孔压参数在静力触探试验中的应用研究
工程勘察中静力触探技术的应用分析
Ｍ Ａ Ｊｕｎ—ｘｉａｎｇ
（Ａｎｈｕｉ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｍ ａ ａｎｓｈａｎ ２４３０００，Ｃｈｉｎａ） 【摘 要 】静 力触探技术是 目前工程勘 察工作的重要 方法，论文从静力触探设备 的组成说起 ，简要 介绍 了静力触探试验 的功能及应
贯入装置包括双杠液压机 、液压控制器 、探 杆夹具及深度 记录系统等多种设 备。其 中，双杠液压 器采用 国产品牌 ，其规 格为 ２５ｔ；探杆 夹具 为荷兰生产 ，采用双向咬 合式结构 ；深度记 录系统包括光学编 码设 备、连接盒与电缆。另外 ，还可以采用
【作者简介】马俊祥（１９８３～），男，江苏镇江人，工程师，从事工程地 车载式贯入装置 ，通过全 自动探杆与无线缆探头配合常规贯
［ＤＯＩ］１０．１３６１６￣．ｃｎｋｉ．ｇｅｊｓｙｓｊ．２０１８．０５．２２５
【文 章 编 号 】１００７．９４６７（２０１ ８）０５—００５２．０３
１ 引言
在 工程项 目设计及施工前 ，需先进行地质勘察工作 ，为设 计提供 可靠的数 据资料 ，从而科学地指导施工 ，保证工程 质 量 ，提高 工程 的经济效益 。静力触探技术在工程勘察中应用较 多 ，可 以有效提高勘察效率 、保证勘 察质量 、降低勘察成 本。
２．３ 数据 分析 系统 Ｇｅｏｍｉｌ公司开发的静 力触探数据分析 系统配合数据 采集
系统使 用 ，可 以对所 采集 的静 力触探数 据进行综合分析 ，生 成 不 同的成果曲线 ，为工程技术人 员分析工程场地 的地质条 件 提供 参考 ；同时 ，数据分析 系统还能将所 采集 的各项数 据生成 电子文档 ，并 以 Ｗｏｒｄ、Ｅｘｃｅｌ或 ＰＤＦ等格式 导出 ，方 便静 力触 探成果报 告的编辑及整理 。
用孔压静力触探和室内固结试验求取土的固结系数的对比研究[1]
![用孔压静力触探和室内固结试验求取土的固结系数的对比研究[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/229fb2cea1c7aa00b52acbe7.png)
收稿日期:1999208217;修改日期:2000208202用孔压静力触探和室内固结试验求取土的固结系数的对比研究孟高头1,张德波1,刘春宇1,张迎春2,肖 锋2,梁榕生3,陈龙智3,伍尚干3(1.中国地质大学,武汉 430074;2.广东省航务工程总公司,广州 510230;3.广东省冠粤路桥有限公司,广州 510600)摘要:土的固结系数是软土地基计算与处理设计中的关键参数,本文根据先进的孔隙水压力静力触探技术现场测试求出的固结系数和室内固结试验所求固结系数,进行了大量统计对比研究,发现两者之间存在很好的线性相关关系,并论述了两种方法求取固结系数的原理及步骤,以及孔压静力触探求固结系数的许多优点。
关键词:固结系数;孔隙水压力静力触探;超孔隙水压力消散试验;回归分析中图分类号:TU 413 文献标识码:A 文章编号:100023665(2001)0120018203Abstract :T he conso lidati on coefficient of so il is the key param eter fo r soft so il i m p rovem ent calculati on and design .It can be deter m ined by bo th p iezocone penetrati on test (CPTU )and lab .conso lidati on test .So the comparison research w ith bo th tests and m ethods are carried out and studied .T he result have show n that the coefficient deter m ined by tw o m eth 2ods exists linear relati onsh i p .T he p rinci p le and the m ethods to deter m ine the coefficient as w ell as a lo t of advantages of CPTU m ethod are also p resented here .Key words :conso lidati on coefficient ;CPTU ;excess po re p ressure dissi pati on test ;regressi on analysis 如何准确求取地基沉降值,进而采用合理的地基处理方法,成为提高工程质量、缩短工期、降低成本的关键。
用孔压静力触探求固结系数的研究_孟高头
塑性 指数 Ip
压缩系数 av1 - 2/ MPa - 1
(27) (29)
32. 20 4. 53
17. 30 1. 84
24. 70 3. 09
3. 70 0. 90
0. 15 0. 89
压缩模量 Es1 - 2/ MPa (29) 1. 63 0. 66 0. 94 0. 22 0. 25
固结系数 Cv/ (10 - 3 cm2·s - 1) (32) 2. 78 0. 42 0. 70 0. 42 0. 60
(2) 京珠高速公路广珠段. 该场地包括灵山、横沥 试验段等 ,范围为 K23 km + 670 m～K42 km + 550 m.
灵山试验段位于番禺市灵山镇庙南村 ,试验段 全长 353. 43 m ,地基处理方法主要为砂井堆载预压 固结排水法 ,其中袋装砂井作竖向排水体. 为进行对
2. 1 孔压消散的基本理论 当孔压静探头贯入土层时 ,其周围土层中的应
压) 消散过程线反算求得 ,该法可以较好地反映实际 消散时间 ,并按一定的时间间隔记录各个时刻的超
情况 ,但是只能用来验证设计参数的正确与否. 一种 孔压消散值.
近 20 年才发展起来的新的土体原位测试技术 ———
孔压静力触探 (以下简称孔压静探) 试验的应用 ,为
快速有效地在原位测定土层固结系数提供了可能.
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
第 1 期
孟高头等 :用孔压静力触探求固结系数的研究
95
表 2 K28 km + 765 m 断面土层的物理力学性质
孔压静力触探(CPTU)原位测试技术
浅析孔压静力触探(CPTU)原位测试技术摘要：孔压静力触探（cptu）原位测试技术不仅能测得锥尖阻力和侧壁摩阻力，还可测得地下水位以下各土层的孔隙水压力及超孔隙水压力消散过程，在区分砂层和黏性土层时，分辨率极高。
另外，cptu测试对土体扰动很小，其测试数据能最大程度反映土体的真实性状。
因此，cptu原位测试技术在我国具有广阔的应用和发展空间。
关键词：孔压静力触探超孔隙水压力锥尖阻力侧壁摩阻力1 概述孔压静力触探（cptu）是在标准电测式圆锥静力触探贯入仪（cpt）的探头中安装上透水滤器及量测孔隙水压力的传感元件，对地基原状土体进行现场勘察、探测的一项技术。
加入这些设备后，孔压静探贯入仪不仅可以与普通静力触探贯入仪一样能够测试到探头所受的锥尖阻力和侧壁摩阻力，当探头在饱和水土体内贯入时，还可以测试在土中的孔隙水压力。
既可以测试到探头贯入引起的超孔隙水压力，还可以测试到探头停止贯入时超孔隙水压力随时间消散的过程[1]。
2 cptu测试原理、测试设备及使用现状2.1 cptu测试原理cptu除可测锥尖阻力、侧壁摩擦力外，还可测试地下水位以下各土层的孔隙水压力及超孔隙水压力消散过程。
根据测得的超孔隙水压力消散曲线, 可以推求土层的渗透系数及固结系数等重要的土的工程性质参数, 对土层进行有效应力分析及计算, 亦可对其渗透固结及沉降变形进行分析计算。
2.2 cptu测试设备孔压静力触探设备，俗称孔压静力触探仪，一般由3部分构成：孔压静力触探头，量测记录仪表和贯入系统。
孔压静力触探的探头包括摩擦筒、锥头以及透水滤器3部分；量测记录仪与孔压静力触探相配套的主要有4中类型：电阻应变仪、自动记录绘图仪、数字式测力仪及数据采集仪；孔压静力触探的贯入系统由触探主机（贯入装置）和反力装置两大部分组成，触动主机的作用是将底端装有探头的探杆一根一根地压入土中，反力装置的作用是平衡贯入阻力对贯入装置的反作用[2]。
2.3 cptu使用现状最早的电测式孔压静力触探是由挪威土工研究所（ngi）的janbu 和senneset（1974）研制成功的。
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。
基于孔压静力触探_CPTU_测试的连云港海相粘土前期固结压力确定方法研究
图 3 室内试验测试的 σ′p 与净锥尖阻力
(
qt
-
σ v0
)的关系
Fig. 3 Relationship between p reconsolidation p ressure
measured in the oedometer tests and net tip resistance
图 4 表 示 了 CPTU 测 试 的 超 孔 隙 水 压 力
正的锥尖阻力 , qt = qc + u2 ( 1 - a) ; qc为实测的锥尖
阻力 , u2 为锥肩位置 ( u2 位置 ) 量测的孔隙水压力 , a
为探头有效面积比 , a = Aa /Ac; Aa 、Ac 分别为顶柱和
锥底的横截面积 (图 1) 。
Jou rna l of Eng ineering Geology 工程地质学报 2007
σ′ p
=
qt - u Nσe
(3)
式中 , ( qt - u) 为有效锥尖阻力 ; Nσe 为试验参数 。
2. 2 理论方法
Konrad 等 [ 11 ] 采 用 5 个 轻 微 到 中 等 超 固 结 ( OCR ≤4. 5)海相粘土场地 CPTU 试验结果 ,基于 土的弹塑性模型和有效锥尖阻力提出预测前期固结 压力的方法 ,建立了基于 CPTU 试验确定原位前期 固结压力的经验关系 。这个关系仅适用于轻微超固 结粘土 ( O CR < 2 ) , Kabir等 [ 12 ] 、Robertson 等 指 [ 13 ] 出 ,对强超固结粘土此法不适用 。M ayne等 [ 14 ]联合 球形孔穴扩张理论和临界状态土力学的概念 ,基于 有效锥尖阻力提出预测前期固结压力的方程。 Sandven等 [ 15 ]基于承载力理论和有效锥尖阻力也提 出了预测公式 。尽管 3 种方法有一定的理论基础 , 但也不能期望能够给出精确的预测值 。第一 ,三种 方法均对土的本构关系作了简化 ,很难代表土的真 实性状 ;第二 ,参数来自于不同条件下的试验 ,试验 有限 ,因此参数的代表性也有限 ; 最后 , CPTU 本身 的测试精度也限制了计算结果的精确性 。
模拟海洋环境静力触探仪孔压校准方法
doi: 10.11857/j.issn.1674-5124.2019120103模拟海洋环境静力触探仪孔压校准方法钱 飞， 晏 天， 王志超， 李庆超(国家海洋局南海标准计量中心，广东 广州 510000)摘 要: 为进一步保障海洋静力触探仪孔隙水压力数据的准确和量值的溯源，该文提出一种基于模拟海洋环境的孔隙水压力校准方法。
通过开展孔隙水压力的校准实验，获得探头在不同温度条件下各压力校准点处的修正值及修正值的扩展不确定度，实现孔压测量值的准确和溯源。
实验结果表明海洋静力触探仪探头工作环境温度偏离标定时的温度越大，孔隙水压力测量示值误差将越大。
孔压示值误差随温度的变化趋势验证基于模拟海洋环境对静力触探仪孔隙水压力开展校准的必要性。
关键词: 孔隙水压力; 校准方法; 模拟海洋环境; 示值误差中图分类号: TB9文献标志码: A文章编号: 1674–5124(2020)08–0028–05Calibration method for pore pressure of CPTU based on simulated ocean environmentQIAN Fei, YAN Tian, WANG Zhichao, LI Qingchao(South China Sea Standards and Metrology Center of S.O.A, Guangzhou 510000, China)Abstract : In order to further ensure the accuracy and traceability for pore pressure of CPTU, this paper proposes a calibration method for pore pressure of CPTU based on the simulated ocean environment. On this basis, calibration experiment for pore pressure of CPTU is carried out. Through the calibration experiment, the correction value and expanded uncertainty of correction value at each calibration point under different temperature conditions are obtained, and the accuracy and traceability of pore pressure is realized. The result shows that the temperature of working environment for probe deviates from temperature of calibration more greatly, the indicating error of pore pressure is greater. At the same time, the necessity of calibration for pore pressure based on simulated ocean environment is verified by the change trend of indicating error for pore pressure with temperature.Keywords : pore pressure; calibration method; simulated ocean environment; indicating error0 引 言海洋孔压静力触探仪是一种用于海底土体原位测试的设备，通过将静力触探头以准静力的方式均速压入海底沉积物中，测量得到锥端阻力、侧摩阻力和孔隙水压力等参数，可用于计算粘性土的抗剪强度、粒状土的相对密度和土的压缩模量等土质参收稿日期: 2019-12-26；收到修改稿日期: 2020-01-20基金项目: 国家海洋局南海分局海洋科学技术局长基金资助项目（1636）作者简介: 钱 飞（1989-），男，浙江嘉兴市人，工程师，硕士，主要研究方向为海洋静力触探仪等海洋仪器设备的量值溯源方法和技术。
孔压静力触探(CPTU)计算软土固结系数及其在港珠澳岛隧工程中的应用-中交公规院张尧禹讲解
2、孔隙水压力静力触探概述
2.2国内外研究概况
我国在20世纪80年代后期也开始研制和使用孔压静探技术，主要限制在少数大学 和科研单位，如同济大学、中国地质大学、南京水力科学研究院以及铁道部第四勘察 设计院等，对孔压静探在实际应用方面进行了有益的探索。但由于设备、造价、操作 及规范制定落后等方面原因，孔压静探在工程界未能大范围应用。进入90年代，随着 孔压静探研究的深入和推广，我国已经能够自行研制生产出性能稳定可靠、价格经济 合理的国产孔压探头，大范围推广和使用孔压静探成为可能。
3、求解固结系数
3.3各参数的确定 （2）消散时间t50的确定
Ch
T50*r02 t50
Ir
典型归一化孔压消散曲线
3、求解固结系数
表3-2 修正后的时间因数T*(Houlsby和Teh,1988)
3.3各参数的确定 （3）时间因数T50*的确定
Ch
T50*r02 t50
Ir
国外学者Houlsby和The对软土的固结进行了大量研究工作，对软土固结的修 正时间因数T*给出了与固结度、过滤器位置等因素相关的取值方法，T*取值结果 可以通过查表获得。
Battaglio 等,1981 Jones和Van Zyl ,1981
Kavvadas ,1982 Senneset等,1982 Tumay等,1982 Gupta 和Davidson ,1986 Soares等,1987
Whittle ,1987 Houlsby和Teh ,1988 ; Teh和Houlsby ,1991 Elsworth ,1990 ,1993
静力触探试验(原理和应用)
静力触探试验（原理和应用）静力触探试验静力触探测试〔static cone penetration test〕简称静探（CPT）。
静力触探试验是把一定规格的圆锥形探头借助机械匀速压人土中，并测定探头阻力等的一种测试方法，实际上是一种准静力触探试验。
荷兰人在20世纪40年代提出了静力触探技术和机械式静力触探仪。
试验是用机械装置把带有双层管的圆锥形探头压人土中，在地面上用压力表分别量测套筒侧壁与周围土层间的摩阻力（fs）和探头锥尖贯入土层时所受的阻力（qc）。
电测静力触探试验于1964年首先在我国研制成功。
原建工部综合勘察院成功地研制了世界上第一台电测静力触探仪，即我国目前普遍应用的单桥（单用）探头静力触探仪。
利用电阻应变测试技术，直接从探头中量测贯入阻力，并定义为比贯入阻力。
20世纪60年代后期，荷兰开始研制类似的电测静力触探仪，探头为双桥式的。
此项成果发表于1971年。
从20世纪70年代开始，电测静力触探的发展使静力触探有了新的活力，发展迅猛，应用普遍。
其中，最重要的发展是国际上于20世纪80年代初成功研制了可测孔隙水压力的电测式静力触探，简称孔压触探.（CPTU）。
它可以同时测量锥头阻力、侧壁摩擦力和孔隙水压力，为了解土的更多的工程性质及提高测试精度提供了极大的可能性和现实性。
目前在我国使用的静力触探仪以电测式为主。
静力触探具有下列明显优点：（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。
由于以上原因，电测静力触探是目前应用最广的一种土工原位测试技术，本章将重点加以叙述和讨论。
静力触探的主要缺点是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。
图2-1是静力触探示意和得到的测试曲线。
从测试曲线和地层分布的对比可以看出，触探阻力的大小与地层的力学性质有密切的相关关系。
静力触探试验
静力触探试验静力触探(CPT)是用静力将探头以一定的速率压入土中，利用探头内的传感器，通过电子量测器将探头受到的贯入阻力记录下来。
由于贯入阻力的大小与土层的性质有关，因此通过贯入阻力的变化情况，可以达到了解土层工程性质的目的。
第一节静力触探的贯入设备一、加压装置加压装置的作用是将探头压入土层中，按加压方式可分为下列几种：1、手摇式轻型静力触探：利用摇柄、链条、齿轮等用人力将探头压入土中。
适用于较大设备难以进入的狭小场地的浅层地基现场测试。
2、齿轮机械式静力触探：主要组成部件有：变速马达(功率2.8～3.0kW)、伞形齿轮、丝杆、导向滑块、支架、底板、导向轮等。
因其结构简单，加工方便，既可单独落地组装，也可装在汽车上，但贯入力较小，贯入深度有限。
3、全液压传动静力触探：分单缸和双缸两种。
主要组成部件有：油缸和固定油缸底座、油泵、分压阀、高压油管、压杆器和导向轮等。
目前在国内使用液压静力触探仪比较普遍，一般是将载重卡车改装成轿车型静力触探车，其动力来源既可使用汽车本身动力，也可使用外接电源，工作条件较好，最大贯入力可达200kN。
二、反力装置静力触探的反力有三种形式：1、利用地锚作反力：当地表有一层较硬的黏性土覆盖层时，可使用2～4个或更多的地锚作反力，视所需反力大小而定。
锚的长度一般为1.50m左右，应设计成可以拆卸式的，并且以单叶片为好。
叶片的直径可分成多种，如25、30、35、40cm，以适应各种情况。
地锚通常用液压拧锚机下入土中，也可用机械或人力下入。
手摇式轻型静力触探设备采用的地锚，因其所需反力较小，锚的长度也较短，为1.20m，叶片直径则为20cm。
2、用重物作反力：如表层土为砂砾、碎石土等，地锚难以下入，此时只有用压重物来解决反力问题，在触探架上压以足够的重物，如钢轨、钢锭、生铁块等。
软土地基贯入30m以内的深度，一般需压重4～5t。
3、利用车辆自重作反力：将整个触探设备装在载重汽车上，利用载重汽车的自重作反力，如反力仍不足时，可在汽车上装上拧锚机，可下入4～6个地锚，也可在车上装载一厚度较大的钢板或其它重物，以增加触探车本身的重量。
孔压静力触探在确定砂土内摩擦角中的应用
第39卷第2期2020年6月海岸工程C O A S T A L E N G I N E E R I N G V o l .39 N o .2J u n e ,2020孔压静力触探在确定砂土内摩擦角中的应用王虎刚,贾 巍(中海油田服务股份有限公司,天津300459)收稿日期:2019-03-07作者简介:王虎刚(1986-),男,工程师,主要从事海洋工程地质方面研究.E -m a i l :w a n g h g 6@c o s l .c o m.c n (王 燕 编辑)摘 要:内摩擦角作为砂土的抗剪强度指标之一,是工程设计的重要参数㊂常规海洋工程勘察中主要依据室内土工试验确定,如三轴压缩试验㊁直接剪切试验㊁颗粒粒径㊁级配和密实度等㊂随着孔压静力触探(P i e z o c o n e P e n e t r a t i o nT e s t ,P C P T )在海洋工程勘察中广泛开展,利用孔压静力触探测试的锥尖阻力㊁侧壁摩阻力和孔隙水压力等参数确定砂土内摩擦角具有无需取样㊁快速㊁合理㊁可靠的优点,在桩基础㊁管线路由㊁水下基础等海洋工程勘察中具有越来越重要的工程意义㊂本文总结了3种利用P C P T 资料确定砂土内摩擦角的方法即M a y n e 提出的内摩擦角评估经验公式㊁砂土最大最小经验公式和S e n n e s e t 等提出的计算砂土内摩擦角经验公式,在中国广东沿海某风电场开展了3个钻孔的应用实践㊂对结果进行对比分析后认为,在熟练掌握P C P T 测试方法㊁资料采集㊁数据处理和成果解释的基础上,依据S e n n e s e t 等提出的计算方法,用P C P T 资料确定砂土内摩擦角,具有一定的可靠性与适用性㊂关键词:砂土;内摩擦角;孔压静力触探;可靠性中图分类号:T U 441+.5;T U 195 文献标识码:A 文章编号:1002-3682(2020)02-0124-06d o i :10.3969/j .i s s n .1002-3682.2020.02.007引用格式:WA N G H G ,J I A W.A p p l i c a t i o no fP C P Td a t a t o t h ede t e r m i n a t i o nof i n t e r n a l f r i c t i o na ng l eo f s a n d y s o i l [J ].C o a s t a l E n g i n e e r i n g ,2020,39(2):124-129.王虎刚,贾巍.孔压静力触探在确定砂土内摩擦角中的应用[J ].海岸工程,2020,39(2):124-129.在国内海洋勘察工程中,内摩擦角是砂土的重要力学指标,是工程设计计算中最重要的参数之一㊂内摩擦角取值过高或者过低都会对工程设计㊁施工造成巨大的危害或者经济损失[1]㊂目前,海洋工程勘察过程中砂土内摩擦角的取值主要来源于室内土工试验,如三轴压缩试验㊁直接剪切试验㊁颗粒粒径㊁级配和密实度等㊂由于受海上作业环境的限制,砂土钻探取样过程易造成样品扰动而导致难以获得原状样品[2],使得通过室内试验确定砂土内摩擦角难度加大,特别对于薄砂层内摩擦角的确定,显得尤为困难㊂孔压静力触探是20世纪70年代在国际上兴起的新型原位测试技术,近年来,随着孔压静力触探(P i e z o c o n eP e n e t r a t i o nT e s t ,P C P T )在海洋工程勘察中广泛开展,利用孔压静力触探测试的锥尖阻力㊁侧壁摩阻力和孔隙水压力等参数确定砂土内摩擦角具有无需取样㊁速度快㊁扰动小和再现性好等优点[3-4],在桩基础㊁管线路由和水下基础等海洋工程勘察中具有重要的意义[5]㊂早在20世纪70年代就有多位国外学者提出了利用P C P T 测试资料确定砂土内摩擦角的经验方法,如D u r g u n o g l u 和M i t c h e l l 提出的图表法[6]㊁M a y n e 提出的适用于非胶结石英砂的内摩擦角评估经验公式[7]和S e n n e s e t 等根据孔穴扩张理论提出的计算砂土内摩擦角经验公式[8]等㊂然而,在我国利用P C P T 测试资料确定砂土内摩擦角尚无可靠的经验公式,主要依据‘工程地质手册“中的查表法[9]㊂这些经验公式和查表法虽然在实际工程中都具有一定的应用性,但大都只应用于陆地或港口工程勘察,实际应用于海洋工程地质勘察中的却寥寥无几㊂伴随着我国广东沿海风电场项目的蓬勃发展,为探明风机位海底地层特性,采用孔压静力触探和液压薄壁钻孔取样对重点区域进行了工程地质场地勘察㊂基于3种利用P C P T 资料确定砂土内摩擦角的方法即2期王虎刚,等:孔压静力触探在确定砂土内摩擦角中的应用125M a y n e 提出的内摩擦角评估经验公式㊁砂土最大最小经验公式和S e n n e s e t 等提出的计算砂土内摩擦角经验公式,结合广东沿海某风电场3个钻孔实例,将3种方法的结果进行比对,以期在对该海域砂土的特性深入认识后,充分说明用P C P T 资料确定砂土内摩擦角具有一定的可靠性与适用性㊂1 理论方法由于P C P T 探头贯入是个复杂的过程,所有的理论方法都针对土的性质㊁破坏机理和边界条件做了假定,这些理论解不仅需要根据现场和室内试验数据进行验证,而且在模拟不同应力历史㊁非均质特征和灵敏度等条件下,真实土体的性能具有局限性㊂正因如此,实际应用中较多采用经验公式[10]㊂目前,在国内外海洋工程勘察中,根据孔压静力触探数据确定砂土内摩擦角应用比较广泛的经验方法有3种㊂方法1:M a y n e 提出适用于磨圆度好的非胶结石英砂内摩擦角(φ)评估经验公式[7]:φ=17.6+11.0ˑl g 10q t (σ'v o /100)0.5éëêêùûúú,(1)式中,qt 为校正后锥端阻力(k P a ),σ'v o 为有效上覆压力(k P a )㊂该式在计算混有细粒质土砂土时应根据区域经验进行折减㊂方法2:根据砂土相对密实度和上覆压力计算砂土内摩擦角的最小值(φm i n )和最大值(φm a x ),其经验公式[11]为φm i n =30ʎ+3{[10-l n (2.7σ'v o )]ˑ0.01D r -1},(2)φm a x =30ʎ+3{[10-l n (1.1σ'v o )]ˑ0.01D r -1},(3)式中,D r 为砂土相对密实度(%)㊂方法3:考虑探头贯入过程中周围土的弹塑性变形及初始应力状态对探头贯入过程的影响,根据孔穴扩张理论和临界土力学理论,S e n n e s e t 等提出计算砂土内摩擦角的公式[8]:N q -11+N u ˑΔu /(q t -σv o )=q t -σv o σ'v o +α',(4)式中:N q ,N u 为无量纲承载力系数,均由砂土内摩擦角φ确定;σv o 为总上覆压力(k P a );Δu 为超孔隙水压力(k P a );α'为经验系数,根据土质类型和区域经验确定,典型值可参考表1㊂表1 α'典型值T a b l e 1 T y p i c a l α'v a l u e s 土质类型状 态α'/k P a 粉土软0<α'ɤ5粉土稍硬5<α'ɤ15粉土硬15<α'ɤ30砂松散α'=0砂中密10<α'ɤ20砂密实20<α'ɤ50土(超固结,胶结)硬,坚硬α'>502 应用实例某风电场位于广东省南侧内陆架海域(图1),北靠亚洲大陆,南临热带海洋,气候温暖潮湿,属南亚热带126海岸工程39卷海洋性季风气候区,平均气温22.8ħ,海底地形较平坦,水深为23~27m,整体上从西北向东南方向水深逐渐加深㊂图1研究区域位置F i g.1 L o c a t i o no f t h e s t u d y a r e a风电场所在区域属于华南地层区,勘探深度内上部地层为第四纪全新统及上更新统松散堆积物,成因以海积㊁冲海积和残积相为主,下伏基岩为寒武系八寸群片岩,局部为燕山期入侵花岗岩㊂本文选取广东沿海某海上风电场3个(分别为A,B和C)孔上部地层的P C P T数据,利用3种方法解释砂土层内摩擦角,结果如图2所示,其中,直剪/三轴压缩试验结果依据G B/T50123-1999‘土工试验方法标准“[12]中规定的试验方法确定㊂研究海域目标层为冲海积和残积相土层,结合勘探状况取样发现,样品以稍密到中密的砂质粉土和中砂为主,成分主要为石英和长石㊂砂土层的含水率为15%~30%,容重变化范围为19~20k N/m3,黏粒(粒径小于0.005mm的颗粒)质量占样品总质量的3%~16%㊂对于风电场海域冲海积和残积相砂土层,利用方法1分析所得的砂土内摩擦角全部大于试验结果(图2),很大程度上高估了砂土内摩擦角,所以,方法1适用于颗粒较粗㊁磨圆度好的非胶结石英砂层㊂本研究海域砂土层中普遍存在不同含量的黏粒和粉粒,因此使得计算结果高于试验结果㊂方法2考虑了土层上覆压力和密实度的影响,确定了内摩擦角的下限与上限值㊂方法3将孔穴扩张理论和临界土力学理论应用到实际分析中,充分考虑了土颗粒的微观效应和土体的宏观影响,其分析结果更能反映土层真实情况㊂直剪/三轴压缩试验基于液压薄壁钻孔取样所获得的样品进行,样品扰动小㊁质量高,能准确反映砂土层的工程特性㊂结合图2,分析结果表明,利用方法2和方法3分析所得的砂土内摩擦角与试验结果吻合度较高,能真实反映砂土的内摩擦角,可为设计取值提供可靠依据㊂尽管需要更多的试验和数据去验证文中方法在其他地方的可靠性,但通过分析证明在本文中海上风电场海域,对于浅表砂土层,文中方法2和方法3能很好地反映砂性土的内摩擦角,可为桩基础设计㊁管线路由和水下基础等海上工程提供可靠的岩土设计参数㊂2期王虎刚,等:孔压静力触探在确定砂土内摩擦角中的应用127图2 A,B,C孔部分土层内摩擦角(利用P C P T解释)F i g.2I n t e r n a l f r i c t i o na n g l e s o f p a r t i a l s o i l l a y e r s i nb o r e h o l eA,Ba n dC(b y u s i n g P C P Td a t a)3结论基于文中介绍的3种方法,通过对广东海上某风电场海域砂土层的土质特性和内摩擦角进行对比研究,主要得出结论:1)直剪/三轴压缩试验是目前国内海洋工程勘察中砂土内摩擦角确定的主要方法,但该方法对所取砂土样品的质量要求高,所需土样多,试验结果也易受各种因素影响㊂2)在熟练掌握P C P T测试方法㊁资料采集㊁数据处理和成果解释的基础上,对比分析可知,利用方法2和方法3确定砂土内摩擦角方法可在当地工程经验的基础上推广应用㊂3)由于P C P T能够测得土的锥尖阻力等指标随深度变化的连续曲线,更精确地反映土的类型㊁强度和128海岸工程39卷排水属性等工程性质随深度的变化,对砂土内摩擦角分析更加方便快捷㊁结果可靠㊂4)利用P C P T资料确定砂土内摩擦角时,大多数是基于经验公式,不存在适用各种砂土的唯一公式,仅仅针对某一区域的相关关系是可靠的,在没有当地经验时,可做粗略估计;如果有当地的试验数据,应当根据当地经验关系对公式进行修正㊂5)在海洋工程勘察中,砂土的内摩擦角对后期工程的影响是不容忽视的,应根据建设工程的规模㊁重要性㊁地基的复杂程度等综合多种方法确定㊂参考文献(R e f e r e n c e s):[1]J I A N G M M.T h e o r e t i c a l s t u d y a n d t e s t o f s a n d i n s i t u t e s t[D].N a n j i n g:H o h a iU n i v e r s i t y,2007.蒋敏敏.砂土原位测试理论研究和试验[D].南京:河海大学,2007.[2] D U Y,S H E H,D A IY X.A p p l i c a t i o no fC P T Ud a t a i n t e r p r e t a t i o n i ns o i l i n v e s t i g a t i o no fH Z M B[J].P o r t&W a t e r w a y E n g i n e e r i n g,2013,481(7):30-34.杜宇,佘红,代云霞.C P T U数据解译在港珠澳大桥勘察中的应用[J].水运工程,2013,481(7):30-34. [3] L U FC.A p p l i c a t i o no fC P T i nm a r i n e g e o t e c h n i c a l e n g i n e e r i n g[D].T i a n j i n:T i a n j i nU n i v e r s i t y,2005.陆凤慈.静力触探技术在海洋岩土工程中的应用[D].天津:天津大学,2005.[4] L U FC,Q U YD,L I A O M H.T h e d e v e l o p m e n t s t a t u s a n d a p p l i c a t i o n s o f i n s i t u c o n e p e n e t r a t i o n t e s t t e c h n l o g y[J].O c e a nT e c h n o l o g y,2004,23(4):32-36.陆凤慈,曲延大,廖明辉.海上静力触探(C P T)测试技术的发展现状和应用[J].海洋技术,2004,23(4):32-36.[5] G E N G G Q.R e s e a r c ho n p e n e t r a t i o nm e c h a n i s mo f p i e z o c o n e p e n e t r a t i o n t e s t(C P T U)a n d i t s a p p l i c a t i o no n p i l e f o u n d a t i o ne n g i n e e r i n g[D].N a n j i n g:S o u t h e a s tU n i v e r s i t y,2016.耿功巧.孔压静力触探贯入机理及其桩基工程应用研究[D].南京:东南大学,2016.[6] D U R G U N O G L U H T,M I T C H E L LJK.S t a t i c p e n e t r a t i o n r e s i s t a n c e o f s o i l s[C]ʊP r o c e e d i n g s o f t h eA S C ES p e c i a l t y C o n f e r e n c e o n I nS i t u M e a s u r e m e n t o f S o i l P r o p e r t i e s.R a l e i g h,N o r t hC a r o l i n a,U S A.1975:151-189.[7] MA Y N EP W.C P T i n d e x i n g o f i n s i t uO C R i n c l a y s[C]ʊP r o c e e d i n g s o f t h eA S C ES p e c i a l t y C o n f e r e n c e i n S i t e86.B l a c k s b u r g,V i r g i n i a,U S A.1986:780-793.[8] S E N N E S E T K,J A N B U N,S V A N O G.S t r e n g t ha n dd e f o r m a t i o n p a r a m e t e r s f r o mc o n e p e n e t r a t i o nt e s t s[C]ʊP r o c e e d i n g so f t h e2n dE u r o p e n aS y m p o s i u mo nP e n e t r a t i o nT e s t i n g.A m s t e r d a m,N e t h e r l a n d s.1982(2):863-870.[9] E d i t o r i a l C o mm i t t e e o fG e o l o g i c a l E n g i n e e r i n g H a n d b o o k.G e o l o g i c a l e n g i n e e r i n g h a n d b o o k[M].4t he d.B e i j i n g:C h i n aA r c h i t e c t u r e&B u i l d i n g P r e s s,2006.‘工程地质手册“编委会.工程地质手册[M].4版.北京:中国建筑工业出版社,2006.[10] T O N GLY,C A IGJ,L I USY,e t a l.E v a l u a t i o n o f s o f t c l a y p r o p e r t i e s f r o m p i e z o c o n e t e s t(C P T U)[J].J o u r n a l o f E n g i n e e r i n g G e o l o-g y,2008,16(S u p p l.):334-339.童立元,蔡国军,刘松玉,等.多功能孔压静力触探(C P T U)测试技术在软土工程性质评价中的应用[J].工程地质学报,2008,16(增):334-339.[11] L U N ET,R O B E R T S O NPK,P OW E L LJ JM.C o n e p e n e t r a t i o n t e s t i n g i n g e o t e c h n i c a l p r a c t i c e[M].L o n d o n:B l a c k i eA c a d e m i c a n dP r o f e s s i o n a l,1997.[12] M i n i s t r y o fW a t e rR e s o u r c e s o f t h eP e o p l e sR e p u b l i c o fC h i n a.S t a n d a r d f o r s o i l t e s tm e t h o d:G B/T50123-1999[S].B e i j i n g:C h i n aA r c h i t e c t u r e&B u i l d i n g P r e s s,1999.中华人民共和国水利部.土工试验方法标准:G B/T50123-1999[S].北京:中国建筑工业出版社,1999.2期王虎刚,等:孔压静力触探在确定砂土内摩擦角中的应用129A p p l i c a t i o no fP C P TD a t a t o t h eD e t e r m i n a t i o no f I n t e r n a lF r i c t i o nA n g l e o f S a n d y S o i lWA N G H u-g a n g,J I A W e i(C h i n aO i l f i e l dS e r v i c e sL i m i t e d,T i a n j i n300459,C h i n a)A b s t r a c t:A s o n eo f t h es h e a rs t r e n g t hi n d e x e so f s a n d y s o i l,t h e i n t e r n a l f r i c t i o na n g l e i sa n i m p o r t a n t p a r a m e t e r i n e n g i n e e r i n g d e s i g n,a n d i n c o n v e n t i o n a lm a r i n e e n g i n e e r i n g s u r v e y s i t i sm a i n l y d e t e r m i n e d b y i n d o o r g e o t e c h n i c a l t e s t s s u c h a s t r i a x i a l c o m p r e s s i o n t e s t,d i r e c t s h e a r t e s t a n d p a r t i c l e s i z e,g r a d a t i o n a n d c o m p a c t n e s s.W i t h t h eb r o a d l y i m p l e m e n t i n g o f P C P Ti nm a r i n e e n g i n e e r i n g s u r v e y s,p a r a m e t e r s s u c ha s c o n e r e s i s t a n c e,s l e e v e f r i c t i o na n d p o r e-w a t e r p r e s s u r em e a s u r e d t h r o u g hP C P Th a v eb e e nu s e d t od e t e r-m i n e t h e i n t e r n a l f r i c t i o na n g l eo f s a n d y s o i l,w h i c hh a s t h ea d v a n t a g e so fn os a m p l i n g,f a s t,r e a s o n a b l e a n d r e l i a b l e a n d i s o fm o r e a n dm o r e i m p o r t a n t e n g i n e e r i n g s i g n i f i c a n c e i n t h em a r i n e e n g i n e e r i n g s u r v e y s s u c ha s p i l e f o u n d a t i o n,p i p e l i n e r o u t i n g a n du n d e r w a t e r f o u n d a t i o n s.I n t h e p r e s e n t p a p e r,t h r e e t y p e s o f m e t h o d s i nw h i c h t h eP C P Td a t a i s u s e d f o r d e t e r m i n i n g t h e i n t e r n a l f r i c t i o na n g l e o f s a n d y s o i l a r e s u m-m a r i z e d,w h i c h a r e t h e e m p i r i c a l f o r m u l a f o r e v a l u a t i n g t h e i n t e r n a l f r i c t i o n a n g l e p r o p o s e db y M a y n e,t h e m a x i m u m m i n i m u me x p e r i e n c e f o r m u l a f o r s a n d y s o i l a n d t h e e m p i r i c a l f o r m u l a f o r c a l c u l a t i n g t h e i n t e r n a l f r i c t i o na n g l e o f s a n d y s o i l p r o p o s e db y S e n n e s e t,a n d a p p l i c a t i o n p r a c t i c e i s c a r r i e do u t i n t h r e e b o r e h o l e s t a k e n f r o maw i n d f a r mi nG u a n g d o n g c o a s t a l a r e a o f C h i n a.I t h a s b e e n i l l u s t r a t e d t h a t u s i n g P C P Td a t a t o d e t e r m i n e t h e i n t e r n a l f r i c t i o na n g l e o f s a n d y s o i l h a s c e r t a i nr e l i a b i l i t y a n da p p l i c a b i l i t y i f s k i l l e d i n m e a-s u r i n g m e t h o d,d a t a a c q u i s i t i o n,d a t a p r o c e s s i n g a n d i n t e r p r e t a t i o no fP C P Ta n db a s e do n t h e c a l c u l a t i o n m e t h o d p r o p o s e db y S e n n e s e t.K e y w o r d s:s a n d y s o i l;i n t e r n a l f r i c t i o na n g l e;P C P T;r e l i a b i l i t yR e c e i v e d:M a r c h7,2019。
井下静力触探技术原理与应用
目录
• 井下静力触探技术概述 • 井下静力触探技术应用领域 • 井下静力触探技术优势与局限性 • 井下静力触探技术实践案例
目录
• 井下静力触探技术安全操作规范 • 井下静力触探技术未来展望
01
井下静力触探技术概述
定义与特点
定义
井下静力触探技术是一种在井下进行 原位测试的方法，通过在钻孔中施加 恒定的静力载荷，测量土体的变形和 地层阻力，以评估地层的工程性质。
了解地下水状况
优化地下水资源利用
通过静力触探可以了解地下水位、水 压和水质等信息，为地下水研究提供 基础数据。
静力触探可以为地下水资源利用提供 参考，帮助优化水资源配置和利用方 案。
评估地下水污染风险
根据静力触探得到的地层参数，可以 评估地下水污染的风险，为环境保护 提供依据。
岩土工程
评估岩土性质
矿产资源开发
确定矿体位置
通过静力触探可以了解地 下矿体的位置、形态和分 布情况，为矿产资源开发 提供基础数据。
评估矿产资源量
根据静力触探得到的地层 参数，可以估算矿产资源 的储量和质量，为资源开 发提供依据。
优化采矿方案
静力触探可以为采矿方案 提供参考，帮助优化采矿 工艺和降低采矿成本。
地下水研究
绘制出矿区地层结构图、岩石力学性质曲 线和地下水分布图，为矿区开采和安全生 产提供重要参考。
案例二：某地下水研究项目
目的
通过井下静力触探技术了解地下水水位、水压和 水质情况，为地下水资源评价和开发利用提供依 据。
过程
在研究区域内选定若干个钻孔，将静力触探探头 放入钻孔中，通过液压装置施加恒定压力，同时 记录地下水水位、水压数据，采集水质样本进行 分析。
静力触探实验在土层划分中的应用研究
关键 词 ： 单桥静 力触探 ； 双桥 静力触探 ； 孔压静 力触探 ； 钻孔取样 ； 划分土层
中图分类号 ： Ｔ Ｕ ４ １ 文献标志码 ： Ａ 文 章 编 号 ：１ ０ ０ ３ － ０ ９ ７ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ ０３ － ０ ５ － ０ ４
ＤＯ Ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ３ － ０ ９ ７ ２ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ２ ． ０ ３ ５
静 力 触 探 实 验 在 土 层 划 分 中 的应 用 研 究
付 超
（ 信 阳师范 学院 土木工程学院 ， 河南 信 阳 ４ ６ ４ ０ ０ ０ ）
摘 要： ３种静力触探 实验与钻孔取样的对 比结果说 明 ： 根 据单桥 静力触探 、 双桥 静 力触探和 孔压静 力触
探 获得的 实验参数 ， 均可通过绘制各 类曲线 ， 并利 用曲线特点确 定各 土层界 面的位 置 ， 划分土层． 其 中， 孔压静
力触探 实验划分土层的精度最 高， 且 未发现错判 或漏判土层的情况 ； 双桥静 力触探 实验的结果优 于单桥静 力触 探 实验 ， 但 两者均存在较 大的误 差 ， 且有时会 出现错误判 断土层 的情 况． 考虑到钻孔取样 的结果 与取样 的数 目 有很 大关 系， 取土过程对场地有扰动 等情况 ， 建议在 未来的工程 实践 中可更 多地 考虑使 用静 力触探 实验 ， 特 别
Ｃ Ｐ Ｔ， Ｐ ｉ ｅ ｚ ｏ ｎ ｃ ｏ ｎ ｅ ｐ ｅ ｎ ｅ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｓ ｔ （ Ｃ Ｐ Ｔ Ｕ）ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｒ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ＆ ｓ ａ ｍ ｐ ｌ ｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｓ ｔ ｗ ｅ ｒ ｅ ｃ ｏ ｍ ｐ ａ ｒ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｓ ｈ ｏ ｗ ｅ ｄ ｔ ｈ ａ ｔ ：ａ ｌ ｌ ｔ ｈ ｅ
孔压静力触探测试数据在桩基承载力评估中的应用
关键 词 ：孔压静 力触探 ；桩端承载 力；桩侧摩 阻力；锥 尖阻力
中 图 分 类 号 ：Ｔ Ｕ ４ １ ３ 文 献 标 志 码 ：Ａ 文章 编 号 ：１ ０ ０ ２ — ４ ９ ７ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ７ — ０ ０ ３ ５ — ０ ４
Ａｐｐｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ＣＰＴＵ ｄ ａ ｔ ａ ｏ ｎ ｐｉ ｌ ｅ ｂｅ ａ ｒ ｉ ｎ ｇ ｃ ａ ｐａ ｃ ｉ ｔ ｙ ａ ｓ ｓ ｅ ｓ ｓ ｍｅ ｎｔ
Ｈ Ｅ Ｚ ｈ ｉ － ｍ ｉ ｎ ， Ｋ Ｏ Ｎ Ｇ Ｍｉ ｎ ｇ ， ＭＡ Ｑ ｉ ｕ — ｚ ｈ ｕ
ｆ Ｃ Ｃ Ｃ Ｃ － Ｆ ＨＤ Ｉ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ５ １ ０ ２ ３ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
，
孔
明 ，马 秋 柱
（ 中交第四航 务工程勘 察设计院有限公 司， 广 东 广州 ５ １ ０ ２ ３ ０）
摘 要 ： 阐述 了主 要 的 桩 基 承 载 力Ｃ Ｐ Ｔ Ｕ 评 估 方 法 ， 并 分 别 对 其 适 用 性 进 行 探 讨 。 结 合 港珠 澳 大桥 区域 的 地 层 特 性 ， 采
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｐ ｉ ｅ ｚ ｏ ｃ ｏ ｎ ｅ ｐ ｅ ｎ ｅ ￣ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｓ ｔ （ ｃ Ｐ Ｔ ｕ ） ； ｂ ｅ ａ ｒ ｉ ｎ ｇ ｃ ａ ｐ ａ ｃ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｐ ｉ ｌ ｅ ； ｓ ｈ ａ ｆ ｔ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｐ ｉ ｌ ｅ ； ｔ ｉ ｐ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ
利 用原 位 测 试 结 果 评估 桩 基 的承 载 力 是 当今 岩 土 工 程 界 一 个 重要 的研 究 课 题 。静 力 触 探 因其 试验 机理 与桩 的作用 机理类 似 ，能较好 地模 拟沉桩
孔压静力触探_CPTU_确定地基土压缩模量方法研究_姬付全
压缩模量进行了大量研究， 得到了许多经验关系式。 ［2 ～ 7 ］ ， 研究表明 土的压缩模量与锥尖阻力具有较好 的线性相关关系， 经验公式可写成： Es = α × q （ 1）
式中，E s 为 土 的 压 缩 模 量 （ MPa） ； q 为 锥 尖 阻 力 （ MPa） ， 具体可采用实测锥尖阻力 q c 、 修正锥尖阻力 q t 或净锥尖阻力 q n ； α 为经验系数。 但研究成果中的经验系数都是建立在一定的锥 具有地区局限性。 尖阻力适用范围和特定土类之上 ， 因此， 建立一种各地区均适用的 CPTU 确定地基土 压缩模量的方法具有重要的科学研究价值 ， 对高速 公路路基沉降预测和地基处理设计具有一定的指导 意义。
［12 ］
参数统计法
［8 ～ 11 ］
图1 Fig． 1
多层地基示意图
Schematic diagram of multilayer soils
是 基 于 理 论 公 式 推 导， 根据
沉降计算公式可写成 S = S1 + S2 + … + S m
（ 5）
884
n1
Journal of Engineering Geology
（ m + 1） 1 （ 2） （ 2） （ 1） （ 1） （ 1）
883
CPTU 测试及其对应路基断面的沉降观测结果， 利
1
引
言
用分层总和法沉降计算公式以及公式 （ 1 ） 反演锥尖 阻力与压缩模量的经验系数。 推导过程
n
路基沉降是高速公路建设需要解决的重点问题 提高沉降预测精度， 关键是获得准确的土性参 之一， 数。压缩模量 （ E s ） 是评价土的压缩性和计算地基 沉降的基本参数， 因而如何准确获得软弱地基的压 缩模量将直接影响到地基沉降的预测精度 。 作为一 种 新 型 原 位 测 试 技 术， 孔压静力触探 （ CPTU） 可以提供 3 个测试参数 （ 锥尖阻力 q t 、 侧壁 摩阻力 f s 和孔隙水压力 u2 ） ， 具有快速、 可靠、 经济 和连续的优点
基于机器学习的岩土工程优化应用研究
基于机器学习的岩土工程优化应用研究
徐全善;祝毓萍;查治洲
【期刊名称】《江苏通信》
【年(卷),期】2024(40)2
【摘要】随着机器学习的发展进步,机器学习应用的范围不断增加,将机器学习应用在岩土工程领域能够促使该领域得到更进一步的发展。
本文从孔压静力触探试验岩土参数方面对机器学习在岩土工程领域的应用进行了研究,提出在岩土工程中机器学习的应用研究的方法,同时,对机器学习在岩土工程的多方面应用进行了展望。
【总页数】3页(P111-113)
【作者】徐全善;祝毓萍;查治洲
【作者单位】南京工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TU4
【相关文献】
1.哈萨克斯坦CS-4压气站岩土工程优化
2.合肥地区岩土工程优化工作的研究与实践
3.基于图像处理与机器学习的岩土湿度检测系统
4.基于CPTU测试岩土参数机器学习应用研究
5.基于机器学习的核磁共振成像影像组学在舌鳞状细胞癌中应用研究进展
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
SMP+CPTU孔压静力触探试验简述
SMP+CPTU孔压静力触探试验简述汤明礼;俞炯奇;姚永新【摘要】静力触探试验是土体原位测试的一种,在工程勘察中应用较多.介绍了荷兰Geomil公司生产的一种SMP + CPTU孔压静力触探探头的组装、仪器的调试、探头的饱和及静力触探试验过程,并根据现场试验总结了在静力触探试验贯入过程中的注意事项.【期刊名称】《浙江水利科技》【年(卷),期】2018(046)001【总页数】3页(P52-54)【关键词】静力触探试验;孔压静力触探;孔隙水压力【作者】汤明礼;俞炯奇;姚永新【作者单位】浙江广川工程咨询有限公司,浙江杭州 310020;浙江省水利河口研究院,浙江杭州 310020;浙江广川工程咨询有限公司,浙江杭州 310020【正文语种】中文【中图分类】TU311.11 问题的提出静力触探试验是在竖直方向上利用压力装置把静力触探探头按一定的速率压入土层中，利用探头安装的传感器，通过自动采集仪来存储贯入过程所得到的各种数据[1]，通过数据分析可判别地基土的各种参数，例如土体分类、土的物理性质、土的强度等[2]。
静力触探按测量机理分为：机械式静力触探和电测式静力触探。
电测式静力触探是应用最广的一种原位测试技术，兼有勘探与测试双重作用，具有测试快速、连续、效率高、功能多的优点，测量成果自动化程度较高，在实际工程项目中的应用越来越广泛 [3]。
孔压静力触探试验（CPTU）是20 世纪70 年代末在国际上兴起的一种新型原位测试技术，它是在静力触探贯入仪的探头中安装上透水石及量测孔隙水压力的传感元件，可同时量测锥尖阻力、侧壁摩阻力和孔隙水压力[4]。
2 仪器概况荷兰Geomil设备有限公司成立于1932年，是全球第一个生产静力触探设备的厂家，为全球首选的静力触探设备制造商。
经过80多年的发展，Geomil公司拥有了非常优秀的经验和技巧，可生产符合高质量标准的探头、测量装置、数据采集系统、软件和控制系统。
本文根据温州及温岭的现场静力触探试验，详细介绍探头的组装及试验过程，采用的探头为Geomil公司生产的SMP + CPTU探头。
孔压静力触探法研究综述
硕士研究生文献阅读与综述论文题目：现代多功能CPTU的数值模拟学号：2015220524研究生姓名：卫才皇导师姓名:杨令强王君鹏学科、专业：建筑与土木工程所属院、系：土木建筑学院2016年5月14日多功能CPTU研究综述卫才皇摘要：静力触探法是工程中广泛使用的一种原位测试方法。
通过归纳分析国内外相关资料，概述了静力触探仪器设备发展历程，系统归纳了静力触探在锥头贯入阻力理论研究、模型试验、数值模拟、成果应用等方面的研究进展，总结了不同行业、不同地区利用静力触探成果估算土体参数的经验公式；提出由静力触探成果推求土体参数时，应充分考虑区域性土的工程特性；指出在超孔隙水压力理论分析、柱形孔空间问题解析解和以大变形分析理论为基础的数值模拟等方面需要进一步完善。
关键词：静力触探；理论研究；模型试验；数值模拟Research Review on Static Cone Penetration TestWei CaihuangAbstract:Static cone penetration (CPTU) is an situ test,which is widely used in the engineering practice.Based on recent research results,this paper introduced the development course of CPTU and summarized the research progress of the instrument development,theoretical rearch of cone resistance,model test ,numerical simulation,and different areas were summarized.The paper pointed out that it is necessary to fully consider the engineering characteristics of regional soil when using the CPTU results. Moreover,the theoretical analysis of excess pore water pressure,anatlyic solution of cylindrical hole space problem,and numerical simulation for large deformation analysis theory need to be further improved.Key words:cone penetration test;theoretical research;model test;numercial simulation1前言静力触探法是用于划分土层、判别土体液化、确定地基承载力等参数常用的原位测试方法，具有操作简单、费用低、成果准确、周期短、节省人力等优点。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
孔 压 参 数 在 静 力 触 探 试 验 中 的 应 用 研 究
马 长 波 ， 覃 静
（１ 黄 淮 学 院 建 筑 工 程 系 ， 南 驻 马 店 ４ ３ ０ ２ 江 苏 工 业 学 院 环 境 与安 全 工 程 学 院 ， 苏 常 州 ２ ３ ６ ） ． 河 ６ ０ ０； ． 江 １１４
第４ １卷 第 １ ５期 ２ ０ １ ０ 年 ８ 月
文 章 编 号 ：０ １—４ ７ ２ ０） ５—０ ７ １０ １ ９（ ０１ １ ０ ５—０ ４
人 民 长 江
Ｙａ ｇ ｚ Ｒｉ ｅ ｎ ｔｅ ｖ ｒ
Ｖｏ ． １ ４１． Ｎｏ． ５ １
Ａｕ ｇ．， ２ ０ ０１
１ 静 力 触 探 设 备 及 工 程 场 地 简 介
静 力触 探 试 验 设 备 为 多 功 能 车 载 Ｃ Ｔ 系统 ， ＰＵ 该 测试 系 统 主要 由液 压 系统 、 据 采集 系统 及 多 功 能 探 数
头 等仪 器设 备组 成 ， 探头 规格 符合 国际标 准 ， 水石 位 透
缘地 带 ， 勘察 深度 范 围 内均为第 四纪松 散沉 积物 ， 于 属
作 者 简 介 ： 长 波 ， ， 士 ， 要 从 事 结构 、 工 方 面 的教 学 和 研 究 工 作 。Ｅ—ｍ ｉ ｙａ２ １ ＠ １６ ｅｍ 马 男 硕 主 施 ａ ：ｉ ｎ ７ ０ ２ ．ｏ ｌ ｆ
７ ６
由此获 得探 头 锥 尖 阻 力 、 摩 阻 力 、 隙水 压 力 等 参 侧 孔 数 ， 而确 定土 体相 应物 理力 学 参数 的原 位测 试技 术 。 从 静力 触探 试验 适 用 于 软 土 、 般 粘 性 土 、 土 、 土 以 一 粉 砂
及 含 少 量 碎 石 的 土 ， 有 勘 探 和 测 试 双 重 功 能 。 相方 法 ， 是 一 种 拥 有 广 阔 发 展 前 且
景 的原 位测试 技 术 。
长期 以来 ， 国大 多使 用 单 、 我 双桥 静 力 触 探 ， 实 在 践 中积 累 了丰富 的经 验 ， 由 于 只能 提 供 较 为 单 一 的 但 阻值 参数 ， 限制 了静力 触 探技 术 的发展 。近年 来 ， 随着
比分析。
关
键
词 ： 压 静 力 触探 ；土层 划 分 ；固 结 系数 ； 透 系数 孔 渗
文献 标 志 码 ：Ａ
中 图 法分 类 号 ：Ｔ ２ Ｖ３
静 力 触 探 试 验 是 通 过 反 压 设 备 ， 一 定 规 格 的 圆 将
锥形 探 头匀 速压 入 土层 中 ， 过探 头 内 的 阻力 传 感 器 通 将 受到 的土 层 阻力 转换 为 电信 号 并 由仪 表 测 量 记 录 ，
摘 要 ： 压 静 力触 探 作 为 一 种 新 型 的静 探 技 术 ， 以 量 测 钻 进 过 程 中 孔 隙 水 压 力 的 大 小 。基 于 目前 先进 的静 孔 可 探 设 备 ， 据 孔 压 值 对 土 性 变 化 较 敏 感 的特 性 ， 过 锥 尖 阻 力 、 压 值 和 孔 压 参 数 比 ３个 指 标 综 合 划 分 了 土 的 根 通 孔 类 别 ， 果 与 钻 孔 记 录 吻 合 良好 。 在 不 同深 度 处 量 测 记 录 了土 中孔 隙 水 压 力 的 消散 过 程 ， 析 了砂 性 土 和 粘 结 分 性 土 不 同 的 消 散 特 征 。在 消散 试 验 的 基 础 上 ， 算 粘 性 土 的 固结 系数 和 渗 透 系数 ， 与 室 内试 验 值 进 行 了 对 计 并
新型 探头 的 出现 与应 用 ， 探试 验 所 能 提 供 的土 性 参 静 数与 应用 范 围也 大 大 扩展 。其 中 ， 压 静 力 触 探 试 验 孔 通过 测量 孔 隙水压 力 的变 化 ， 能够 准确 划分 土 的类 别 ， 计算 饱 和粘性 土 的 固结 系 数 和 渗 透 系 数 ， 因此 得 到 了
土 中 时 ， 头 以 及 摩 擦 筒 端 面 均 作 用 有 水 压 力 ， 由 于 探 但 受水 压 力面 积 的不 同 ， 测得 到 的锥尖 阻力 Ｑ 量 值 并 不
于 常规 的钻 探 一取样 一室 内试 验 ， 有快 速 、 确 、 具 精 经 济 的特 点 ， 特别 是对 于 地 层 变 化 大 的 复杂 场地 以及 不 易取 得 原状 土样 的饱 和砂 土 和高灵 敏 度 的软粘 土地 层 的勘 察 ， 力 触 探 更 具 有 其 独 特 的优 越 性 ， 此 是 静 因
更大 的应 用与 发展 。
收 稿 日期 ：０ ９—１ ２０ ０—１ ； 回 日期 ：０ ９—１ ～ ４ ４修 ２０ １ ２
能代 表 实际 的阻 力值 ， 别是 在饱 和软 粘土 中试 验 时 ， 特 会产 生 较大 的孔 压值 ， 锥尖 阻力 的影 响也 就更 显著 。 对
因此 ， 实测 的锥 尖 阻力 Ｑ 值 应按 下 式修 正为 Ｑ 值 。 ．
于锥 肩 位置 。试 验 时 由卡 车 自重 提 供 反 力 ， 当贯 入深 度较 大 时可 下地 锚 增 加 反 压 力 。钻 杆 匀 速 贯 入 ， 度 速 为 ２ ｍ／ ， 据采集 系 统沿 深度 每 １ｅＩ自动记 录 一 ０ｍ ｓ数 ｌ Ｔ 次各 项 参数 ， 以 图像方 式在 计算 机 终端输 入 ， 并 有利 于 实 时监 控分 析 。 滤 水器 位于 锥肩 位 置 ， 当探 头在 地 下 水 以下 贯 入
Ｑ ＝Ｑ ＋卢（ １一Ⅱ） ： （） １
式中， 。 Ｑ 为修 正后 锥 尖阻力 ； 。 量测 的孔 隙水 压力 ； “为 ｎ为有 效 面积 比 ； 为 与 土质状 态有 关 的经 验系数 。
孔 压 静 力 触 探 试 验 工 程 场 地 位 于 长 江 口三 角 洲 前