基于CPTU测试的先期固结压力确定方法试验研究

先期固结压力是土的重要力学特性参数,对变形计算和强度分析有较大影响。目前,先期固结压力的确定主要依赖于室内固结试验,但土样的采取会出现扰动,难以代表土层的真正实际状况,且室内固结试验耗时,效率较低。本文在总结国际上基于孔压静力触探(CPTU)测试确定应力历史的研究成果基础上,以高质量“未扰动”土样的固结试验得到的先期固结压力作为参考值,根据三个场地的CPTU试验,对不同预测方法进行了比较。结论表明:采用净锥尖阻力可较可靠地确定土的先期固结压力。     

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。     

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。     

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。     

基于多功能CPTU测试的基坑开挖扰动深度确定方法

基坑开挖卸荷扰动区深度的确定是基坑设计的重要指标。现有的关于扰动区深度的确定大都采用室内试验方法,无法反映土体的原位应力状态。基于多功能孔压静力触探(CPTU)原位测试,对南京、无锡、常州3个基坑工程进行开挖前、后的原位测试,分析了开挖卸荷对锥尖阻力q_t、侧壁摩阻力f_s、摩阻比R_f、电阻率ρ的影响;进一步结合室内卸荷回弹试验,提出了基于原位测试的基坑开挖扰动深度确定方法。结果表明,对于粉土和粉砂地基,开挖卸荷会使锥尖阻力和侧壁摩阻力降低,且随着土体埋深增加,其影响程度逐渐减小;对摩阻比和电阻率影响则较小;基坑开挖扰动区深度为CPTU锥尖阻力qt衰减20%时对应的深度距坑底开挖面的距离。     

基于电阻率CPTU的饱和砂土液化势评价研究

饱和砂土的液化是地基基础震害的主要原因之一,对饱和砂土的液化势进行有效的评估是非常重要的。由于获得无扰动试样的困难和成本限制,原位测试方法通常用于砂土液化势的评价。目前出现了许多基于静力触探的液化评估方法,然而还没有出现哪一种方法最可靠的结论,高风险项目中通常采用多种方法进行综合评估,而新的液化评估方法的研究是非常有意义的。以宿迁—新沂高速公路建设为工程背景,采用电阻率孔压静力触探（RCPTU）对饱和粉质砂土进行了土层电阻率测试。首先,分析了归一化锥尖阻力与电阻率的关系,对建立电阻率液化评估方法具有指导意义。其次,以Robertson修正方法给出的周期阻力比为参考值,研究了联合电阻率和土类指数的周期阻力比计算方法,并研究了薄黏土层和过渡层对本文所提出电阻率方法的影响。结果表明,采用电阻率和土类指数能够对饱和砂土的液化势进行有效评估,然而应用于薄黏土层和过渡层时会低估土的周期阻力比。     

基于现代原位测试CPTU的土体液化势统一评价方法

静力触探(CPT)测试是国际上常用的砂质土液化判别技术,但无法反映孔隙水压力(孔压)对液化行为的影响.能够测试孔压的现代原位测试技术孔压静力触探(CPTU)对砂质土、粉质土具有更高的辨识度和灵敏度,因此在砂质土、粉质土液化评价方面具有独特的优势.通过编译的CPTU液化案例数据库,在简化应力框架下,通过粒子群优化核极限学...     

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。     

基于贝叶斯–粒子群优化算法的污染场地隔离墙阻隔效果CPTU原位评价方法

新建隔离墙投入使用前应进行质量检测以确保防渗性和均匀性。对其进行快速评价的难点在于高质量采样困难,室内试验耗时长。采用了孔压静力触探(CPTU)测试技术对新建隔离墙进行原位快速评价。通过对超孔隙水压力和水平渗透系数进行相关性分析,考虑参数空间变异性,应用随机场理论进行建模,模型参数定量描述了防渗缺陷层产生的原因。采用贝叶斯方法与粒子群算法相结合对模型参数进行求解,实现利用超孔隙水压力数据对新建隔离墙防渗缺陷层的快速识别和缺陷原因的定量评价。通过与传统的基于Robertson土体行为类别(SBT)分类方法的分层结果进行对比,指出传统土分类方法在隔离墙防渗评价中的不适用性。最后,结合CPTU孔压消散试验结果,评估新建隔离墙的连续水平渗透系数剖面。结果表明,提出的采用超孔隙水压力数据的CPTU原位评价方法可以正确识别新建隔离墙的防渗缺陷层并定量反映其原因。分析结果可为制定隔离墙修复计划提供指导信息。     

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。     

基于静力触探的不同压力段土体压缩模量确定方法研究

静力触探技术具有测试资料连续、重复性好、测试速度快、劳动强度低及经济效益高等优点,已在许多国家广泛应用,并在工程勘察中占有重要地位,然而在应用静力触探成果确定土体压缩模量工程化应用方面尚待进一步完善。本文通过开展深层双桥静力触探及其相应点位的土体固结试验,将所得静力触探试验结果与相应点位的不同压力段土体压缩模量进行综合对比分析,归纳总结出适用于天津地区的基于静力触探确定各土性不同压力段土体压缩模量的经验公式,所得研究成果可为相关工程提供参考,并推动静力触探技术工程化应用进程。     

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。     

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。     

应用旋转触探试验划分地层及确定土类定名方法研究

旋转触探作为一种新型原位测试技术已通过生产实践检验并在岩土工程勘察中逐步推广,然而有关其工程化应用问题尚有待完善。本文通过在京津城际线、京沪高铁线桩基试验点、邯郸至黄骅铁路线等地开展现场旋转试验,并将所得旋转触探试验结果与相应点位的静力触探及钻孔化验资料进行对比分析,初步总结出应用旋转触探试验结果划分地层、确定土的定名方法的一些规律,所得结果为推动旋转触探工程化应用提供了重要依据。     

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。