孔压静力触探_CPTU_测试成果影响因素及原始数据修正方法探讨
影响静力触探(CPT)测试成果因素的探讨
５ 其它影响 ３ 探头和探杆 的连接及斜 子对 静探成果 Ｌ 钻杆不能连续贯入 ， 探探头温度、 触 率 的影响 定 及 质 量 问题 也 应 重 视 。 力 触 探 试 验 时 静
（Ｐ 。 力触 探 以 其 效率 高 ， 经济 ， Ｓ Ｔ）静 且 测试 采集 数 据 间距 小（ ． Ｏ１ ｍ一个 数 据 ）并 且 能 直 ， 观 反 映 土 层 随 深 度 变 化 情 况 ， 勘 察 工 程 在 中 应 用 广 泛 。 文 根 据 静 力 触 探 试 验 过 程 本 中 整理 的 资 料 ， 及 研 究成 果 中的 部 分 内 以 容 ， 结 合 近 几 年试 验 情 况 ， 出影 响 静 探 并 提
工 程 技 术
ＳｌＯ ＆Ｔ Ｈ Ｌ０ ＯＮＥ Ｅ Ｎ ＯＹ Ｅ ＣＯ ．
墨圆
影响 静 力触 探 （ 测 试成 果 因素 的探 讨 ＣＰＴ）
赵 建 （ 南省焦 作地 质勘察 设计有 限公 司 河河南 焦作来自４ ４ ０２ ５０ ）
摘 要 ： 力触探试验 （ Ｐ 作 为－ ／ ｔ￣ 的原住 测试 手段 ， 静 ｃ Ｔ） － ￣３ 在岩土 工程 勘察 中被 广泛采 用 。 本文 简要 介 绍 了静 力触探 在焦作 市地 区的研 究 使 用现状 及应 用经 验 ， 出 了实 际操 作 中影响 测试 成果 的几 种 因素 。 提 关键 词 ： 影响 静 力触 探 成 果 因 素 中 图分 类 号 ： ７ Ｐ ５ 文 献 标 识 码 ： Ａ 文章 编号 ： ６ －３ １ ２ １ ） ６ ｃ一０ ２ －０ １ ７ ９ （ ０ ｏ ｏ （） ０ ５ １ ２ ７
试验中发现 ， 孔时 ， 开 由于 填土 中 的 碎 需 要 一 套 活 塞 将 探 头 压 入 土 层 中 ， 然后 当 石 或 建 筑 垃 圾 容 易 将 探 头 别 斜 ， 成 数 据 活 塞每 次结 束 向下 行 程 后 向上 返 回 时测 试 造 误 差过 大 ， 时 要 先 用钻 具 开 孔 ， 挖 除 其 即 被 中 断 ， 直 要 等 到 括 塞 回 复 到 顶 部 位 这 或 一 中 的大 块 以 保 证 探 头 穿 越 填 土 过 程 中始 终 置再 次 向下 贯 入 ， 个过 程 中 ， 米 间 隔处 这 整 保 持 垂 直 。 外 ， 头 和 相 连 的 探 杆 一 定 要 的软 弱 薄 层 的 数 据 会 因消 散 效 应或 者 摩 阻 另 探 成 直 线 ， 验 中 遇 到 过 多次 静 力 触 探 孔 和 力 的 累 积 而 丢 失 或 者 受 到 影 响 ， 而 影 响 试 从 钻 孔 深 度 矛 盾 问 题 ， 检 查 是 探 头 和 探 杆 静 探 成 果 。 经 静 探 试 验 及 成 果 的 几 种 因素 。 同样 在 同一 土 层 中 ， 合场 地 室 综 连 接 惹 的 祸 。 头 和 探 杆 的 连 接 处 是 个 薄 内试 验 及 其 他 试 验 资 料 综 合 分 析 ， 层 并 探 土 １ 静力触探试验设备及使用 情况 弱 环 节 ， 穿 越 杂填 土 时 容 易 受伤 ， 果 它 无 大 的 变 化 ， 单 孔 触 探 成 果 反映 同 一 层 在 如 但 目前 焦 作 市 主 要 采 用 手 摇 式 轻 型 静 力 们 不直 ， 入 试 验过 程 中探 头 的 斜 率 会 越 土 有 较 大 变 化 ， 贯 指标 差 异 大 ， 然是 探头 温 显 触探、 齿轮 机 械 式 静 力触 探 。 际 操 作 中最 来 越 大 ， 就 要 求 我 们 在 每 次 试 验 都 要 认 度 、 定 或 探头 材 质有 问题 ， 是测 试 中的 实 这 率 即 错误或误差 所至。 大 贯 人深 度 约 ３ ｍ， 般贯 人 深 度在 ２ ｍ左 真 检 查 探 头 和 探 杆 的 连 接 。 ０ 一 ０ 右 。 据土 质密实程度不 同 ， 入粉土 、 根 进 砂 试 验 中 我 们 还 发 现 当 触 探 孔 深 度 超 过 随 着 新 的设 备 开 发和 改进 ， ： 电 缆 如 无 土 一 般可 在 ３ ～４ ｍ ｍ左 右 ， 密 一 中 密 时 可 ２ 时 ， 杆 偏 斜 问题 较 突 出 ， 度 ２ Ｉ 数 据 传 输 入 技 术 、 接 探 过 程 中贯 入过 程 稍 ５ｆ 探 ｒ ｌ 深 ５ｎ～ 加 进 入 ５ ～ ８ ， 实 时 仅 进 入 ０． ｍ ～２ 。 ｍ ｍ 密 ５ ｍ ３ ｍ时 ， 层 界 面 差 异 达 １ｎ～２ ， 别 的 相 不 间 断 、 杆 实 现 自动 加 接 、 可 测 波 速 的 ０ 土 ｉ ｍ 个 探 带 差 达３ ｍ以上 ， 问题 并 不是 普 遍 存在 的 。 但 一 探 头 等 的新 技 术 的 应 用 ， 力 触 探 将 更 加 静 方 面 设 备就 位 时 应 平 稳 ， 取 措 施 应 保 证 快 速 、 确 、 济 和 节 省 人 力 ， 探 成果 评 采 精 经 静 ２ 不 同贯 入速 率对 静探成果的影 响
影响CPTU原位测试结果的主要因素分析
图 １ 孔压探头示意图
孔压 静探 能够 在地 下水 位 以下 任 意深度 进行 孔 压 消散试 验 ， 所测 试 的 土 体 范 围更 大 更 广 。探 头 上 滤 水器 的 厚 度 只 有 ３ ｍ， 且 孔 压 传 感 器 反 应 灵 ｍ 并
敏， 对于地 基土 中存 在 较 多 薄夹 层 及 结 构性 强 的细
维普资讯
主壬 一 ． ． …………………………………………………………………………… 堡墨 兰 ．８ 舅－
影响 ＣＴ Ｐ Ｕ原 位 测 试 结 果 的 主 要 因素 分 析
唐唯一 唐 瞻浩
（ 湖南省地质矿产勘查开发局 ４ ９队 ） ０ 摘 要 根据孔隙水压力静力触探 （ Ｐ Ｕ 技术的特点 ， ＣＴ ） 特别是孔 隙水压力 消散的基本规 律 出发 ， 较详 细 地分析 了影响 Ｃ Ｔ Ｐ Ｕ测试结果 地主要 因素及其 原因 ， 为提高 Ｃ Ｔ Ｐ Ｕ测试 效果 和测试 精度 具有 指
测试 圆锥静 力 触 探 贯入 仪 （ Ｆ ） 结 合 ， 探 头 上 ｃｒ 相 ｒ 在 安装 透水 滤 器 及 量 测 孔 隙水 压 力 的 传 感 元 件 （ 图 １， ）使得 在 探 头 贯 入 饱 和 土 体 的过 程 中 ， 续 测 试 连 探 头 锥尖 阻力 （ 和侧 壁 摩 阻 力 （ 同时 ， 测 土 ｑ） ． ） 量
（ ）贯入 速率 ： １ 进行 孔压 静力 触探试 验 时 ， 贯入 速率 的匀 速控制 对孔 压 的量 测很 重要 。Ｃ Ｔ的标 准 Ｐ
拟的优势。同时， Ｆ ｕ可随时配合沉 降观测 以实 ｃｒ ｒ 测地基在任一位置 、 任一时刻的固结度 ， 为深化理论 认 识 、 累实践 经验 创造 了条 件。 目前在 国外 ， 积 孔压 静探 已成 为原位 触 探试 验 的一 个 重要 部 分 ， 在工 程 勘察中已发展为占主导的地位 ， 在土工设计参数的
原位测试中深度学习参数敏感性分析
原位测试中深度学习参数敏感性分析摘要：超固结比是衡量土的固结状态的重要参数。
地震波孔压静力触探(SCPTU)能够同时给出剪切波速测试与孔压静力触探(CPTU)测试。
基于SCPTU黏土数据，建立基于BP神经网络的黏性土OCR预测模型，发现BP神经网络模型准确率高于传统经验公式，并分析了输入参数的选择对BP神经网络模型准确性的影响，最终筛选出最利于模型准确率的输入参数组合。
关键词：超固结比；BP神经网络；深度学习；地震波孔压静力触探；孔压静力触探1 引言超固结比（OCR）是反映土体应力历史的基本力学参数，是衡量土体稳定性、变形特性的重要指标。
随着传感技术的发展，地震波孔压静力触探(SCPTU)能够同时给出剪切波速测试与孔压静力触探(CPTU)测试，在实际工程中应用越来越广泛[1]。
CPTU测试技术发展至今，已有很多学者采用理论法或经验法对预测土的OCR进行研究[2,3]，但是由于土的OCR和CPTU测试参数之间并非简单的线性关系，而是复杂的非线性关系，故这些方法普遍存在精度较差的问题。
随着计算机技术和人工智能的发展，越来越多的深度学习算法被提出，其中BP神经网络具有很强的非线性映射能力和柔性的网络结构,适合用于研究土的OCR和CPTU测试参数之间的关系。
2 深度学习模型深度学习模型选择BP神经网络，BP算法包括信号的前向传播和误差的反向传播两个过程。
即计算误差输出时按从输入到输出的方向进行，而调整权值和阈值则从输出到输入的方向进行。
正向传播时，输入信号通过隐含层作用于输出节点，经过非线性变换，产生输出信号，若实际输出与期望输出不相符，则转入误差的反向传播过程。
误差反传是将输出误差通过隐含层向输入层逐层反传，并将误差分摊给各层所有单元，以从各层获得的误差信号作为调整各单元权值的依据。
通过调整输入节点与隐层节点的联接强度和隐层节点与输出节点的联接强度以及阈值，使误差沿梯度方向下降，经过反复学习训练，确定与最小误差相对应的网络参数(权值和阈值)，训练即告停止。
孔压静力触探_CPTU_探求高速公路软基固结系数研究
第24卷 第3期2007年3月 公 路 交 通 科 技Journal of Highway and T ransportation Research and DevelopmentV ol 124 N o 13 Mar 12007文章编号:1002Ο0268(2007)03Ο0030Ο05收稿日期:2005Ο09Ο15基金项目:江苏省交通科学研究计划资助项目(7621006028)作者简介:蔡国军(1977-),男,山东兖州人,博士研究生,从事道路软基处理及土体原位测试技术的研究1(focuscai @1631com )孔压静力触探(CPTU )探求高速公路软基固结系数研究蔡国军,童立元,刘松玉,杜广印(东南大学 交通学院,江苏 南京 210096)摘要:基于孔压静力触探(CPT U )的原理,简要介绍了利用CPT U 试验求解地基土固结系数的理论方法,并以T or 2stenss on 理论模型为例,详细叙述了利用CPT U 试验资料探求地基土固结系数的方法和步骤。
结合连盐高速公路灌云三标的CPT U 试验进行了实例计算,结果表明,现场所得的固结系数较室内试验的固结系数大1～2个数量级,与其他研究者的结果一致;在淤泥土层内,现场固结系数较室内试验所得的固结系数变化小,与现场资料反演值很接近;若采用此方法为实际工程提供设计固结系数时,进行修正后效果会更好。
关键词:道路工程;软基;孔压静力触探;固结系数;孔压消散试验中图分类号:U441+18 文献标识码:ADetermination of Consolidation Coefficient for Expre ssway on Soft Groundfrom the Piezocone Penetration Te stC AI G uo Οjun ,T ONGLi Οyuan ,LI U S ong Οyu ,DU G uang Οyin(T ransportation C ollege ,S outheast University ,Jiangsu Nanjing 210096,China )Abstract :Based on the piezocone (CPT U )penetration theory ,several methods for deriving the coefficient of cons olidation from CPT U pore pressure dissipation data were introduced in brief 1The method and procedure to determine the coefficient of cons olidation from CPT U dissipation tests were als o presented in details by taking the exam ple of T orstenss on theory m odel 1The CPT U tests results of s oft ground in Lian Οyan express way were presented and the coefficient of cons olidaion was obtained from the piezocne data 1The results of the coefficient of cons olidation were com pared with labortory oedometer tests data and back Οcalculated values from field settlement data 1C om paris ons of the results indicated that the coefficient of cons olidation determined by CPT U tests was higher than that measured in the labortory cons olidation tests by 10to 100times ,as reported by other researchers 1The coefficient of cons olidation values from CPT U tests were in less variation than those obtained by labortory tests and were in g ood agreement with the back Οcalculated coefficient of cons olidation values in the s oft marine clay 1When the coefficient of cons olidation from CPT U dissipation tests were used directly for design ,it should be corrected by various factors in practice 1K ey words :road engineering ;s oft ground ;piezocone penetration test (CPT U );coefficient of cons olidation ;pore pressure dissipa 2tion test0 引言孔压静力触探(英文简称CPT U )作为一种简捷、快速、方便、可靠的新型原位测试技术,除了能在测试过程中比常规静力触探多量测出土的孔隙水压力外,还能够在预定深度停止贯入后进行孔隙水压力的消散试验,并由此探求软土的固结系数[1]。
第三章静力触探试验
第三章静力触探试验资环学院吴道祥2.1 概述静力触探试验(Static ConePenetration, CPT)是利用准静力以恒定的贯入速率将一定规格和形状的圆锥探头通过一系列探杆压入土中，同时测记贯入过程中探头所受到的阻力，根据测得的贯入阻力大小来间接判定土的物理力学性质的现场试验方法。
2.1 概述静力触探首先在荷兰研制成功，因此静力触探也叫“荷兰锥”试验。
按测量机理分:机械式静力触探和电测式静力触探。
按探头功能分:单桥静力触探、双桥静力触探、孔压静力触探。
电测式静力触探的优点:(1)测试连续、快速，效率高，功能多，兼具勘探与测试双重作用;(2)测试数据精度高，再现性好;(3)采用电测技术，便于实现测试工程的自动化，测试成果可由计算机自动处理，减少了工作强度。
2.1 概述根据静力触探，包括孔压静力触探试验结果，结合地区经验，可以用于以下目的:1)土类定名，并划分土层的界面;2)评定地基土的物理、力学、渗透性质的相关参数;3)确定地基承载力;4)确定单桩极限承载力;5)判定地基土液化的可能性。
2.1 概述静力触探试验适应于软土、粘性土、粉土、砂类土和含有少量碎石的土层。
与传统的钻探方法相比，静力触探试验具有速度快、劳动强度低、清洁、经济等优点，而且可以连续获得地层的强度和其他方面的信息，不受取样扰动等人为因素的影响。
静力触探试验中不能对土进行直接的观察、鉴别，而且不适用于含较多碎石、砾石的土层和很密实的砂层。
2.2 静力触探试验的仪器设备一、贯入系统1.贯入装置1)液压式静力触探机(10-20t)2.2 静力触探试验的仪器设备2)手摇链条式静力触探机(2-3t);2.2 静力触探试验的仪器设备3)电动机械式静力触探机(4-5t)。
2.2 静力触探试验的仪器设备2.探杆探杆是传递贯入力的媒介，为保证触探孔的垂直，探杆一般采用高强度合金无缝钢管制造。
探杆也有一定的规格和要求，应有足够的强度，应采用高强度无缝管材，其屈服强度不宜小于600MPa。
动力触探影响因素及修正策略探讨
王婷婷 （ 甘肃煤 田地质局 一 四五 队， 甘肃 张掖 ７ ３ ４ ０ ０ ０ ）
摘 要： 动力触探作为土层的原位测试技术 ， 在岩 土工程勘 察工作中应 用非常广泛。本 文着 重对 动力触探试验 过程中影响 结果 的因素及对策进行了讨论。 关键 词 ： 动力触探 ； 影响因素 ； 修正策略
中图分类 号 ： Ｐ ２ ０ ７
文献标 志码 ： Ｂ
文章编 号 ： １ ０ ０ ８— ０ １ ５ ５ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ７— ０ ０ ９ ２— ０ ２ 在 相 邻的土 层 中 ， 当上覆 土 层 为硬 层 土 、 下 卧 土 层 为软 层土 ， 界面 的影 响范 围 较大 ， 且 大 部 分 属于 超 前 反 映段 ； 当上覆土层 为软层土 ， 下卧土层为硬层土 ， 界面 的影 响范 围相对 较小 ， 且 大部 分 属 于滞 后 反 映段 ； 而 当 两层土层的强度接近时 ， 界面的影响范围基本不存在 ， 整体 击数趋 于稳 定 。 １ ． ３碎 、 卵石颗 粒含 量 对击数 的影 响
根据动力触探试验相关 的资料分析表 明， 探头所 在深度处地贯入技术受到周围土层性质的影响。相邻 的土层之间会存在一个界面， 这个界面周围存在简便 的动探技术过渡段 。如果下卧土层对上覆土层的动探 击数产生影 响 ， 则被称 为 “ 超前反映 ” ， 反之 则被称为 “ 滞后反映” 。土层中超前反映及滞后反映的总值即是 土 层对 动探 击数 的影 响范 围 。
２ ． １杆 长 校 正
图 １不 同 深 度 贯入 模 式
经相关试验研究表 明， 如果地层结构分布均匀 ， 触 探试验临界深度与探头的直 径成 正比； 在保持探头直 径相同的条件下 ， 临界深度会受到土层性质的影响而 发生变右 。
软土勘察中的孔压静力触探及其他方法测试结果对比
中国新技术新产品2021 NO.10（下）- 92 -工 程 技 术0 引言随着近年来海上工程项目的不断增多，对海上岩土工程勘察的摸索和研究显得颇为紧迫和重要。
由于海域范围内一般存在不同深度的淤泥、淤泥质土等软土，这些软土的工程力学性质对工程建设采用的处理方法及投入的费用将会产生直接的影响。
目前勘察行业常用的勘察手段主要有标准贯入试验、室内土工试验、十字板剪切试验、静力触探试验等。
但在后期整理分析数据时，大多仅单一采用上述勘察手段所取得的试验成果，并未对不同测试手段所得成果的相关性有较多深入研究。
根据某滨海项目海域勘测数据，综合利用不同测试方法得到的测试成果，对其中的相同指标进行数理统计分析，研究其相同及差异之处，并据此对数据的可靠性进行对比分析，从而为以后现场勘察时提供指导，提高现场勘察质量，提升勘测资料的准确性。
1 各种方法的工作原理与特点1.1 孔压静力触探静力触探的工作原理[1]是利用准静力将内部装有传感器的一定规格的探头以匀速压入土中，由于不同地层的软硬程度不同，探头所受的阻力自然也不一样，传感器将探头受到的贯入阻力通过电信号输入记录仪表中记录，再通过贯入阻力与土的工程地质特征之间的定性关系和统计相关关系，取得土层剖面、提供浅基承载力等参数。
静力触探与常规的钻探—取样—室内试验等勘探程序相比，具有快速、精确、经济和节省人力等特点。
孔压静力触探（CPTU）是在双桥静力触探的基础上安装一种可测触探时产生的超孔隙水压力装置的探头， 使之能在测定贯入阻力的同时测量孔隙水压力，当停止贯入时，还可以测定超孔隙水压力的消散。
孔压静力触探的成果一般用来进行土层划分、求取各类土层的工程性质指标、确定桩基参数等。
在该项目的海域勘察过程中，采用海底静力触探Roson系统，完成了7个勘探点的静力触探测试工作，单孔测试深度28m~59m，获取了不同深度的淤泥、淤泥质土的侧壁摩阻力、锥尖阻力及孔隙水压力等相关数据，并根据相关公式对数据进行了相应处理。
静力触探测试精度问题的分析与对策
静力触探测试精度问题的分析与对策李雪梅(浙江省水利河口研究院,浙江杭州 310020) 摘 要:介绍静力触探的工作原理,分析静力触探测试中存在的问题,剖析产生问题的原因,根据《静力触探技术标准》的要求,提出解决问题的对策。
关键词:静力触探;传感器;桥式电路;精度;对策中图分类号:P631 文献标识码:B 文章编号:10082701X (2007)022*******收稿日期:2006210211作者简介:李雪梅(1971-),女,工程师,大学本科,主要从事岩土力学研究工作。
1 问题的提出静力触探是岩土工程勘察中一项常用的原位测试方法,因其普遍适用性和有效性而在岩土工程勘察工程中广泛应用。
它适宜于软土、黏性土、粉性土、砂性土层。
静力触探的基本原理是将探头匀速压入中,通过力的传感器量测其贯入阻力,从而反映出土层的物理力学性质等数据,供评价地基土性质和基础设计之用。
该方法是通过经验统计的方法,建立贯入阻力与土层的物理力学性质指标的经验公式来确定。
因而触探头及传感器的精度是影响测试成果准确性的重要因素,影响触探头及传感器的精度的主要指标:尺寸、起始感量、变形柱、电阻应变片、绝缘性、密封性、贯入速度等。
根据《静力触探技术标准》(以下简称《标准》)规定,结合静力触探测试技术在应用中存在的测试精度问题,分析问题产生的原因,并提出解决问题的对策与措施。
2 静力触探工作原理将探头压入土中,由于土层的阻力,使探头受到一定的压力,土层的强度愈高,探头所受到的压力愈大,通过探头内的阻力传感器(以下简称传感器),将土层的阻力转换为电讯号,然后用仪表量测出来。
为达到这个目的,涉及3个方面的工作原理,即材料弹性变形的虎克定律、电量变化的电阻率定律和电桥原理。
传感器受力变形,根据弹性力学原理,如应力不超过材料的弹性范围,其应变大小与土的阻力成正比,与传感器的截面积成反比,因而只要能将传感器的应变大小测量出,即可知土层的阻力大小,从而求出土的有关力学指标。
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探头贯入速率对贯入阻力的影响 ,某种程度上 由于蠕变和颗粒破碎引起 。但是 ,一般认为由于孔 隙压力产生的影响 [ 4 ] 。贯入速率不同 ,贯入阻力也 不同 ,土的排水状态也不同 。 CPTU 的标准贯入速 率为 20mm ·s- 1 ,其误差极限为 ±25% ,已得到国际 土工界的公认 。国外一些学者认为 ,这个容许极限 速率应该定的更小一些 ,在 CPTU 测试中 , ISSM FE (国际土力学和基础工程学会 )规定触探仪将被以 20 ±5mm ·s- 1的恒定速度压入土体中 。
GENERAL FACTO RS AFFECT ING INTERPRETAT IO N AND CO RREC2 T IO NS O F PR IM ARY DATA FROM P IEZOCO NE PENETRAT IO N TEST ( C Songyu TONG L iyuan DU Guangyin
1 引 言
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 ,因其理论系统 、功能 齐全 、参数准确 、精度高 、稳定性好等优点 ,既可以用 超孔压的灵敏性准确划分土层 、判别土类 ,又可求取
土的固结系数 、渗透系数 、动力参数 、结构参数等 ,特 别适合于软土工程的勘察 [ 1 ] ,目前在欧美诸国已得 到广泛的应用 。因其探头规格 、技术标准和操作程 序的差异 ,影响 CPTU 测试成果的因素很多 ,而且其 影响程度也各不相同 ,本文根据前人室内模型试验 、 现场模拟试验及理论分析成果 ,对 CPTU 资料的影 响因素进行了分析总结 ,以期在 CPTU 资料整理和
2. 1 仪器设计差别
探头的形状及尺寸是影响测试成果的主要原 因 ,主要表现在 : (1)不等端面积影响 ; ( 2)孔压传感 器位置 、尺寸和饱和 ; ( 3 )量测精度 。试验表明 ,锥 尖阻力及侧壁摩阻力都随锥底面积的增大而减小 。 侧壁摩擦筒长度增大 ,即摩擦套筒表面积增大 ,会使 锥尖阻力增大 ,使侧壁摩阻力减小 。摩擦套筒及探 杆外径与锥底直径不同时 ,也会改变锥尖阻力 。在 软土 、正常固结土和细粒土中 ,由于仪器设计差别引 起的误差是不容忽视的 。在砂土中 ,除了侧壁摩阻 力的可能变化以外 ,其他的影响比较小 [ 2 ] 。
14 (5) 蔡国军等 :孔压静力触探 (CPTU )测试成果影响因素及原始数据修正方法探讨
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应用中引起重视 。最后 ,结合诸多影响因素 ,简要论 述了对原始数据的修正方法 。
2 影响因素
在分析任何一个 CPTU 测试资料之前 ,意识并 考虑到原始数据中所包含的潜在误差是很重要的 。 因探头设计的不同 ,操作方法 、土质条件的差异 ,影 响 CPTU 测试成果的因素及影响程度也各不相同 。
探头以标准的速度贯入时 ,贯入速率稍有变化 不会对贯入阻力有大影响 。在此贯入速率下 ,对于 砂土等粗粒土 ( k ≥1 ×10 - 4 cm ·s- 1 ) ,相当于排水 条件 ,对于粘土等细粒土 ( k ≤1 ×10 - 7 cm · s- 1 ) , 则相当于不排水条件 [ 5 ] ; 而对于中等粒径土 ,如粉 土等 ,则相当于部分排水条件 。探头在部分排水的 土层中贯入时 ,贯入速率的增或减 ,将导致人为改变 贯入时土层的排水条件和排水过程 ,影响孔压测试 数据的判释 。 Campanella 等 [ 6 ] ( 1983 ) 在粘质粉土 中研究贯入速率对触探参数的影响 ,当贯入速率降 至 0. 2cm ·s- 1 ,仍为不排水状态 ,当低于此值 ,总孔 隙压力随贯入速率的降低而降低 ,而锥尖阻力及侧 壁摩阻力则增大 。对粉土 ,其排水状态可由超孔压 消散速率 ,如 t50 指标 ,判明排水状态 。这对于判定
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Jou rna l of Eng ineering Geology 工程地质学报 2006
J ou rna l of Eng ineering Geology 工程地质学报 1004 - 9665 /2006 /14 (05) 20632205
孔压静力触探 (CPTU)测试成果影响因素及原始数据 修正方法探讨 3
蔡国军 刘松玉 童立元 杜广印
(东南大学交通学院岩土工程研究所 南京 210096)
CPTU 试验所确定的力学特性参数的排水状态是很 有用的 ,因为与锥尖阻力和侧摩阻力相比 ,孔压受贯 入速率的影响更灵敏 ,因此 ,在 CPTU 试验中 ,触探 主机的贯入速度一定要严格控制 。
2. 6 孔压传感器的位置 、尺寸与饱和
当进行 CPTU 试验时 ,孔压测量的结果与孔压 传感器的位置密切相关 ,这是 CPTU 成果解译的最 重要的因素 [ 5 ] 。过去 ,很多研究者研究过此因素 , Balih等 [ 7 ] ( 1980 )提出理论分析法 ,预计贯入时在 探头四周的超孔隙压力的分布状况 ,得出在不同位 置上测得的孔隙压力有很大的不同 ,在锥尖处孔压 最大 ,在锥面上或多或少保持常数 ,在锥肩以上沿摩 擦套筒的孔隙压力急剧 降低 。后来 Campanella[ 8 ] (1985)测得资料说明 ,在硬的超压密粘土 、密实粉 砂中 ,在锥尖附近 ,孔隙压力梯度很大 。在正常压密 不灵敏粘土及粉土内 ,当剪切时 ,会产生很大的正的 孔隙压力 ,在锥面上测的孔隙压力一般比平衡的孔 隙压力 ( u0 ) 大 3 倍 , 比 锥 肩 后 部 所 测 孔 压 约 大 15%。当粘土及粉土的 OCR 增大 ,则锥面上的超静 孔压也增大 ;在密砂中贯入时 ,因锥面上的法向应力 增大很高 ,在锥面上的孔隙压力可达到很大数值 。
( Institu te of Geotechn ica l Eng ineering, T ransporta tion College, S ou theast U n iversity, N an jing 210096)
Abstract A s an in - situ test technique originated in 1980 s, the p iezocone penetration test (CPTU ) has been at2 tracting w ide attention and w idely used in the western country because of its advantages. Due to the differences in equipment design, technique code and operation method, there are lots of general factors affecting interp retation for the CPTU data. On the basis of the past investigation, the general factors affecting interp retation for the CPTU data are analyzed and summ arized for the sake of attracting attention in use of the CPTU data. The corrections on various factors that influence p rim ary measured data are described in brief. Key words Piezocone penetration test (CPTU ) , General affecting factors, Pore water p ressure, Corrections
摘 要 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 ,目前在欧美诸国已得到 广泛应用 。由于探头规格 、技术标准和操作程序的差异 ,影响 CPTU测试成果的因素很多 ,而且其影响程度也各不相同 。根据 前人的研究成果 ,对 CPTU测试成果的影响因素进行了分析总结 ,以期在 CPTU资料整理和应用中引起重视 。最后 ,简要论述 了考虑诸多影响因素的原始数据修正方法 。 关键词 孔压静力触探 影响因素 孔压 修正 中图分类号 : TU 413 文献标识码 : A
3 收稿日期 : 2006 - 03 - 21;收到修改稿日期 : 2006 - 05 - 24. 基金项目 :江苏省交通科学研究计划项目资助. 第一作者简介 :蔡国军 (1977 - ) ,男 ,博士生 ,主要从事土体原位测试技术等方面研究. Email: focuscai@163. com
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2. 2 原位应力
理论分析和标定罐试验表明 :原位水平有效应
力
(
σ′ h0
)
对锥尖阻力
( qc )
和侧壁摩阻力
( fs
)有很
大的影响 。因此 ,土的应力 (地质 )历史对 CPTU 资
料解译是很重要的 。但是 ,对土的原位水平应力的
测试技术很不可靠 ,而且应力历史仅仅有定性的数
据 。基坑开挖可以减小附近土的水平应力 ,静力和
实度愈大 ,探头直径愈大 ,临界深度也愈大 ,这与前 人的研究成果一致 。另外 ,当土层表面有外加超载 时 ,临界深度随超载的增大而减小 ,但 qc 极限值基 本与超载无关 。
2. 4 土的压缩性 、胶结作用和粒径大小
土的压缩性对 qc 和 fs 有很大的影响 , 高压缩性 砂有很低的 qc 和很高的摩阻比 。例如 ,碳酸盐砂的 摩阻比可达到 3% ,而典型的非压缩性石英砂的摩 阻比为 0. 5%。砂土的压缩性影响是由探头贯入过 程中颗粒破碎引起的 。由于土颗粒可以改变压缩 性 ,因此胶结作用可以使得贯入阻力增大 ,胶结作用 在老粘土中的影响更加明显 [ 3 ] 。探头贯入时 ,当土 粒径大小变成与探头直径相关的重要粒组时 ,由于 探头把土粒作为刚性单元而排开土粒引起贯入阻力 突然增大 。贯入时 ,当遇到砾石粒径时贯入阻力将 出现峰值 。如果碰到非常大的粒径时 ,可能造成贯 入停止或探杆偏斜 。在探头通过密实粗砾石层时 , 可能会造成加压设备或其他贯入设备的损坏 。