孔压静探在高速公路试验段勘察中的应用

本文探讨了根据孔压静探试验在高速公路地基勘察中应用的相关理论和方法。并以淮盐高速公路试验段为例 ,对土层进行划分 ,并对地基土的不排水抗剪强度、固结系数等参数进行了估算。通过与其他试验结果的对比分析 ,可以得出结论 :孔压静探试验适合于估算地基土的土性参数。     

扁铲侧胀消散试验获取固结系数的对比试验研究

本文简要分析了三种扁铲侧胀消散试验方法 (DMTC、DMTA及DMTA2)获取软黏土水平固结系数的原理,并介绍了其获取固结系数的方法过程。在某铁路工程湖州试验段开展了三种扁铲侧胀消散试验,同时,还开展了孔压静探消散试验、应力铲消散试验和室内固结试验等对比试验。对比测试结果表明:在饱和软黏土中,三种扁铲侧胀消散试验与孔压静探消散试验获取的水平固结系数较为接近,二者在均质土层中相关性较好,在非均质土层中相关性较差;通过与孔压静探消散试验、应力铲消散试验及室内固结试验获取的水平固结系数相关性的对比可知,DMTA、DMTC消散试验优于DMTA2消散试验;与扁铲侧胀消散试验及孔压静探消散试验等获取的水平固结系数相比,室内试验获取的水平固结系数明显偏小,这与其他研究者的成果一致。     

土样扰动对低塑性软粘土影响的试验研究

对由Sherbrooke块状取土器、挪威的54 mm标准活塞取土器和日本的75 mm标准活塞取土器所取得的土样进行了一系列三轴压缩和固结等对比试验.试验结果表明,块状土样的质量明显优于活塞土样,且土样扰动对低塑性粘土的影响很大.详细描述和分析了试验结果,对最易受扰动影响的土性参数进行了评估,并据此提出了一种评估土样扰动性大小的新标准.     

饱和块状混合回填土地基的一维固结分析

用块状渣土置换软弱地基和回填低洼谷地等是处置工程渣土的有效途径。为了分析饱和块状混合回填土地基的固结性状，运用混合物理论建立了其一维固结模型。首先，假定块状土固相和充填土固相之间满足等应变条件，获得了饱和块状混合回填土中各相应变与块状土孔隙变形和充填土孔隙变形的关系式。其次，在小应变条件下，根据自由能势函数方程建立了饱和块状混合回填土的一维线弹性本构方程，再结合达西定律和应力平衡方程获得了一维固结控制方程。再次，利用分离变量法得到一维固结解析解，通过退化本文模型与已有模型进行对比，验证了本文模型的正确性。最后，基于所得解析解，分析了充填土孔隙渗透系数、块状土孔隙渗透系数以及流体交换参数等因素对饱和块状混合回填土地基固结性状的影响。分析结果表明：充填土孔隙渗透系数对饱和块状混合回填土地基整体固结性状起主导作用；在固结初期，块状土超孔压会有一定程度的上升，且3个参数具有相似的作用机理。     

一种现场测定地基固结系数与渗透系数的方法

地基固结系数及渗透系数是地基计算及设计中的关键参数。本文利用IFCOBAT系统测试地基原位水平固结系数和渗透系数,采用考虑塑性区内外孔压系数不同的圆柱形孔洞扩张理论和一维径向固结方程模拟滤头周围的初始超静孔隙水压力分布及其消散过程,在渗透系数分析中,同时考虑了针头对流经水的阻力和滤头及容器内水柱的影响。现场测试结果与薄壁土样的室内试验结果的比较分析表明,现场测定的固结系数和渗透系数与室内试验结果接近。另外,还讨论了两种测试结果之间差别的原因及其合理性。     

静动力排水固结法中孔压、土压的响应特征及应用研究

在静动力排水固结法处理饱和软黏土地基处理的场地进行现场的数据测试, 分析了该条件下的孔隙水压力和土压力的响应规律,提供在一定的施工条件下沉降规律及与孔压、土压响应关系的求解方法,为静动力排水固结法加固淤泥类软土地基的研究和工程实践提供了一定的参考依据.     

重塑超固结饱和黏土蠕变试验与蠕变模型

采取杭州地区黏土制备重塑超固结土样（OCR=1.00,1.25,1.67,2.00,3.00）进行三轴剪切蠕变试验,研究超固结饱和黏土的时间变形特性和蠕变模型,对模型参数取值进行了分析。结果表明,重塑超固结饱和黏土的应力应变曲线具有应变硬化特征,在恒定偏应力下土样的时间变形曲线具有双曲线特征;超固结比越大,施加偏应力初始阶段试样中产生的超静孔压越小,试样变形进入蠕变阶段的时间越早,且在一定时间内试样的蠕变量发展越小。基于“孔压消散法”确定了超固结土的蠕变起始时间,采用双曲线蠕变模型可以高度拟合超固结饱和黏土剪切蠕变发展规律,曲线拟合分析表明：在相同的偏应力下,不同超固结比试样的最终蠕变量大致相等,但是超固结比越大时,土样蠕变发展越缓慢,表现为双曲线蠕变模型参数As在超固结比变化时几乎保持为常量,参数Bs则随超固结比的增大近似呈线性增长。     

DMTC消散试验探求软黏土固结系数研究

基于扁铲侧胀试验（ DMT ）的基本原理,简要地介绍了利用 DMT 的 C 值消散试验求解水平向固结系数的理论与方法。结合商丘—合肥—杭州（商合杭）铁路工程湖州试验段与上海—南通（沪通）铁路工程常熟试验段的 DMTC 消散试验进行了实例分析研究。结果表明： DMTC 消散试验与孔压静探消散试验获取水平向固结系数较为接近, 二者在均质土层中相关性较好,在非均质土层中相关性较差;与 DMTC 消散试验及孔压静探消散试验获取的水平向固结系数相比,室 内试验获取的水平向固结系数明显偏小,与其他研究者的成果一致。     

基于起始水力坡降的软土一维大变形固结分析

深厚软黏土的大变形特性以及土中渗流存在的起始水力坡降已分别为人们所认识,但能考虑起始水力坡降的深厚软土大变形固结理论报道甚少。假定土的体积压缩系数保持不变,渗透系数与孔隙比为平方关系,在拉格朗日坐标系中建立以超静孔隙水压力为变量考虑起始水力坡降的软土大变形固结问题的控制方程及求解条件。利用有限差分法解决了由起始水力坡降所引起的动边界问题,将很小起始水力坡降下(10-5)的差分解与达西渗流定律下解析解对比,验证了差分数值计算结果的可靠性,从而为解决移动边界问题提供了一种有效方法。最后着重分析了量纲一变量R对固结性状的影响及在大、小应变不同几何假定下固结性状的区别,结果表明:R值的大小会影响渗流前锋的最终位置及移动速度、超静孔压的消散速率。R值越大,渗流前锋的移动速度越慢,土中超静孔压消散越慢,残留于土中而不能消散的超静孔压越大,进而导致土体发生的最终沉降量就越小。大变形几何假定下土中超静孔压的消散速率要比小变形几何假定下快,且固结完成时残留于土中不能消散的超静孔压值要比小变形几何假定下小,故计算得到的地基最终沉降量要比小变形几何假定下的计算值大。     

考虑起始水力坡降的超固结土一维非线性固结分析

考虑超固结黏性土中渗流存在的起始水力坡降及变荷载作用,建立超固结土一维非线性固结模型。利用连续条件建立固结模型的控制方程,并采用有限差分法求取该模型的数值解。在此基础上,当回弹再压缩指数ce等于压缩指数cc时,将该文差分解与考虑起始水力坡降的正常固结土非线性固结半解析解对比以验证该文解的可靠性。最后,分析起始水力坡降和超固结应力状态对黏性土固结性状的影响。结果表明:起始水力坡降导致土中超静孔压不能完全消散;当外荷载稳定值qu与起始水力坡降i0、水的重度γw及土层厚度H之积的比值小于1时,单面排水条件下渗流前锋不能至土层底面;起始水力坡降i0越大,土层沉降值越小,按孔压定义的土层平均固结度也越小;相同起始水力坡降下,超固结土层超静孔压的消散速率比正常固结土层快,超固结土层的最终沉降值小于正常固结土层,且前期固结压力越大则最终沉降量越小。     

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。     

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。     

孔压静力触探试验的应用

本文简要地介绍了孔压静力触探试验在国内的应用现状。文中包括５项内容：①探头的性能及操作；②土分类图的检验及由此所得土层柱状图的可靠性；③固结系数的确定及其与室内试验、现场原位观测推求值的比较；④利用孔压静力触探试验指标进行沉降量的计算；⑤判定土结构性的可能性。上述内容以三个工程实例加以说明     

Prediction of embankment settlements over marine clay using piezocone penetration tests

The paper discusses the use of piezocone penetration testing (CPTU) and evaluates four methods of interpretation for predicting the deformation constrained modulus (M) used to calculate the consolidation settlement of cohesive soil. CPTU tests were performed at eight embankment sites in the Lianyungang marine clay and high-quality samples for laboratory testing were collected close to the CPTU test locations. The constrained modulus (M) values predicted using the different interpretation methods were compared with the reference values determined from the laboratory consolidation tests. A new correlation was also developed to predict M from the net cone tip resistance (q _t  − σ _vo ). The paper discusses a simple approach to the use of the CPTU method to estimate the settlements of expressway embankments     

Field Evaluation of the Cyclic Strength versus Cone Tip Resistance Correlation in Silty Sands

The liquefaction potential assessment under the framework of simplified procedure that involves the use of cone penetration tests (CPT) typically relies on empirical correlations between the soil cyclic resistance ratio, CRR and cone tip resistance q_t. For sands that contain fines (particles passing #200 sieve), an adjustment based on fines content in the CRR-q_t correlation is called for in currently available procedures. Earlier laboratory calibration tests in reconstituted silty sand specimens performed by the authors have indicated that partial drainage in CPT played an important role in the CRR-q_t correlations. A series of laboratory tests on undisturbed samples and field piezocone penetration tests (CPTU) were carried out in an alluvial soil deposit at two test sites in Central and Southern Taiwan. The results indicated that unlike the uniformly mixed specimens reconstituted in laboratory, the tested natural alluvial silt/sand soils can be heterogeneous with closely spaced clean sand layers embedded in a matrix of silty material. This stratification can render the CPTU a drained test even at fines contents well in excess of 50%. The ignorance of free draining effects on CPTU due to stratification in alluvial soils may lead to overestimation of CRR. Because of these factors, calibration of the CRR-q_t correlations by performing tests in local soil and field procedures to ascertain the drainage conditions in CPTU are important to the proper application of the CRR-q_t correlations in the liquefaction potential assessment.     

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。     

基于CPTU测试p-y曲线法及其在桩基水平承载中的应用

 孔压静力触探(piezocone penetration test,CPTU)原位测试提供的是最直接、最原始的土性参数,可以精细化反映土层信息随深度的非线性变化。采用原位测试CPTU锥尖贯入参数对桩基水平承载力进行评价,建立锥尖参数与p-y曲线参数的综合对应关系,提出基于CPTU原位测试的单桩p-y曲线计算及水平承载力确定方法。依托典型场地(靖江长江漫滩,宿迁废黄河泛滥区,苏州昆山太湖流域)水平试桩资料,对比验证了CPTU法p-y曲线模型的准确性及其在桩基水平承载预测中的可行性。结论表明：CPTU测试p-y曲线法能准确反映水平受荷桩的土抗力发挥特点,是一种高效、快速的桩基水平承载力确定方法。