挖数值模拟研究

长江漫滩地区软土厚度大,含水量和压缩性高,该地区基坑工程常面临变形难以控制等问题。小应变硬化土(HSS)模型用于基坑开挖变形数值分析预测能够取得满意的效果,然而其可靠性取决于合理的土体参数。由于地震波孔压静力触探(SCPTU)测试在土体原位状态下进行,克服了室内试验存在的取样扰动问题,本文提出采用SCPTU测试确定南京长江漫滩地区某地铁车站基坑周围深厚软土HSS模型参数的方法,进而采用该方法确定的参数对基坑开挖引起的地下连续墙水平位移及坑侧地表沉降进行了模拟。基于SCPTU的数值模拟结果分别与实测值以及基于土体压缩模量的数值模拟结果进行了对比。结果表明:基坑开挖完成后,基于SCPTU测试的地下连续墙最大水平位移模拟值约为1.16倍实测值,而基于土体压缩模量的地下连续墙最大水平位移模拟值仅为实测值的53%。基于土体压缩模量的地下连续墙最大水平位移及坑侧最大地表沉降模拟值分别为基于SCPTU模拟值的46%与38%。相较于基于土体压缩模量的模拟结果,基于SCPTU测试的基坑变形及沉降预测精度提升显著。

基于SCPTU测试的小应变硬化土模型参数确定方法及应用

小应变硬化土(HSS)模型是基坑工程开挖分析采用的主要模型,其可靠性取决于土体参数的合理选取。本文提出基于地震波孔压静力触探(SCPTU)测试的土体HSS模型参数取值方法。由于SCPTU测试在土体原位状态下进行,克服了室内试验存在的取样扰动问题。通过太湖隧道基坑工程SCPTU测试,确定了土体的HSS模型参数。将该参数应用于室内试验和基坑开挖模拟,并且与实测结果进行了比较。结果表明:数值模拟获取的土体固结不排水三轴剪切试验及压缩试验应力-应变曲线与实测值较为吻合,基坑开挖完成后围护结构水平位移实测值与模拟值也较为一致,验证了基于SCPTU测试的土体HSS模型参数确定方法的适用性。

基于SCPTU的软土最大剪切模量测试分析研究

最大剪切模量是土的基本力学特性参数,对土动力特性分析和岩土工程抗震设计有着重要的意义。目前最大剪切模量的确定主要依赖于室内试验,土样的采取和室内试验既耗时又不能保证精度。以江苏北部里下河古泻湖相软土地区高速公路建设为工程背景,采用地震波孔压静力触探(SCPTU)和下孔法(DHT)进行了土层剪切波速的测试,基于SCPTU和DHT剪切波速测试资料建立了最大剪切模量Gmax与SCPTU测试参数之间的相关关系。结果表明:采用SCPTU测试的锥尖阻力和孔压参数能够用于对软土的最大剪切模量的初步评价。

基于地震波孔压静力触探(SCPTU)刚性桩承载力预测及荷载响应分析

基于地震波孔压静力触探(SCPTU)资料对桩侧摩阻力和桩端承载力进行预测,同时提供了土层剖面特征。应用弹性理论通过实测的剪切波速估算初始桩土刚度。提出了修正双曲线法应用于弹性模量随着轴向荷载增大的非线性响应,实现了对刚性桩的荷载-沉降-承载力分析。结合不同土质条件工程实例分析,并通过统计和现场载荷试验验证了此方法的有效性和准确性。结果表明:考虑孔压修正的承载力估算法完全满足工程要求,新方法略微低估了承载力,可视为安全储备;新方法累计概率图平缓、离散性小,接近对数正态分布,具有更高可靠性;利用修正双曲线模量衰减法进行荷载响应分析具有较强的实用性。

基于弯曲元和SCPTU的剪切波速研究进展与挑战

随着弯曲元和SCPTU试验方法的发展,剪切波速需要做总结研究的紧迫性进一步凸显。针对剪切波速问题,通过分析国内外专家学者对剪切波速的计算方法与测试方法的相关研究成果,系统凝练了抗震场地评测、公式计算分析、波形分析方法及细颗粒微观影响机制与弯曲元和SCPTU试验计算剪切波速的核心学术问题,初步揭示了弯曲元和SCPTU测试技术多参数、多影响因素联合分析中迫切需要解决的技术难题,并呼吁弯曲元和SCPTU测试技术分析剪切波速的规范方法,为剪切波速的分析应用提供参考和借鉴意义。

基于SCPTU原位状态参数确定方法及液化应用试验研究

状态参数可以有效地评价无黏性土的相对密实度和液化势。然而,目前状态参数的确定主要依赖于室内试验,难以反映现场土层的真实状态。地震波孔压静力触探(SCPTU)测试可以获取土层的原位锥尖阻力、侧壁摩阻力、孔隙水压力与剪切波速等原位参数。本文基于SCPTU测试确定状态参数的研究成果,根据3个工程场地的SCPTU原位测试资料,首先对不同状态参数评估方法进行了比较,其次建立归一化剪切波速V_(s1)与原位状态参数的相关关系,绘制剪切波速与有效应力(V_s-σ′_(v0))平面中状态参数剖面等值线图;提出归一化小应变刚度(G_0/q_c)与状态参数的修正模型。最后应用于无黏性土密实度与液化势的评估中。结果表明:本文提出的2种计算方法能够有效地评估无黏性土的状态参数,并且预测的状态参数可有效地用于评价土体密实状态与液化势的可靠判别。

多功能孔压静力触探在基坑工程降水设计中的应用分析

针对南京长江四桥漫滩沉积土,分别进行了室内试验和多功能地震波孔压静力触探（SCPTU）原位测试,从SCPTU应用于场地复杂地层的精细划分、长江漫滩沉积黏性土透水性能的评价和预测渗透系数kh 3个方面进行了详细分析,试验结果表明：综合利用多功能SCPTU测试qt、fs、u2 3个参数可以对具有高度分层性和不均匀性的长江漫滩沉积土进行精确分层,对不同性质土层界面、同一土层内透水或不透水夹层进行精确探测;利用SCPTU钻进过程中的孔压消散试验功能,可以对复杂的混合土层的透水性能进行评价;基于SCPTU的渗透系数kh预测值均具有一定的离散性,一般比室内试验结果高1-2个数量级,Burns＆Mayne方法预测值可以作为工程初设阶段的参考值;SCPTU的应用为基坑工程降水设计提供了一种简便、快捷的新型技术手段。

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。

基于多功能地震波孔压静力触探的唐山地区砂土液化特性再调查试验研究

鉴于1976年唐山大地震后液化调查手段及液化评价方法研究的局限性,开展液化和非液化区的现场再调查是非常有用的。采用符合国际标准的多功能地震波孔压静力触探(SCPTu)在唐山及其邻近地区进行调查试验,为场地液化再调查提供近似连续的锥尖阻力、侧壁摩阻力、孔压及剪切波速数据。通过18个试验点的SCPTu、室内试验及历史震害调查资料的综合比较,对各场地现今的液化可能性进行分析,并对国内外常用的几种液化判别方法进行分析研究。国内规范法、国际常用的Robertson确定性方法及Moss概率方法的分析结果均表明,曾经发生过液化的场地现今仍然容易发生液化;基于CPTu的Robertson确定性方法及基于贝叶斯理论的Moss概率方法各有优缺点,均有完善的计算流程,前者在液化后场地沉陷及侧向大变形预测方面具有优势,后者可以给出各试验点的液化概率,进而服务于基于概率的工程抗震评估与设计;由于SCPTu试验技术在国内发展缓慢,现今基于SCPTu的几种国际常用液化评价方法在国内应用较少,也是今后在技术手段突破后急需加深研究的方向。

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。

基于修正的BP神经网络算法对桩基承载力预测方法研究

在岩土工程中如何准确预测桩基竖向承载力是一件非常重要的事情。针对现有研究存在的不足,基于标准BP神经网络算法,加入一动量因子,建立了修正的BP神经网络模型,对单桩的竖向承载力进行了预测。以镇江市勘察测绘研究院所完成的地质勘查报告为工程背景,以地震波静力触探测试(SCPTU)测得的4个指标(锥尖阻力、锥侧摩阻力、剪切波速和孔隙水压力)为输入参数,桩基承载力为输出参数。通过与现场静载试验进行比对,得到了相关系数较高的桩基荷载响应曲线。经过与传统预测方法进行比较发现,用修正的BP神经网络算法可以有效预测桩基竖向承载力,精度较高。