江苏海相黏土电阻率与岩土特性参数间相关性研究

土的电阻率是表征土体导电性的基本参数,也是土体固有物性的综合指标之一。电阻率静力触探技术是一种可原位测试土体电阻率的新型测试技术。首先介绍了江苏海相黏土和电阻率静力触探技术,采用电阻率静力触探在江苏海相黏土场地进行了原位测试,得到土的原位电阻率测试值,结合室内基本土工试验,分析了该海相黏土电阻率与基本土性指标和力学特性指标间的相关关系。研究结果表明：孔隙液含盐量、黏粒含量和塑性指数是电阻率的主控因素。电阻率随孔隙液含盐量、黏粒含量增加而减小,两者与电阻率均呈现较好的指数相关性,孔隙液含盐量大于6 g/L或黏粒含量大于60 %时,电阻率趋于定值;江苏海相黏土电阻率随塑性指数的增加而减小;其他岩土特性指标对电阻率存在一定的影响,但与电阻率之间相关性不显著。     

基于电阻率静力触探的海相黏土成因特性分析

土的电阻率是表征土体导电性的基本参数,也是反映土体固有物性的一个综合性指标.众所周知,土的电阻率影响因素较多,因此电阻率随深度的变化可以反映出土体的许多性状.电阻率静力触探(RCPT)作为一种新型的原位测试技术,除可测锥尖阻力、侧壁摩阻力和孔隙水压力以外,还可以同时测试土的电阻率.首先简要介绍了RCPT测试技术,采用电阻率静力触探(RCPT)在连云港海相黏土场地进行了试验,得到土的原位电阻率测试值.结合连云港海相黏土的室内物理化学分析试验,研究了其矿物成分、沉积化学特征,分析了该海相软黏土的电阻率指标与矿物成分、离子含量、胶结特性和氧化环境间的关系.分析表明:基于RCPT测试成果是可以充分反映出连云港海相黏土的成因特性的.     

基于孔压静力触探的连云港海相黏土的固结和渗透特性研究

针对连云港海相黏土,分别进行室内试验和孔压静力触探原位测试,并通过现场监测资料进行反分析,比较固结参数的差异性。不同方法得到的结果比较表明:孔压静力触探消散试验确定的水平固结系数为(3.0～6.5)×10-3 cm2/s,通常比竖向固结系数高2～4倍;变水头渗透试验得到的水平渗透系数和孔压静力触探测试现场得到的水平渗透系数值一致性很好;反分析得到的水平固结系数值略低于孔压静力触探测试得到的的水平固结系数值。对连云港海相黏土,地基处理设计采用孔压静力触探方法确定的固结参数能很好地符合工程实际。     

海相黏土孔压静力触探试验指标与离子化学特性的关系

通过孔压静力触探试验(CPTU),获得连云港海相黏土的不排水抗剪强度、超固结比和静止侧压力系数,并对土样进行离子化学分析.原位测试指标与各离子含量的相关性分析表明,显著影响原位测试指标的是Fe3+含量.Fe3+在连云港海相黏土中以胶体方式存在,影响土颗粒之间的胶结联结,较多Fe(OH)3胶体形成的粒间联结能造成土体的轻微超固结性,影响土的弹性特征.     

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。     

基于随机场理论的地基稳定性模糊可靠度分析

根据Vanmarcke提出的随机场理论描述土性参数的空间变异性,建立了考虑土性参数空间变异性的地基失稳模糊概率公式,并通过实例分析了两种情况下地基的模糊失效概率值,得出用随机场理论空间均值方差计算的模糊失效概率值比不考虑土性参数的空间变异性计算模糊失效概率值偏低的结论.     

基于CPTU确定软黏土超固结比的理论改进方法

 利用孔压静力触探(piezocone penetration test,CPTU)试验结果确定超固结比(over consolidation ration,OCR)不仅能避免传统室内试验方法中土样扰动的问题,还能得到地层剖面上连续的OCR值。将静力触探锥头的挤土模式看作是球形孔的扩张,锥面上的正应力和剪应力分别假定为极限扩孔压力和锥–土接触摩擦力;基于修正剑桥模型中圆孔扩张的近似闭合解,提出了利用CPTU测试结果确定OCR的理论改进方法。分别选取轻超固结和重超固结场地的CPTU试验结果,对提出方法的可靠性进行验证。结果表明,在综合考虑锥面粗糙度以及贯入速率等因素的影响后,预测得到的OCR值较已有理论方法更接近实测结果。最后在连云港海相黏土中对该理论改进方法进行应用,计算表明该土层处于欠固结～轻超固结状态。     

基于静力触探+面波勘探技术的岩土体空间变异性表征方法研究

文章利用静力触探+面波勘探技术来分析表征岩土空间的变异性,从而提高边坡的稳定性和准确性。首先,通过使用12个均匀分布的检波器进行多道面波测试,以获取二维剪切波速数据。然后,应用岩土体参数的概率化反演技术,将二维剖面数据矩阵化,并考虑隐变量之间的相关性。通过递归算法获得隐变量的分布方差,进而得到了岩土体参数的二维剖面。最后,构建高度精确的二维稳定性分析模型,考虑实测剪切波速反演数据的特性。研究结果显示,模型考虑了多种可能的滑面,其中最危险的滑面的安全系数为1.216。此外,应用岩土体参数概率化反演技术,发现摩擦角不确定性对稳定性的影响较小,因此推断边坡在自然状态下是安全的。     

CPTU数据校准黏土和砂土统一模型本构参数的随机力学-贝叶斯方法

黏土-砂土统一本构模型CASM(Clay And Sand Model)与剑桥模型相比引入了状态参数,可描述黏土和砂土的复杂力学状态,但其本构参数(一类精细的岩土参数)因存在天然的变异性和认知的不确定性,难以精细确定。以CASM模型为基础推导球孔扩张和孔压静力触探试验CPTU(Piezocone Penetration Test)贯入机理,结合原位测试数据,采用随机力学-贝叶斯方法校准关键本构模型参数,如间隙比、应力状态系数、临界状态应力比和超固结比。首先推导基于CASM模型的球孔扩张理论,解释极限扩孔应力与CPTU数据的贯入力学机理。然后提出基于MCMC(Markov Chain Monte-Carlo)法的贝叶斯抽样算法。最后采用以上随机力学-贝叶斯方法校准上海苏州河段深层排水调蓄管道系统工程云岭西地区第⑧1层土和第⑧2层土的本构模型参数,并通过数值模拟评估本构模型参数后验分布的准确性。研究结果表明：本构参数经过贝叶斯理论校准后,其变异性减小,且具有一定的统计相关性。利用校准后的本构参数进行基坑开挖模型数值计算,得到的结果更加符合工程监测值,证明了利用原位测试数据校准本构参数的随机力学-贝叶斯方法的有效性。以上研究揭示了CASM本构模型与CPTU数据之间的力学机理和数学统计规律,并为其他本构模型的开发和参数校准提供了新的研究思路。     

应用孔压静力触探（CPTU）确定软土压缩模量的试验研究

回顾了采用孔压静力触探（CPTU）测试参数确定压缩模量（E_s）的现有方法,并在江苏选择3个高速公路软土场地进行了CPTU试验,以高质量原状土样固结试验得到的E_s值作为参考值评估了各经验方法的预测有效性,进而提出了新的江苏典型软土锥尖阻力-压缩模量E_s相关关系;同时采用不同CPTU测试参数计算的E_s值预测了某条高速公路软基的沉降量,并和现场沉降观测值进行了比较,结果表明：基于净锥尖阻力q_n的Senneset（1989）方法能够很好的预测E_s值;同样,基于CPTU测试参数预测的高速公路软基沉降量也接近于现场实测沉降,验证了应用CPTU确定软土E_s值进而预测软基沉降的可靠性。 方法 方法     

基于CPTU试验成果在土体定名中的研究

根据孔压静力触探所获得的连续读数,分别绘制摩阻比和修正后的端阻力(Fr—qt)、标准化的摩阻比和标准化的锥尖阻力(RF—Qt)以及侧摩阻力和有效端阻力(fs—qE)的三幅关系图,并结合图确定各层土体的类型;与钻孔取样后的室内试验结果进行对比,得出了一些有参考价值的结论。     

连云港浅层海相软土沉积环境及物理力学性质研究

基于江苏地区典型软土的孔压静力触探（CPTU）测试数据,对江苏地区软土分类进行研究。分析对比国际上常用的CPTU土分类方法,分别采用SBT（soil behavior type）分类方法和I_c（土类指数）分类方法,对江苏地区的苏北滨海相,里下河泻湖相,长江三角洲冲积相和太湖冲湖积相等软土进行土分类。分类结果表明,CPTU原位测试可以有效识别江苏地区典型软土进行土分类,SBT土分类结果与I_c土分类结果具有良好的一致性,I_c土分类图中不同土类之间的分界线更为明显。

     

推广孔压静力触探技术的意义

单桥静力触探仅能测一个参数,分辨率低,只在我国应用,不利于国际竞争与交流,建议逐步加以淘汰,而应大力推广国际通用的孔压静力触探技术.该技术能测多个参数,在划分土类、求取土层固结系数等方面精度高,特别适宜在软土地区推广使用.     

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。     

土工离心模型的空间变异性研究

土工离心模型的试验结果主要由模型箱内空间平均的土性指标影响。基于随机场的原理,研究了土工离心模型中土性指标的空间变异性。根据实测土密度和孔隙率数据,采用相关函数法计算相关距离,并讨论了模型与原型的空间变异性的相似关系。结果表明,离心模型中土性指标的点变异系数相比原位测试值偏小,相关距离则远小于原位土的相关距离。即使点变异系数和相关距离一致,不同比尺的模型对应原型的空间均值变异系数也不相等。给出了空间均值变异系数云图,可用来调整离心模型以满足原型空间均值变异系数的要求。