基于CPTu数据的黏性土不排水抗剪强度#br# 神经网络预测

利用人工神经网络模型,建立基于孔压静力触探（CPTu）现场测试数据的黏性土不排水抗剪强度的预测方法。为建立和验证人工神经网络模型,在3个场地开展CPTu和十字板剪切现场测试,共取得33个测孔的CPTu试验数据和相对应的不排水抗剪强度实测值。通过对比分析不同输入向量、不同网络隐层数、不同神经元数及不同改进算法对人工神经网络模型性能的影响,确定人工神经网络模型的具体形式。通过对训练组数据开展机器学习,所建立的人工神经网络模型能够有效地基于CPTu获得的端阻力和孔隙水压力现场测试数据对黏土不排水抗剪强度进行预测,预测结果与十字板剪切试验实测结果非常接近。与传统用于估算不排水强度的经验关系相比,采用人工神经网络模型预测结果与实测结果相关性显著提高、误差明显降低。     

基坑中基于CPTU软土不排水强度确定及应用

不排水抗剪强度是土的重要力学特性参数。在岩土工程施工期稳定性分析中,需用不排水抗剪强度值。目前,不排水抗剪强度的确定主要有室内试验和十字板剪切试验。但前者受土样扰动影响大,后者十字板强度是土体各滑动面上抗剪强度的较小值,在基坑工程验算坑底隆起时,结果不够准确。本文首先总结了国内外基于CPTU的Su确定方法,在典型软土基坑工程中进行了孔压静力触探试验,根据不排水试验值与锥尖阻力的关系,反演出圆锥系数的值。基于反演的圆锥系数,把CPTU预测的不排水抗剪强度应用到基坑的隆起分析中,与基于室内试验数据和基于十字板强度的计算结果进行了比较,结果表明:基于CPTU的软粘土不排水抗剪强度指标计算结果合理,符合工程实际,值得在工程设计中推广。     

饱和软黏土固结过程中的不排水抗剪强度特性

集成大直径固结仪和微型十字板剪切仪的功能,开发和研制了饱和软黏土固结过程中可以随时开展剪切试验的系统装置,考虑超孔压随时间和空间变化的不均匀性,在微型十字板剪切仪板头处的空心轴杆底端配置微型孔压计,并在大直径固结仪中配置微型土压力计,使其具备自动实时监测在十字板剪切试验测点处有效应力变化的功能。利用该系统装置,开展了饱和软黏土在不同固结压力作用下,固结过程中不同时点的十字板剪切试验,实时监测了固结过程中的变形和孔压变化过程,得到了十字板剪切试验测点处的有效应力和不排水抗剪强度,分析了固结过程中不排水抗剪强度和有效应力之间的相关关系。结果表明,在不同固结压力作用下,固结完成后的不排水抗剪强度与有效应力呈现出传统的线性关系,但是,在某一固结压力作用下,固结过程中的不排水抗剪强度却随有效应力的增长呈非线性增长,而且,在不同固结压力作用下,固结压力越大,固结过程中达到相同的有效应力时所对应的不排水抗剪强度越大。固结过程中的不排水抗剪强度并不仅仅取决于剪前固结有效应力,还与剪前孔隙比相关,孔压消散速率小于变形速率是导致固结初期、剪前固结有效应力较小时,不排水抗剪强度较快增长的主要原因。     

固结后软黏土不排水抗剪强度简化计算方法比较

由于剪切破坏时的孔压难于确定,软黏土的稳定分析常采用不排水强度分析法。文中简要回顾计算软黏土不排水抗剪强度的Mesri法、Ladd法和有效固结应力法,推导相应的计算不排水抗剪强度全量和固结后增长量的简化公式。结合杜湖水库土坝和东海塘海堤试验段两个工程实例,分别用3种简化方法计算了不同加载和固结阶段地基土的抗剪强度,并与现场十字板强度进行对比。分析表明:对于固结后不排水抗剪强度的增量,有效固结应力法、Mesri法和Ladd法的计算值与实测值均较为吻合;由于有效固结应力法计算的抗剪强度增长值普遍略高于实测值,文中建议了相应的修正公式;用有效应力法计算土体固结后的强度增量结果明显大于实测结果。     

十字板试验确定软黏土抗剪强度指标探讨

从十字板剪切试验原理出发,结合Mohr-Coulomb抗剪强度公式,得到了十字板剪切试验强度与深度的关系式,通过最小二乘法建立了土体抗剪强度指标黏聚力c和摩擦角φ的计算公式。实例计算表明,由十字板剪切试验成果推算的抗剪强度指标c、φ值与直剪固结快剪试验的结果接近。     

扁铲侧胀试验求解土的不排水抗剪强度

不排水抗剪强度是反映软土特性的一个重要指标 ,扁铲侧胀试验 (DMT)的过程能够充分模拟软土的不排水条件 ,是获取土的不排水抗剪强度参数的一种有效方法。本文在分析国内外研究现状的基础上 ,通过与实际工程中相邻孔十字板剪切试验所得Su 值进行对比、修正 ,提出了适用于上海地区的扁铲侧胀试验计算不排水抗剪强度的实用公式 ,并在实际工程中得到验证。     

基于CPTU数据融合技术的黏性土应力历史与强度特性评价研究

超固结比(OCR)和不排水抗剪强度(S_u)是土的基本力学参数,对土体沉降变形分析和稳定性计算具有重要影响。采用数据融合技术,结合孔压静力触探(CPTU)测试数据,提出了江苏典型黏性土超固结比和不排水抗剪强度的预测模型。利用特征级数据融合技术(回归树、模型树)与决策级数据融合技术(自举聚合、堆叠泛化)对预测模型的可行性进行分析。将土的超固结比和不排水抗剪强度的预测值、室内试验所得到的参考值以及CPTU传统方法所得到的估计值进行对比分析。结果表明,模型树预测结果比回归树要好,决策级融合算法可以提高回归树的预测结果,但对模型树的预测结果影响较小;叠加回归树和模型树的预测结果会使其预测的不排水抗剪强度比回归树预测的结果要好,但比模型树预测的结果要差;对于几种数据融合模型,OCR预测值大致相当,回归树模型在预测OCR方面稍优于其他数据融合模型,数据融合技术能更好地预测土的超固结比和不排水抗剪强度。     

软黏土地基中基坑稳定分析中的强度指标

本文以一个失事的基坑为例,分析了它的各种强度指标的合理性。指出饱和软黏土室内试验的不排水和快剪强度往往偏低;进行基坑的稳定分析中,采用现场十字板剪切试验的不排水强度比较合理;如果在稳定分析中使用固结不排水(固结快剪)强度指标,则抗滑力(矩)中的自重应力应当用浮重度计算。     

淤泥地基原位十字板剪切与单桥静力触探参数相关性研究

利用广州南沙某大型地基处理工程勘察资料及单桥静力触探、十字板剪切等测试数据进行分析研究,建立了适用于淤泥地基的单桥静力触探与十字板剪切参数间的经验关系并给出适用条件,其中比贯入阻力Ps和剪切强度Cu间呈线性关系,Ps与灵敏度系数St呈幂函数关系,后一关系适用于不排水抗剪强度区间为0~20k Pa,以及比贯入阻力区间为50~360k Pa的淤泥土层。此外,本文还导出了淤泥地基Ps-St半理论公式并与实测数据、经验关系进行了比较,结果表明其具有较好的适用性。本文工作对淤泥地基的常用原位实测力学参数及相互关系具有一定参考价值及借鉴性。     

用十字板强度推算软黏土抗剪强度指标的方法及应用

天津港区地基土上覆较厚的软黏土层,处于欠固结状态,含水率高,承载力低。在构筑物施工期稳定性分析中,需要采用不排水强度指标。常用的几种抗剪强度指标中,以十字板强度最为可靠。但由于十字板强度是土体各滑动面上的抗剪强度的较小值,用于计算土坡稳定性计算常得出过于保守的不合理的结果。同时,单一的十字板强度指标无法用于计算箱筒型基础的地基土压力及承载力。基于十字板强度随深度线性分布的规律及莫尔–库仑抗剪强度原理,结合收集的大量的十字板强度实测数据,通过回归统计分析推算出地基土的两个抗剪强度指标,并将其应用于软黏土土坡的稳定分析及新型箱筒型基础稳定性的计算,计算结果较为合理。 AbstractFilter('ChDivSummary','ChDivSummaryMore','ChDivSummaryReset');     

室内土剪切试验的分析

土的抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的极限能力,是土的重要力学性质之一。在计算承载力、评价地基稳定性以及计算挡土墙的压力时,都要用到土的抗剪强度指标。因此,正确地测定土的抗剪强度在工程上具有重要意义。抗剪强度的试验方法有多种,在试验室常见的有直接剪切试验、三轴剪切试验和无侧限抗压强度试验。在现场原位测试的有十字板剪切试验、大型直剪试验等。选择不同的试验方法所测的抗剪强度各不相同。现对室内几种土的剪切试验过程中应注意的问题以及测得的抗剪强度指标进行分析。     

无侧限抗压强度与十字板抗剪强度的对比分析

文中通过对福州马尾地区饱和软黏土的无侧限抗压强度试验与十字板剪切强度试验测定的不排水抗剪强度和灵敏度进行对比,分析了造成两者差异的影响因素,并对提高无侧限抗压强度准确性提出了一些建议。     

温州市域铁路深厚软土层扁铲侧胀试验应用研究

扁铲侧胀试验可以获取岩土体多个重要参数，针对温州市域铁路深厚软土层，开展扁铲侧胀试验应用研究。试验研究表明：扁铲侧胀试验获取的水平固结系数约是孔压静探消散试验的0.74倍，获取的不排水抗剪强度约是十字板剪切试验的1.04倍，获取的静止侧压力系数、水平基床系数与室内试验、规范经验值较为接近，因此扁铲侧胀试验可为地下工程设计与施工提供较准确的岩土参数。扁铲侧胀试验结果表明，温州市域铁路软土层具有固结与渗透特性弱、不排水抗剪强度低、静止侧压力系数大、水平基床系数小等特点，地下工程施工安全风险高。     

长江三角洲软土原位试验结果相关性分析

通过长江三角洲入海口软土的静力触探试验和十字板剪切试验结果的对比分析,表明不排水抗剪强度Cu与比贯入阻力Ps存在明显的线性相关关系;利用Cu-Ps的密切相关性,通过连续测定土层的静力触探试验成果,可以获得供工程设计使用的连续土层的强度力学参数,大大减少勘察工作量,节约勘察成本。     

秦皇岛滨海饱和软土的试验研究

为保持饱和软土的天然结构特征，野外采用开挖探井，环刀取土的方法获得了大量Ⅰ级土试样，并在室内进行有关饱和软土的物理力学性质试验。结果表明：秦皇岛滨海饱和软土的天然含水量介于37％～44％，土性属淤泥质粉质粘土。基于浅层平板载荷试验、静力触探试验以及十字板剪切试验，对饱和软土的天然抗剪强度、灵敏度、承载力进行了试验研究。建立了十字板抗剪强度和试验深度、静力触探比贯入阻力的经验公式，为工程应用提供了便利条件。秦皇岛滨海饱和软土的天然不排水抗剪强度平均值为27kPa，灵敏度为2．4～12．5，具有中高灵敏性。其地基强度的使用应综合考虑建筑物的加载速率、地基容许变形等多种因素。     

T型触探测试软黏土不排水抗剪强度工程实践

本文介绍了T型触探的研究现状、测试原理及其技术优点。选取天津某沿海软土场地,进行了工程实践,与静力触探测试结果、十字板测试结果进行了对比。测试结果表明:T型触探测试曲线变化趋势与静力触探基本一致;数值与十字板峰值强度相当。当不排水抗剪强度小于40k Pa时,T型触探测试结果稍高于十字板峰值强度;当不排水抗剪强度大于40k Pa时,二者测试结果基本相同。T型触探不需要上覆压力修正,不需要经验参数,有精确解,能方便地得到软黏土不排水抗剪强度随深度的变化曲线,是一种较好的原位测试手段。     

某预压荷载工程饱和软土抗剪强度的分析研究

以某饱和软土地基处理工程为依托,在预压荷载之前进行了十字板剪切原位测试,得出未处理前的饱和软土抗剪强度,处理200d后计算出饱和度,并再次进行十字板剪切原位实验得出处理后饱和软土的抗剪强度,对比分析处理后根据饱和度计算的抗剪强度与十字板剪切实验得出的抗剪强度,发现两者相差3.87k Pa,小于5%。     

对萧山软土深基坑有关勘察问题的探讨

基于萧山软土的工程地质特性,结合部分案例,剖析了以淤泥质软土为主的深基坑勘察问题,如没有做不固结不排水（UU）强度试验或现场做十字板剪切试验、没有对深厚淤泥质土的合理分层、钻探没有详细查明淤泥质土等软弱夹层、土工试验测试数据不正确、土层定名有误、对土的抗剪强度测试方法和取值的探讨、没有对人工填土等钻探取样、动探试验和考虑因素不周、没有对地下管线作详细的调查、钻孔未封孔、勘察成果报告和质量信息反馈等几个常见的勘察问题,浅析原因并相应作了处理。最后强调以预防为主,并明确提出了深基坑勘察应严于浅基础和桩基础（无带地下室）的勘察观点。     

波形钢腹板与混凝土底板连接构造受剪承载力研究

为改善波形腹板与底板连接构造混凝土浇筑质量与耐久性能,提出翼缘钢板下移至混凝土板底面,开孔板连接件垂直焊接于波形钢板并贯穿钢筋的下包型连接构造。通过设计具有不同开孔板厚度、形状及焊接宽度等参数的连接构造试件,开展标准推出试验,研究其受剪承载力、抗剪刚度、剪切破坏模式以及相对滑移特征。在试验研究的基础上,考虑钢材理想弹塑性、混凝土塑性模型以及钢-混凝土界面非线性接触,建立适用连接构造受剪分析的精细有限元模型,分析结果与试验结果吻合较好。通过验证的有限元模型进行参数分析,结果表明,增加开孔钢板的厚度和混凝土的抗压强度可有效提高受剪承载力。最后,基于模型试验与有限元参数分析结果,提出布置开孔板连接的下包型构造受剪承载力的计算式,可对开孔钢板连接面外受剪承载力进行较为准确地预测。     

Shear capacity of connect construction between corrugated steel web and concrete lower slab

为改善波形腹板与底板连接构造混凝土浇筑质量与耐久性能,提出翼缘钢板下移至混凝土板底面,开孔板连接件垂直焊接于波形钢板并贯穿钢筋的下包型连接构造。通过设计具有不同开孔板厚度、形状及焊接宽度等参数的连接构造试件,开展标准推出试验,研究其受剪承载力、抗剪刚度、剪切破坏模式以及相对滑移特征。在试验研究的基础上,考虑钢材理想弹塑性、混凝土塑性模型以及钢-混凝土界面非线性接触,建立适用连接构造受剪分析的精细有限元模型,分析结果与试验结果吻合较好。通过验证的有限元模型进行参数分析,结果表明,增加开孔钢板的厚度和混凝土的抗压强度可有效提高受剪承载力。最后,基于模型试验与有限元参数分析结果,提出布置开孔板连接的下包型构造受剪承载力的计算式,可对开孔钢板连接面外受剪承载力进行较为准确地预测。