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。     

基于CPTU贯入深度超前滞后效应的数值模拟研究

孔压静力触探技术(CPTU)是目前应用最广泛的原位测试技术之一。在岩土工程设计中,准确识别土层边界对确定地基土的工程性质指标如桩的持力层、地基承载力等具有重大意义。目前,岩土勘察中的土层分界是通过现场取样进行室内试验为主,静力触探等原位测试方法为辅。一些研究显示,CPTU测试数据的连续性使土层边界的确定更加精确。然而超前滞后深度的存在使基于CPTU土层分层的方法精度降低,影响了国内CPTU在这一方面的发展。采用ABAQUS软件通过给上下土层的弹性模量赋予不同的数值建立探头在层状土中的贯入模型,并且对探头贯入过程进行数值模拟。基于大量的现场试验数据提出在上软下硬和上硬下软地层条件下超前滞后深度的计算公式,为CPTU识别土层边界提供了有效的依据。     

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。     

现代数字式多功能CPTU与中国CPT对比试验研究

 首先对国内外不同尺寸探头测试参数的对比研究现状进行综述,结合不同场地的孔压静力触探(CPTU)和静力触探(CPT)现场试验,总结江苏典型黏土场地上国际10 cm2的CPTU探头和中国双桥15 cm2的CPT探头试验结果,对2种尺寸探头的测试参数作了详细比较。在划分土层、判别土类方面,多功能CPTU具有较高的分辨率。针对不同土类,从实用角度建立CPTU测试指标与中国CPT测试指标的转化关系。研究成果奠定了我国工程实际中应用国际10 cm2的CPTU探头基础,对推广应用国际标准的CPTU技术具有重要意义。     

黏土结构性参数测定研究

对人工制备结构性黏土进行了5种贯入速率下的室内孔压静力触探试验(CPTU)。把结构性黏土的流变分为滑移流变和损伤流变,在沈珠江堆砌体模型的基础上,采用过应力理论,建立结构性黏土流变模型。引入一个接触面模型,编制大变形固结程序并采用所建立的流变模型模拟结构性黏土室内孔压静力触探试验,验证了程序和模型的正确性。利用该程序模拟不同门槛损伤力q0的孔压静力触探,反演出该参数的原位测试公式。     

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。     

基于聚类分析理论的CPTU土分类方法研究

采用孔压静力触探(CPTU)测试资料进行土的工程分类时,在土成分和力学性状等相关性方面会产生很多不确定性。根据已有的CPTU土分类系统划分土类时,这种不确定性经常会导致不同土类的重叠。聚类分析是一个对相似数据进行分组归类的数学统计方法,基于CPTU测试资料将其应用于地质土层的划分。根据5条高速公路场地的现场CPTU试验和钻孔柱状图资料,阐述了已有聚类分析方法在划分土层界面的应用。结果表明:聚类分析方法不仅能够描绘出土层中主要的变化,而且能够探测到薄土夹层。因此,基于聚类分析理论的CPTU方法可以可靠有效地提供地质土层的初步划分。     

基于CPTU的中国实用土分类方法研究

国际上已有比较成熟的基于原位孔压静力触探测试（CPTU）的土分类方法,这些方法多以美国统一土质分类标准（USCS）为依据,其土类与中国土的工程分类标准不对应。因此,建立基于CPTU原位测试参数、符合中国标准的土工程分类方法具有重要工程意义。通过选择江苏典型地质成因的试验场地,进行了95孔CPTU测试和相应的钻孔取样与室内土工试验,其CPTU孔和相应钻孔之间距离小于5 m,对采用室内土工试验依据中国国家标准《岩土工程勘察规范》得到的土分类和CPTU测试参数进行了系统对比分析。选择国外7种常用的CPTU土分类图进行应用比较,发现Robertson的土类指数法分类图能提供最好的分类结果,据此建立了中国基于CPTU土类指数法的实用土分类方法,已有测试资料应用表明该分类图的准确率达到95%以上,可用作为中国工程场地采用原位CPTU测试进行土工程分类的方法。     

基于静力触探测试的国内外砂土液化判别方法

在砂土或粉土分布广泛的地区,地震液化是导致地基失稳和上部结构受损的直接原因之一.因此,判定地基土液化可能性是抗震勘察设计中的一个重大课题.由于获得高质量"未扰动"砂土样的困难和试验成本的限制,基于静力触探(CPT)的原位测试方法通常用于砂土液化势的评价.孔压静力触探(CPTU)作为一种新型的原位测试技术,采用其测试指标进行砂土液化势的评价日益受到人们的重视.目前,基于CPT测试资料已经提出了许多砂土液化势的评价方法,但国内外采用CPT判别砂土液化的方法是不同的.在对我国<建筑抗震设计规范>(GB50011-2001)中砂土液化判别方法与国外修正的Seed简化法的原理、方法及参数进行分析的基础上,将其2种方法进行比较,进而讨论了2种方法的差异.由于这些差异的存在,采用不同方法判别砂土液化可能性时会得出不同的、甚至是相反的结果.结合济宁-徐州高速公路砂土场地的CPT和CPTU测试资料,采用我国规范判别法、Seed简化法进行了液化判别分析,并进行了对比验算.其中Robertson法与Olsen法所得到的结论基本一致,而且Robertson法似乎比Olsen法稍微精确一些,而采用规范法所判定的结果偏于保守,这与锥尖阻力基准值的取值大小有关.     

孔压静力触探试验在杭州市绕城高速公路中的应用

介绍了利用孔压静力触探试验(CPTU)进行土的分类、固结系数测定、土层不排水强度及渗透系数等的确定方法。与原状取土试验结果和十字板试验的结果是相当一致的。证明了该试验结果的可行性和准确性。     

论中国区域性土的分布和岩土性质的形成

广阔的中国大地上分布着各种具有地区特点的“区域性土”:北部的黄土、南部的红土、中部的老粘土以及东南近海的海洋软土(包括沿海的软土)。它们和一般粘性土的工程特性不同,故而人们有时称之为“特殊土”。笔者曾分别对它们的工程特性和基本性质进行过研究。本文对这些“区域性土”的物理力学、物理化学和微观分析的测试成果作了系统归纳,并对这些“区域性土”的分布规律和工程特性的形成进行了综合研究。研究表明我国“区域性土”地理分布和独特的工程特性的形成,完全取决于我国的气候条件和地理地质环境。     

浅谈岩土粒度成分对土质分类的影响

介绍了土质分类的现状，分析了粗粒土粒度成分的影响，探讨了粘性土的塑性指标与粒度成分及其相互关系，指出工程设计中不能过分信赖分类的作用，正确的分类有赖于正确的鉴别，以达到促进土质分类研究的目的。     

土钉和复合土钉支护若干问题

调查表明学术界和工程界对土钉和复合土钉支护定义、支护机理认识差别很大。本文就土钉支护定义、计算模型、地下水处理、土钉支护适用范围、环境效应、设计中应注意的几个问题、以及复合土钉支护等问题介绍了笔者的看法,希望通过讨论,逐步统一认识,提高土钉和复合土钉支护的工程应用水平。     

土钉支护技术及应用

详细介绍了土钉支护的类型、特点、加固处理、设计方法及土钉墙在国内的应用成果，指出土钉支护是一种用于土体开挖稳定的新型支护结构，具有造价低、施工快、适用范围广等许多优点。     

水泥土桩复合地基的发展现状与应用研究

本文介绍了水泥土桩复合地基的相关研究进展,其中包括材料性能对水泥土桩复合地基的影响、水泥土桩复合地基承载和变形的试验研究、水泥土桩计算模型及受力分析、变形分析。旨在为今后水泥土桩工作机制及破坏形式的深入研究提供理论基础。     

注浆管式锚钉墙技术在广州地区的应用

结合工程实例介绍了注浆管式锚钉墙技术，以及该技术在广州地区的成功应用，说明注浆管式锚钉墙技术在局部软土地质条件下具有良好的使用效果。     

复杂介质对地震波传播的影响

本文基于两相介质动力学方程组,利用显式集中质量有限元结合透射人工边界,研究了水平自由场地单相土、欠饱和土和饱和土及不同模量的土层排列结构对地震波传播的影响。结果表明介质的性质对P 波传播有明显的影响;而土层结构对SV 波传播有明显影响。同时,本文还研究了横向不均匀场地地震反应,结果进一步表明,仅用一维模型研究横向不均匀场地会引起较大误差。     

随机土体结构模型理论及应用

土体是一种具有特殊结构的微观介质 ,基于土体的微观结构特性提出了一种新的土体结构模型---随机土体结构模型以及随机土体结构模型的四条基本假设 ;根据四条基本假设 ,构造土体的微观结构网络 ;利用这种结构网络进行数值计算 ,可以较好地模拟土体的力学性状。最后 ,利用该模型从土体结构破坏的角度解释了砂土液化的过程和现象     

高含水量粘土固化剂的研究

采用水泥、单一外加剂和复合外加剂对高含水粘土进行固化试验，并运用Ｘ射线衍射和扫描电子显微照相等对加固土进行了分析。研究结果表明，当土壤含水量较高（４８％左右）时，在水泥中掺１４％的石膏及３％的硫酸钠，能大幅度提高固化土的强度；在硫酸盐外加剂的作用下，粘土中的活性氧化铝与Ｃａ（ＯＨ）２反应生成针状的钙矾石晶体，从而使土团与水化产物相互联接，大大提高稳定土的强度和水稳性；较多的钙矾石晶体的形成是硫酸盐外加剂能大幅度提高固化土强度的主要原因。     

丽江某变电所膨胀土特性及填筑适宜性分析

220kV丽江变电所位于盆地与山麓接合地带,地层岩性主要为第四系残积型粘土和第三系粘土,土层具有中等膨胀潜势,若用非膨胀土换填或用改良膨胀土来回填工程造价均较高,因此,从膨胀土的野外特性、颗粒组成、膨胀潜势、回填特性来分析膨胀土用作填筑材料的适宜性,有重要的工程意义。