基于CPT(静力触探技术)概率的土壤性质和分类
基于CPT判别土类及状态在地基检测中的应用
基于CPT判别土类及状态在地基检测中的应用叶锋;陈小利;贺迎喜;赵维军;邱青长;王盼【摘要】As per technical specifications in New Doha Port Project, the ground shall be improved to medium dense to dense for granular deposits and firm to stiff for cohesive deposits. CPT is proposed as ground testing method after ground improvement. Firstly, soil classification is undertaken based on cone resistance and friction ratio of CPT. Thus soil is classified into granular and cohesive type. For granular deposits, CPT acceptance criteria are established by the correlation between relative density and cone resistance. For cohesive deposits, CPT acceptance criteria is established by the correlation between undrained strength and cone resistance. The soil classification system and two types of acceptance criteria based on CPT are greatly suitable for ground testing and they are worth popularizing.%针对多哈新港项目中的地基验收标准（即经地基处理后，砂性土须达到中密-密实，黏性土须达到硬塑-坚硬），提出采用CPT作为地基检测方法。
基于CPT(静力触探技术)概率的土壤性质和分类
外文翻译译文：基于CPT（静力触探技术）土壤性质和概率的分类K. Onder Cetin, M.ASCE ; 和Cem Ozan摘要由于在常规静力触探测试的土壤取样不足，有必要基于锥尖与侧壁摩擦值以及孔隙水渗透压力诱发期间和之后对土壤特点分类。
目前可用的半经验方法表现出在评估土壤类型不确定。
本文的静力触探为基础的土壤特征和分类方法是在试图提出一个新的可能，解决固有的不确定性问题的范围。
为了标准化校正的锥尖阻力（qt,1,net）,归摩擦率（FR），细沙含量（FC），液限（LL），塑性指数（PI）和土壤类型组成的数据库与土壤分类系统的统一得到遵守这个目的。
土壤分类实验室是测试钻孔取扰动样大部分2米内CPT洞的标准贯入试验。
由此产生的数据库通过评估贝叶斯更新概率方法，允许充分和一致的表现不确定性,包括（1）模型的缺陷表示方法；（2）统计的不确定性；（3）固有的变异性。
结论表明，不同的FC，LL，PI和A线边界曲线随着一个新的CPT基础，在（qt,1,net ）和（FR）领域提出了一种简化的土分类方案。
概率方法所建立的模型的可靠性通过一组数值实例进行了证明。
DOI: 10.1061/ASCE1090-024********:184CE数据库主题词：静力触探试验;可塑性;液限;土壤分类;概率。
简介基于地质及岩土工程资料汇编的目的，CPT圆锥贯入试验被广泛用于研究地下土壤特性。
与D6066-98标准一致（美国ASTM2000），传统的CPT，将一个10平方厘米面积的钢锥以20毫米/秒液压推入土壤，并记录端阻力和侧壁摩阻力。
由于它的鲁棒性和可重复性，其主要劣势是缺乏土壤取样，尽管最近出现了一些对传统CPT的改进试图消除这一缺点。
这些有衡量次生孔隙压力（Janbu和Senneset1974年，Schmertmann1974年）；剪切波速（Campanella等人1986，罗伯逊等1986年）；在多个地点的渗透率（即 piezo-cone penetration test, CPTU or seismic cone penetration test, SCPT）；数字成像周围的土壤介质[即 vision CPT（Raschke 和 Hryciw 1997）]，以及多套筒（DeJong 和 Frost 2002）圆锥贯入，以提供其他的有用信息。
基于静力触探测试的国内外砂土液化判别方法
基于静力触探测试的国内外砂土液化判别方法一、本文概述液化是砂土在地震动荷载作用下由固态转变为液态的现象，是工程地震学中一个极为重要的问题。
液化会导致地基失效，建筑物沉陷或倾倒，从而引发严重的灾害。
因此，准确有效地对砂土液化进行判别，对于确保工程结构的安全性和稳定性具有至关重要的作用。
静力触探测试作为一种原位测试技术，具有操作简便、结果直观等优点，因此在砂土液化判别中得到了广泛应用。
本文旨在综述基于静力触探测试的国内外砂土液化判别方法。
将介绍砂土液化的基本概念和静力触探测试的基本原理。
将详细阐述国内外在砂土液化判别方面的研究成果和现状，包括各种判别方法的基本原理、适用范围和优缺点。
将探讨静力触探测试在砂土液化判别中的具体应用，以及未来在砂土液化判别领域的研究方向和发展趋势。
通过本文的综述，希望能够为工程师和研究人员提供关于砂土液化判别方法的全面了解和参考，为砂土液化判别技术的发展和应用提供有益的借鉴和启示。
二、国内外砂土液化判别方法研究现状砂土液化判别方法的研究一直是岩土工程领域的重要课题。
液化现象指的是在地震、爆炸等动力荷载作用下，无粘性土（如砂土）由固态转变为液态的现象，这种转变会导致土壤失去承载能力，对建筑物和基础设施造成极大破坏。
因此，准确判别砂土液化对于预防地震等自然灾害具有重要的工程实际意义。
在国内外，砂土液化判别方法的研究已经取得了显著进展。
传统的判别方法主要基于静力触探测试（CPT）的结果，通过分析CPT数据中的锥尖阻力、侧壁摩阻力等参数，结合现场的地质环境条件和地震动参数，来评估砂土液化的可能性。
这些方法虽然在一定程度上能够反映砂土的液化特性，但由于缺乏考虑动力因素，其准确性和可靠性有待进一步提高。
近年来，随着科技的发展和研究的深入，国内外学者提出了许多新的砂土液化判别方法。
这些方法不仅考虑了静力因素，还引入了动力参数，如地震加速度、频率等，以更全面地评估砂土的液化风险。
随着机器学习等技术的快速发展，一些基于数据驱动的砂土液化判别模型也逐渐兴起。
基于静力触探测试的国内外砂土液化判别方法
参考文献(References)：
[1] 中华人民共和国国家标准编写组. GB50007–2002 建筑地基基础设 计规范[S]. 北京：中国建筑工业出版社2002.(TheNationalStandards Compilation Group of People′s Republic of China.GB50007–2002 Code for design of building foundation[S]. Beijing：China Architectu re and Building Press，2002.(in Chinese)) [2] 赵成刚，尤昌龙. 饱和砂土液化与稳态强度[J]. 土木工程学报， 2001，34(3)：90–96. (ZHAO Chenggang，YOU Changlong. Liquefactionand steady state strength of saturated soil[J]. China Civil EngineeringJournal，2001，34(3)90–96.(inChinese)) [3] 汪明武，罗国煜. 最优化法在砂土液化势评价中的应用[J]. 岩土工 程学报1999，21(6)：704–706.(WANG Mingwu，LUO Guoyu.Application of optimization method to assessment of sand liquefactionpotential[J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering， 1999，
基于基于cptcpt测试测试的液化判的液化判别方法别方法2121国规范国规范判别法判别法22seed22seed简化法简化法2323国内国内外判别方外判别方法的差别法的差别我国规范判别法属于经验法是根据在邢台地震我国规范判别法属于经验法是根据在邢台地震19661966年年通海地震通海地震19701970年年海城地震海城地震19751975年年唐山唐山地震地震19761976年年及国外历史上地震后出现喷水冒砂滑及国外历史上地震后出现喷水冒砂滑移与沉陷等地面变形为标志的液化场地上进行的对比试移与沉陷等地面变形为标志的液化场地上进行的对比试验跟据运用概率统计法建立起来的因而具有较强的验跟据运用概率统计法建立起来的因而具有较强的实用性和针对性成为目前砂土液化判别的主要原则
基于静力触探技术的土层及土类划分方法
(2009-2010学年第二学期)土工测试原理与技术课程论文研究生：周森提交日期：2010年9月1日研究生签名：学号200920105032 学院土木与交通学院课程编号S0814004 课程名称土工测试原理与技术学位类别硕士任课教师刘叔灼教师评语：成绩评定：分任课教师签名：年月日基于静力触探技术的土层及土类划分方法周 森（华南理工大学土木与交通学院，广东 广州 510640）摘 要：静力触探是一种在工程中广泛应用的原位测试方法。
介绍了静力触探的国内、外发展状况、基本原理及成果应用，对单桥静力触探、双桥静力触探和孔压静力触探三种测试方法进行了比较，着重探讨了静力触探曲线在划分土层土类中的应用并总结了划分土层土类的三种方法，即目测经验法、分类图法和变量统计分析方法。
通过比较分析得出：双桥静力触探可同时测得锥尖阻力c q 和侧壁摩阻力s f ，因此较单桥静力触探具有较高的准确度；孔压静力触探方法综合运用h q c -、h f s -和h u -曲线划分土层，进一步提高了区分精度；随着计算机运算技术的发展，基于变量统计理论为基础的静力触探方法是今后的一个发展趋势。
关键词：静力触探技术；测试方法；土层土类划分中图分类号：TU 432 文献标识码：A 文章编号：作者简介：周森（1986～），男，河南南阳人，华南理工大学岩土工程专业硕士研究生，主要从事于风险分析方法在岩土工程中的应用及地下结构设计方法的研究。
E-mail:*******************。
Classifications of Soil Layer and Soil Properties on the Basis of CPT TechniqueZhou Sen(College of Civil Engineering & Transportation,South China University of Technology, Guangzhou 510640, China)Abstract : Cone Penetration Test is a widely-used in-situ measurement in practical project. The development, basic principle and application of CPT technique are discussed, three methods----Single bridge static CPT, double bridge static CPT and pore pressure CPT are analyzed and compared. The methods used to classify soil layer and soil properties are focused on. Conclusions are drawn as follows: Both resistance awl c q and side friction s f can be obtained by double bridge static CPT, thus double bridge static CPT hashigher accuracy than that of single bridge static CPT; The curvesh q c -,h f s -and h u -can be comprehensively used by pore pressure CPT, which improves the accuracy more; The CPT technique based on statistical theory is an evolution trend in thefuture.Key words : CPT technique; in-situ measurement; classification1 静力触探的国内、外发展状况静力触探（Cone Penetration Test ，简称CPT ）是20世纪40年代随着实用土力学和理论土力学的建立，在欧洲一些软土分布较为广泛的国家发展起来的一种原位测试方法［1］。
静力触探试验CPT
输 出ε
mV或 µε 改变供桥电压，重复上述步骤， 获得各种桥压下的标定系数。
2）标定供桥电压法 适用于供桥电压连续可调的自动记录仪。 先指定一个标定系数，计算仪表满量程
荷载； 给供桥电压一个初始值，施加满量程荷
载，看输出是否满量程，否则改变供桥电 压，直至输出满量程。
重复上述步骤，获得各种标定系数下的 供桥电压。
ps超前滞后超前滞后4影响因素贯入速率探头面积探头结构形式临界深度浅部影响成层土8成果应用1确定土层剖面和土的类别砂土密实度2提供地基承载力如对上海灰色粘土f0075p38kp0sa3确定单桩承载力quqlpa单桥usikibsbp?psp1000kp粘性土?20sa?qsik?0025p25p1000kpssa??ps?50粉土及砂性土quflqa双桥usiiicp10043f?055粘性土isi5045f?045砂性土isi桩端阻力修正系数粘性土取23饱和砂土取12
4）确定土的变形指标
Es = 3.11ps + 1.14 （上海粘性土）
5）确定土的强度参数
cu ≈ qc /15
qc = 3.1 ~ 4.0
6）判定砂土的液化
ϕ = 300（砂土）
pscr = ps0[1− 0.065(dw − 2)][1− 0.05(d0 − 2)]
地下水埋深
覆盖层厚度
下地锚
静力触探试验（CPT）
• 试验目的:
了解静力触探的试验设备及试验步骤; 初步掌握试验资料的整理及成果的应用.
1、概述
利用准静力将触探头（内部装有传感器） 以均速压入土中， 以获取土层的贯入阻力，从 而判定土的物理力学性质。
优点：连续 快速 精确
尤其对不易取样的饱和砂、软粘土
基于随机森林算法的CPTu土类识别模型研究及其在不同区域的应用
第 54 卷第 11 期2023 年 11 月中南大学学报(自然科学版)Journal of Central South University (Science and Technology)V ol.54 No.11Nov. 2023基于随机森林算法的CPTu 土类识别模型研究及其在不同区域的应用伍圣超1, 2, 3，王睿1, 2, 3，张建民1, 2, 3(1. 清华大学 水沙科学与水利水电工程国家重点试验室，北京，100084；2. 城市轨道交通绿色与安全建造技术国家工程试验室，北京，100084；3. 清华大学 土木水利学院，北京，100084)摘要：探讨基于跨地区的“CPTu+钻孔”数据库建立多地区广泛适用的土类识别模型的可行性，阐明在砾石、砂土、粉土、黏土四大分类情况下，能够适用于多个不同地区的土类识别模型。
基于跨新西兰、奥地利、德国3个地区的“CPTu+钻孔”数据库，以CPTu 测试数据的8个统计特征为输入，以砾石、砂土、粉土、黏土4种土类为输出，应用随机森林算法建立分类模型，同时探讨RF 、SVM 、BPANN 、KNN 4种机器学习算法对于该土类识别问题的性能差异。
研究结果表明：模型在3个地区均具有良好的泛化性能，与工程中广泛接受的SBTn 图表法相比，土类预测精度显著提升。
结合该模型和相应的土层界面确定方法，可应用于完整的CPTu 测试曲线以重构测点处的土层分布。
重构土层分布和钻孔土层分布具有很好的一致性，一致性程度达95%左右。
在4种机器学习算法中，RF 算法具备最优的性能，能有效解决不平衡分类问题。
关键词：CPTu ；土类识别；随机森林；泛化性能；不平衡分类中图分类号：TU19 文献标志码：A 文章编号：1672-7207（2023）11-4391-12Research on CPTu-based soil classification model using randomforest algorithm and its application in different regionsWU Shengchao 1, 2, 3, WANG Rui 1, 2, 3, ZHANG Jianmin 1, 2, 3(1. State Key Laboratory of Hydroscience and Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China;2. National Engineering Laboratory for Urban Rail Transit Green and Safety Construction Technology,Beijing 100084, China;收稿日期： 2022 −12 −28； 修回日期： 2023 −02 −07基金项目(Foundation item)：国家自然科学基金资助项目(52022046，52038005) (Projects(52022046, 52038005) supported by theDOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2023.11.017引用格式： 伍圣超, 王睿, 张建民. 基于随机森林算法的CPTu 土类识别模型研究及其在不同区域的应用[J]. 中南大学学报(自然科学版), 2023, 54(11): 4391−4402.Citation: WU Shengchao, W ANG Rui, ZHANG Jianmin. Research on CPTu-based soil classification model using random forest algorithm and its application in different regions[J]. Journal of Central South University(Science and Technology), 2023, 54(11): 4391−4402.第 54 卷中南大学学报(自然科学版)3. School of Civil Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China)Abstract:The feasibility of building a multi-regional soil classification model based on the cross-regional "CPTu+ borehole" database was investigated, and it illustrates that a single soil classification model can be suitable for multiple regions with four major classifications: gravel, sand, silt and clay. A "CPTu & borehole" database from New Zealand, Austria and Germany was established, and a soil classification machine learning model was developed based on random forest algorithm using the eight statistical characteristics of CPTu data as inputs and four soil classes, including gravel, sand, silt, and clay, as outputs. Furtherly, the performance of four kinds of machine learning algorithms, namely RF, SVM, BPANN and KNN, were discussed in detail for CPTu-based soil classification. The results show that the soil classification model has good generalization performance in three regions, i.e., New Zealand, Austria and Germany, and exhibits remarkable better performance than SBTn method.Combined with an appropriate soil boundary determination method, the model can successfully reconstruct the soil stratification at the CPTu testing point. The reconstructed soil stratification has good consistency with corresponding borehole results, and the consistency level is about 95%. The RF algorithm shows optimal performance for solving this imbalance classification problem.Key words: CPTu; soil classification; random forest; generalization performance; imbalance classificationCPTu具有测试快捷、成本低、可靠性高以及测试数据沿深度连续的特点，在岩土工程勘察中得到了广泛应用[1−3]。
基于CPT资料的土性参数随机场特性研究
ξ ( z ) = t ( z ) + w( z )
式中：z 为土体深度。
（1）
Vanmarke 认为，在相关距离内土性完全相关， 距离大于相关距离则基本不相关，即采用阶跃型相 关模型，而其他相关模型假定相关系数随距离的增 大而减小。可以肯定的是，当距离较小时，土性间 相关性较大，随距离的增大相关性逐渐减小。笔者
关，都为 N (0, σ ) 分布，定义
ρ (τ ) =
R(τ ) R(0)
（2）
一般称 ρ (τ ) 为标准相关函数， 简 显然有 R(0) = σ 2 ， 称相关函数（ACF）。 2.3 相关距离 Vanmarcke 1977 年提出[1]，若存在
h →∞
lim hΓ 2 (h) = δ u
（3）
1 引 言
由于地基土是在漫长的地质年代中形成的，所 以土体参数具有明显的空间变异性。虽然土体各点 参数是确定的 （不考虑时间效应） ， 然而人们无法确 切知道参数在每点的数值，只能通过有限样本点去 估计未知点，从而导致随机场的建立。在国外， Vanmarcke 较早系统地研究了随机场理论，对岩土 随机场特性进行了精辟的论述[1−3]。对于岩土参数 的不确定性的原因以及对岩土工程设计的影响，人
天津大学闫澍旺教授及其课题组对随机场理论做了深入的探讨并取得大量的成果1012并进一步把随机场理论应用于海洋地基土可靠度分析中1314本文主要基于静力触探试验cpt资料进行分析静力触探试验是一种快速省力的原位测试方法该测试方法可重复性好且能够获得大量连续的数据
第 30 卷第 9 期 2009 年 9 月
Study of random field characteristics of soil parameters based on CPT measurements
例析基于CPTU技术海上井位的地质分层
例析基于CPTU技术海上井位的地质分层孔隙水压力静力触探（英文简称CPTU）是一种具有速度、数据连续、再现性好、操作省力等优点的新型原位测试技术。
孔隙水压力静力触探技术是把测孔隙水压力的传感元件与标准的静力触探组合在一起，在测定锥尖阻力qc和侧壁摩擦阻力fs的同时，量测土的孔隙水压力u；当停止贯入时，还可量测超孔隙水压力△u的消散，直至超孔隙水压力全部消散完，达到稳定的静止孔隙水压力u0。
目前，孔隙水压力静力触探（CPTU）在地质勘察中已得到广泛应用。
随着海上资源勘探开发日益发展，海上需要越来越多的基础建设。
海上钻井船的插桩和钻进平台建设及管道的铺设都必须依靠浅层的地质条件才可以进行作业。
传统的海上地质勘察的方法是钻孔取样，通过现场和土工实验室试验，为海上工程提供设计参数。
传统的取样和实验室分析方法不仅对土样的扰动大，使得实验室测试结果常出现较大误差，同时成本费用比较高，操作比较麻烦，耗费勘察周期长，地质参数的精确性很难做到。
孔隙水压力静力触探在海上地质勘察中可以弥补钻孔取样的不足，不需要取样，而且周期短。
目前国家的发展战略是向深海进军，水深的增加会加大取样难度，甚至取不到土样。
本文就针对海上某井位隙水压力静力触探（CPTU）资料作了划分土层的分析和总结，为以后海上CPTU技术应用提供借鉴和参考。
1 孔隙水压力静力触探（CPTU）的理论基础把探头借助机械力量压入土中时，终端记录锥尖阻力qc和侧壁摩擦阻力fs，以及土的孔隙水压力u随深度的变化曲线，具有具有快速、可靠、经济和连续的优点。
由于不同的土质，反映到qc-h，fs-h，u-h曲线上，会呈现出成层的分布规律，利用这个规律可以对海底地质进行分层。
文献[4]对目前基于CPTU的土质分类经验图表进行了很好的总结。
在正常贯入速率下（2cm/s）测得的u-h曲线上，能够反映出2cm薄层的变化。
因此，利用孔隙水压力随深度变化曲线判别土层能够提高判别的准确性和精度。
静力触探在软土层与砂层的应用分析
静力触探在软土层与砂层的应用分析摘要：论文基于对静力触探基本原理的分析，根据其在软土层和砂层的应用进行了分析比较，强调了静力触探试验在软土层及砂层中进行场地土类别划分等的优越性。
关键词：静力触探软土地层砂层近年来，我国造船行业迅速发展，兴建了一批造船基地，岩土工程勘察作为地基基础设计的依据，日益凸显出其重要性。
为快速准确地查明场地地层在垂直和水平方向上的分布规律，进行场地土类别划分，估算地基土的力学性质及变形特征，判别饱和砂土地震液化的可能性。
除钻探等常规勘察手段外，静力触探已被广泛应用，尤其是在软土地层中的应用已取得了显著成效。
1静力触探的基本原理静力触探( Cone Penetration Test简称CPT)是原位测试中的一种重要手段，既具有在原位应力条件下进行，对土体扰动小，测定的范围大，反映微观、宏观结构的影响，连续记录土体的力学性质等优点，又能够克服室内试验费时费事、部分土取样困难、代表性差等缺点能够比较真实地反映地基土的抗剪强度特性。
静力触探的基本原理是用静力匀速的将一个内部装有传感器的触探头匀速压入土中，由于地层中各种土的软硬程度不同，探头所受阻力也不一样，传感器将这种大小不同的贯入阻力通过电信号输入到记录仪表记录下来。
再通过贯入阻力与土的工程地质性质之间的定性关系和系统相关关系，来达到取得土层剖面、提供浅基承载力、选择桩端持力层和预估单桩承载力等岩土工程勘察目的。
静力触探使用微电脑使地层的数据采集、存储、处理、打印和绘图，实现自动化，在现场即能取得土层剖面的变化信息，并提供土的工程参数，大大缩短勘探周期，并对岩土的工程问题，如天然地基承载力、桩基承载力、地基土层的贯入阻力等进行评价。
2静力触探成果应用领域静力触探作为岩土工程勘察中的一种重要勘探方法，其试验成果有下列应用：①土层划分，判定土层类别，查明软、硬夹层及土层在水平和垂直方向的均匀性；②评价地基土的工程特性：主要是地基土的容许承载力、压缩性质、估算粘性土的不排水抗剪强度、超固结比、灵敏度、砂土的相对密实度、内摩擦角、土的压缩模量、变形模量、饱和粘土不排水模量、砂土初始切线弹性模量和初始切线剪切模量、地基承载力，砂土液化判别等；③直接为工程提供设计参数：例如，探寻和确定桩基持力层预估打入沉桩可能性和单桩承载力；④检验人工填土的密度和地基加固效果。
静力触探试验(岩土工程)
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4. 试验方法和技术要求
• 在静力触探试验工作之前，应注意搜集场区既有的工程地 质资料，根据地质复杂程度及区域稳定性，结合建筑物平 面布置、工程性质等条件确定触探孔位、深度，选择使用 的探头类型和触探设备。
• （1）静力触探仪的选择
• （2）试验等级及精度要求
• （3）孔压探头的脱气处理
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优点和缺点
• 优点： • （1）测试连续、快速，效率高，
功能多，兼有勘探与测试的双重 作用； • （2）采用电测技术后，易于实现 测试过程的自动化，测试成果可 由计算机自动处理，大大减轻了 人的工作强度。 • 缺点： • （1）贯入机理不清，无数理模型 • （2）对碎石类土和密实砂土难以 贯入，也不能直接观测土层。 • 在地质勘探工作中，静力触探常 和钻探取样联合运用。
• （3）孔压探头：它一般是在双用探头基础上再安装一种可测触探时 产生的超孔隙水压力装置的探头。孔压探头最少可测三种参数，即锥 尖阻力、侧壁摩擦力及孔隙水压力，功能多，用途广，在国外已得到 普遍应用。
• 此外，还有可测波速、孔斜、温度及电导率等 的多功能探头。
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单桥探头
单桥探头结构示意图 1-四心电缆；2-密封圈；3-探 头管；4-防水塞；5-外套管；6导线；7-空心柱；8-电阻片；9-
• 1、应注意用水平尺校准机座 • 2、留意原有钻孔距离对触探测试成果的影响
在一般静力触探试验中，应使布置的触探孔距原有钻孔 的距离至少2m;如果出于平行试验对比需要，考虑到土 层在水平方向的变异性，对比孔间距不宜大于3m，此 时，宜先进行静力触探试验，而后进行勘探或其他原 位试验。
• 3、防止反力方案不当或对触探阻力估计不足 • 4、探杆平直度的检查
基于孔压静力触探的土层分类研究
- 102 -工 程 技 术孔压静力触探是对静力触探测试技术进行改进得出的一种土层分类技术，该技术对土体的扰动较小，因此广泛应用于工程地质勘察。
目前，许多专家学者采用这项技术对工程地质进行勘察工作。
汪晔欢等[1]基于CPTU 贯入原理，对浅地层土体的剪切变形特性进行分析，结果表明，该技术可准确识别浅地层土体的地质特性和变形特性，可行性较高。
杜宇等[2]基于孔压静力触探测试技术，建立其测试参数，进行室内试验及原位试验，分析该方法的应用效果，结果表明，该方法在获取土层的上覆应力方面仍存在一定的不确定性。
林军等[3]以江苏地区土层为研究对象，进行孔压静力触探试验，对其土层进行分类，并将其试验结果与SBT 分类方法得出的结果进行对比，结果表明，该地区的土层以软土为主。
邱敏等[4]基于层次聚类算法，并结合孔压静力触探技术，对某地区土层进行分类划分，结果表明采用锥尖阻力、孔隙水压力作为划分参数对地层进行划分准确性较高。
苗永红等[5]基于模糊隶属度理论，进行CPTU 测试，对复杂土层界面的土体进行分类，结果表明，该技术可准确判断土层过渡层的具体位置。
本研究以某工程场地为研究对象，采用车载孔压静力触探测试系统对其地质情况及其土层分布规律进行勘测。
1 工程概况本研究以某工程场地为研究对象，采用美国Vertek-Hogentogler 公司车载孔压静力触探测试系统对地质情况及其土层分布规律进行勘测，该试验场地的土体相关力学性能指标见表1。
2 孔压静力触探基本原理及相关试验指标孔压静力触探（CPTU ）是基于静力触探测试技术（CPT ），对其进行改进和发展得出的一种土层原位测试技术，这项技术通过探头锥尖处得出的土层试验指标，对试验指标进行换算，根据试验指标换算结果，对土层进行分类[6]。
CPTU 技术的探头主要包括探头、过滤器、压力传感器、椎体传感器、摩擦套管和侧斜仪等原件，其探头具有多功能、多参数测试的特点。
由于该技术对土体的扰动较小，因此广泛应用于工程地质勘察工作。
静力触探在海底土层工程性质评价中的应用研究
静力触探在海底土层工程性质评价中的应用研究吴波鸿;王贵和;刘宝林;王瑜;白士新【摘要】随着海底隧道建设、海岸带开发、港湾建设和其他海洋资源的开发,静力触探技术(CPT)作为原位测试技术的一种,在海洋工程地质勘查中发挥着越来越重要的作用.现场进行静力触探试验以及室内试验,分析某海上场址工程中土的物理、力学性质的特点,通过对比分析对土层的抗剪强度、灵敏度和超固结比(OCR)进行评价.CPT测试数据显示当地层发生变化时,锥尖阻力(qc)和孔隙水压力(fs)会发生较大变化.对于较硬的黏土层,静力触探结果可能出现较大误差,土性参数评价时需要予以剔除.使用CPT测试数据对该场址地基土不排水抗剪强度、灵敏度和超固结比(OCR)进行评价时,其各自参数分别为:Nkt取15,Ns取6以及k值取0.3时,CPF测得不排水抗剪强度、灵敏度和超固结比与室内试验吻合较好.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2016(016)023【总页数】6页(P123-128)【关键词】静力触探;土性评价;室内试验;海洋工程地质【作者】吴波鸿;王贵和;刘宝林;王瑜;白士新【作者单位】中国地质大学(北京)工程技术学院,北京100083;中国地质大学(北京)国土资源部深部地质钻探技术重点实验室,北京100083【正文语种】中文【中图分类】P714.6因具有速度快、数据连续、再现性好、操作省力等优点，静力触探技术(cone penetration test, CPT)已成为海洋工程地质调查的必不可少的手段之一。
在港口、海岸基础设施建设；海底隧道建设、电缆铺设；以及近海油气资源开采平台等工程中静力触探技术也是不可或缺的工程勘察手段。
根据CPT的测试结果，可以准确地对工程建设区域的海底土层进行划分，确定场地工程中土层抗剪强度、灵敏度、超固结比(OCR)以及地基土的承载力等各物理力学参数，为工程项目的设计提供准确可靠的依据和安全保障。
以往，静力触探在陆域岩土或地质工程中得到十分广泛的应用, 积累了丰富的理论与工程实际经验[1]。
静力触探浅析及土层划分实际应用案例
静力触探浅析及土层划分实际应用案例胡明正【摘要】静力触探可以快速准确地获得岩土的原位力学参数。
单纯的数据分析时，少量数据对整个地层分析影响较大，这时就需要有钻探资料的支持。
钻探可以更为直观地判断现场地层分布情况，但钻探相对静力触探时间久、费用贵，而且获得试验数据不如静力触探试验原位测试可靠。
因此，在场地条件允许的情况下，两种方法的结合是最佳选择。
【期刊名称】《铁道勘察》【年(卷),期】2016(042)006【总页数】5页(P38-41,42)【关键词】静力触探;钻探;对比分析【作者】胡明正【作者单位】中铁工程设计咨询集团有限公司济南设计院，山东济南 250022【正文语种】中文【中图分类】TU4131.1 静力触探发展原位测试避免了钻探、取样、运输等环节对岩土体原生结构的扰动，可以快速、准确获取岩土体原位性状的工程性质参数，在工程建设中有着不可替代的作用，而静力触探是应用最广和最成熟的手段之一。
静力触探试验是用静压力匀速将标准规格的圆锥形探头压入土层中，同时量测探头阻力、土的力学特性的一种原位测试方法，具有确定地层界面和获取多种工程地质参数的双重功能。
早在1917年，瑞典铁路工程中就正式采用了螺旋锥头式静力触探。
1965年，荷兰Fugro与TNO联合推出了一种电测式探头，其规格也是后来ISSMFE标准和许多国家标准的基础。
此后世界上许多国家研制出不同的电测式触探仪。
新型静力触探仪的不断出现，标志着这项技术在国际上受到广泛的重视。
在我国，自1954年起引进该项技术，1964年王钟琦教授等成功地研制出我国第一台电测式触探仪。
1965年，原建设工业部综合勘察研究院自行设计制造了电阻应变式静力触探仪，并通过近百组对比试验，建立了贯入阻力与天然地基承载力的统计公式。
1966年，湖北电力设计院、湖北勘察院等11个单位组成“武汉联合测试组”，在武汉市及长江中下游的一些地区进行试验，经过数年的努力，建立了比贯入阻力Ps与第四纪土的变形模量E0及承载力的各项回归方程。
对比分析CPT土分类方法在地基检测中的应用
对比分析CPT土分类方法在地基检测中的应用作者：王梓旭来源：《西部资源》2021年第06期摘要：针对当前在地基检测过程中广泛应用的CPT土分类方法，包括Schmertmann法、Douglas法和Robertson法，结合工程实例，对不同分类方法进行对比分析，以此为地基检测土层分类工作提供可靠参考依据，保证最终检测结果的真实性与准确性。
关键词：CPT土分类方法；地基检测；对比分析在岩土工程勘察中，土层分类为重要组成部分，划分结果能为实际的工程设计和施工提供可靠参考资料，同时划分结果是否准确还决定了工程质量。
在土层分类和划分过程中，准确性最高且最直观的方法为钻孔取样方法，同时结合室内试验结果，而对于钻探这一传统意义上的方法，通常会受到工期、成本和场地等因素的限制，无法对钻孔进行广泛布置，所得地层剖面存在一定限制。
对于静力触探的方法，由于操作简单、连续快速且经济合理，所以在当前的工程界已经得到广泛应用。
在20世纪80年代初期，CPT技术快速发展，很多土层的划分主要是将锥尖阻力与摩阻力作为基础，如Schmertmann法、Douglas法与Olsen法。
伴随CPTU技术进一步发展，发现锥尖阻力难免受到孔隙水压等因素的影响，所以借助孔隙水压对锥尖阻力进行修正可以获得良好的土性参数，如Robertson法。
为了明确以上几种方法的特点和优劣，有必要进行应用对比。
1. CPT土分类方法以静力触探试验结果为依据的土层划分方法，主要可以分成以下两类：其一，直接划分，将土层锥尖阻力与摩阻比作为依据划分土层；其二，间接划分，结合CPT所得参数以及CPTU 所得孔隙水压力，并根据上覆地层的应力划分。
虽然通过修正与归一化处理可以提供可靠度更高的划分方法，但通过Robertson分析可以得出，在深度相對较浅且上覆地层应力为50kPa～150kPa的情况下，以上两类划分方法没有太大差别，但间接方法需在测试结束后才可以进行，并且还需要获得土体密度和明确地下水位；采用直接方法能根据锥尖与摩阻力对土层实施划分，更加快捷。
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外文翻译译文：基于CPT（静力触探技术）土壤性质和概率的分类K. Onder Cetin, M.ASCE ; 和Cem Ozan摘要由于在常规静力触探测试的土壤取样不足，有必要基于锥尖与侧壁摩擦值以及孔隙水渗透压力诱发期间和之后对土壤特点分类。
目前可用的半经验方法表现出在评估土壤类型不确定。
本文的静力触探为基础的土壤特征和分类方法是在试图提出一个新的可能，解决固有的不确定性问题的范围。
为了标准化校正的锥尖阻力（qt,1,net）,归摩擦率（FR），细沙含量（FC），液限（LL），塑性指数（PI）和土壤类型组成的数据库与土壤分类系统的统一得到遵守这个目的。
土壤分类实验室是测试钻孔取扰动样大部分2米内CPT洞的标准贯入试验。
由此产生的数据库通过评估贝叶斯更新概率方法，允许充分和一致的表现不确定性,包括（1）模型的缺陷表示方法；（2）统计的不确定性；（3）固有的变异性。
结论表明，不同的FC，LL，PI和A线边界曲线随着一个新的CPT基础，在（qt,1,net ）和（FR）领域提出了一种简化的土分类方案。
概率方法所建立的模型的可靠性通过一组数值实例进行了证明。
DOI: 10.1061/ASCE1090-024********:184CE数据库主题词：静力触探试验;可塑性;液限;土壤分类;概率。
简介基于地质及岩土工程资料汇编的目的，CPT圆锥贯入试验被广泛用于研究地下土壤特性。
与D6066-98标准一致（美国ASTM2000），传统的CPT，将一个10平方厘米面积的钢锥以20毫米/秒液压推入土壤，并记录端阻力和侧壁摩阻力。
由于它的鲁棒性和可重复性，其主要劣势是缺乏土壤取样，尽管最近出现了一些对传统CPT的改进试图消除这一缺点。
这些有衡量次生孔隙压力（Janbu和Senneset1974年，Schmertmann1974年）；剪切波速（Campanella等人1986，罗伯逊等1986年）；在多个地点的渗透率（即 piezo-cone penetration test, CPTU or seismic cone penetration test, SCPT）；数字成像周围的土壤介质[即 vision CPT（Raschke 和 Hryciw 1997）]，以及多套筒（DeJong 和 Frost 2002）圆锥贯入，以提供其他的有用信息。
然而，土壤分类仍广泛基于使用端阻力和摩擦或孔隙压力比来确定土壤分类的相关性。
关于套筒摩擦或孔隙压力测量（或两者）土壤分类的优越性仍在争论中，这些辩论的一些论点提出：（1）制作不同的摩擦锥体套测量不同的设计，来确定侧壁摩擦测量可靠性和探针与孔隙压力测量的准确定;（2）评估土壤类型和土壤状况对膨胀或收缩孔压力测量影响的有关的问题;（3）解释孔隙压力测量中的不饱和或部分饱和土层;（4）锥体初始饱和度。
存在一个基于CPT数据评估土壤类型（或行为）的解决方案。
（Baligh等 1980年，Douglas 和 Olsen 1981； Jones 和 Rust 1982； Senneset和Janbu1985； Olsen 和Malone 1988；Olsen 和 Koester 1995； Robertson 和 Campanella 1988；Robertson 1990年Olsen 和Mitchell 1995年；Robertson和 Wrid 1997年，Zhang 和 Tumay 1999）等图1和2所示。
其中，罗伯逊最广泛使用的方法（1990年），Robertson 和 Wride进一步发展了（1997年），以使图表更适合电子表格分析，Olsen和Mitchell（1995），基于标准化锥尖阻力Q或qcle摩擦比（F）或摩擦比域在CPT数据的相对位置，土壤分类为砂，粉土，粘土等。
虽然在实践中广泛使用，这些工作主要受到以下缺点：（1）中没有明确指数的形式定义作为连接的土分类区土壤指标实际参数，如，对“淤泥的混合物-粘土淤泥粉质粘土”索引定义对个别解决有关岩土工程的淤泥或粘土具体问题太含糊;（2）土壤分类的界限，确定土壤分类区，大部分是主观确定;（3）大小和用于产生土壤分类数据库界限的质量是未记录的，因此，无法追查;（4）建议相关性，没有正式的概率基础，所以没有提供关于土壤分类见解的不确定性;（5）从完全不同应力及归一化方案实施的两种方法，明确解决缺乏共识。
有人建议，现在更更多可以实现，但是，使用更强大和灵活的概率工具，以最大的优势利用目前土壤有效指标和分类数据和当前状态影响的知识处理和解释这些。
图1：土壤分类图表Robertson 和Wride建议[Robertson 和Wride（1997）]图2：土壤分类图表Olsen 和 Mitchell 建议[改编自Olsen 和 Mitchell （1995）] 数据库编纂正如表1总结，为发展CPT 为基础的土壤分类模式，由484CPT/标准贯入试验（SPT ）的数据组成，对数据库的目的（1）校正锥尖阻力（q t ）;（2）侧壁摩擦（f s ），（3）液限（LL ）;（4）可塑性指数（PI ）（5）细砂含量（FC ）和（6）土壤分类的基础上,编制统一土壤分类系统中具有代表性的深度随着标准贯入试验SPT 和地下水的水位。
CPT 和SPT 资料是从七个不同的数据库，它们是：（1）太平洋地震研究中心（PEER ），Turkey ground failures database from 1999 Kocaeli earthquake （PEER2000b ）;（2）PEER ，地面失稳1999年Chi-Chi 地震（PEER2000年a ）台湾数据库（3）Karaca （2001）;（4）Buski east waste water treatment plant project （Cetin 等2002）;（5）Chin 等（1988）;（6）Mayne 等（1987）;最后（7）Gordon 和Mayne （1987）。
所有的CPT 使用电子锥贯入探头进行了全面的校准。
USCS 为基础的土壤类型，以及细沙含量和一致性限制，估计基于实验室的干扰（SPT ）的检索从钻孔样品的测试。
为了开发一个标准贯入试验土壤样品之间数据一致映射和CPT ，CPT 记录与位于从2米多的CPT 钻孔匹配。
对于符合标准贯入试验SPT 和CPT 对，程序和设备的校正（包括不平等的边界地区影响，）净端阻力（q T ，net ）随着侧壁摩擦（F S ）的值分别为暗算深度。
均质土壤层次分别鉴定在5%，通过采用经典非参数Kendall 的测试和修改的Bartlett 统计程序静止不动的评估净端阻力（q T ，net ）和侧壁摩擦与深度值（Uzielli 等2004年）。
对确定的均质土层阻力和侧壁的数据，然后套代数平均超过了相应的标准贯入试验土壤样品的深度范围，并进一步在净端阻力和F R 域匹配（i ）USCS —based 土壤类型;（ii ）FC;（iii ）LL;和（iv ）PI 数据（Ozan 2003）。
图3-6说明（a ）FC;（b ）LL;（c ）PI;和（d ）土壤分类数据组。
数据处理部分讨论了应力净端阻力（q T ，net ）归一化。
表1：摘要汇编数据库大约是10％的从FC，LL，和PI数据库收集的数据都没有使用模型评估，而是为保存模型验证。
这些数据点是在图3-6规模较大的符号所示。
数据频率的FC，LL，PI和USCS 为基础的土壤类型的分布图7-10分别所示。
由于目前的数字，大约40％，LL和PI数据库是由非塑性（NP）的土壤,其余60％是比较均匀地分布范围为PI2至83和LL范围17至82。
FC数据相对平衡，表示50％左右的粗，细粒土均匀分布。
然而，由于数字意味着，土壤FC>80％在数据库中过多。
同样，与粉质土壤的ML或MH相比，粘质土壤的CL或CH 过多。
对于这样的不平衡的交涉统计模型的影响的讨论评估将推迟到下面的章节。
图3：总结的FC数据库图5：总结的PI数据库图4：总结的LL数据库图6：总结的USCS为基础土壤类型数据库图 7：基于FC 的数据频率 图 9：基于PI 的数据频率数据处理与现有的文献一致， Lunne 等（1997年）总结。
测量锥尖阻力q c 更正了不平等的边界效应影响和net 纠正锥尖阻力， q t -σv 被归到垂直有效应力在一个大气压q t,1,net 的σv ，，消除影响在垂直应力条件的变化在表（1） - （3）中给出。
更正锥尖阻力q t = q c + u · （1− a ） (1)归一化净锥尖阻力c anett P q )(-q v v t ,1,σσ'=0.25≤ c ≤ 1.0 ca v P ⎪⎪⎭⎫⎝⎛'σ≤2.0 (2)归一化摩擦比 100⨯-=vt s R q f F σ (3)在表1和2中，a=圆锥体的面积比;u=锥肩后面的孔隙压力测量;P a =大气压力的单位，σ'v 和c=幂律指数作为推荐的应力由2007年Isik 和Cetin 建议。
存在着不同的压力归一化计划，如由Olsen 和 Mitchell1995年，Robertson1999年，Moss 等人推荐的(2006)尽管其1999年的相似性与Robertson 强调归一化方案，该方案还建议应力指数C 值0.5至1.0不等;0.5砂，砂，粉砂，粘土混合物0.75，粘土1.0，我们的Cetin 和Isik 的选择，是因为（i ）它提供了一种更容易方案，解决了C 值封闭解，这平稳增加，并达到邻近的粘土值1.0，（ii ）它是基于一个积累了一些分析/数值模拟结果的扩大CPT 数据库，以及现场和室内试验均质土层数据（iii ）可以评估由于C 值的概率性质的关系的不确定性。
因此，它是采用应力锥归一化数据，如方程4和5给出。
并以图形呈现在图11。
085.038.27219.27538.272±--=R c272.38<R<275.19 (4)图8基于LL 的数据频率 图10基于USCS 为基础土壤类型的数据频率图11应力归一化幂指数C 的建议Cetin 和Isik （2007） 图12示意图介绍圆形和线性极限状态功能()[]2,1,2]24.126log [91.243log -⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=a net t R p q F R(5)经过几轮迭代，兼容q t ，1，NET 和C 由方程（1）-（5）估计定义。
（3）式中给出。
幸运的是没有任何进一步归一化的需要，摩擦比F R 只是计算为套摩擦f s 百分比，纠正净端阻力q t -σv ，基于广泛接受和使用的假设，对于端阻力和表面摩擦测量归一化指数是相同的Olsen1997年，Moss 等人2006年，Cetin 和Isik2007年。