孔壓靜力觸探的機理分析及其工程應用.pdf

1、靜力觸探試驗是工程勘察中常用的手段之一。長期以來，從現(xiàn)場試驗中獲得的靜力觸探資料往往被直接用以估算各種地基土參數(shù)，從未考慮土中孔隙水壓力的影響。80年代初期，在電測靜力觸探儀(CPT)上安裝孔隙壓力傳感器，成功的研制出孔壓靜力觸探(Piezocone Penetration Test,CPTU)，除可測錐尖阻力，側壁摩阻力外，還可同時測定孔隙壓力。這一進展，不只是增加一項參數(shù)，而是為提高測試精度、可靠性，了解更多土的特征參數(shù)提

2、供了可能，從而使靜力觸探技術提高到一個新的階段?？讐红o力觸探試驗這一新技術不僅具有快速、連續(xù)、直觀、經(jīng)濟等眾多優(yōu)點，而且能夠通過孔壓消散試驗能夠快速估算出土層的固結系數(shù)和滲透系數(shù)，這是孔壓靜探試驗的一大重要突破。本文在廣泛收集前人有關孔壓靜探試驗的科研成果的基礎上，對孔壓靜力觸探試驗的機理進行了分析。并結合江蘇省交通科學研究計劃項目：“長板—短樁工法復合地基的機理與應用研究”，將孔壓靜力觸探試驗成果應用于高速公路工程建設

3、中。本文還結合了上海市重點學科建設基金項目：“孔壓靜力觸探的探頭飽和與標定儀器的研制”，對孔壓靜探的探頭飽和與標定設備以及過程進行了簡單的介紹。通過對孔壓靜力觸探機理的分析以及工程上的應用，本文得出了以下關于孔壓靜探方面的結論：1)靜力觸探問題是空間軸對稱問題。超孔隙水壓力是由土體的正應力和剪應力變化產(chǎn)生的。超孔隙水壓力的初始分布對超孔壓的消散有重要影響。超孔隙水壓力的消散模型也屬于空間軸對稱模型，在探頭錐尖部位屬于空間球

4、型擴散，在探頭錐底以后部位都屬于空間圓柱形軸對稱擴散。2)無繩多功能孔壓靜探頭，操作流程簡單，可獲取更多的原始數(shù)據(jù)，其自帶的測斜功能，能夠有效的消除由于探頭傾斜產(chǎn)生的貫入深度誤差。3)孔壓靜探由于其孔壓的靈敏性和貫入的連續(xù)性，可用于地基土的土層劃分和辨別較薄土層的存在。相對于傳統(tǒng)的鉆探而言，利用孔壓靜探劃分土層精確度要更高。4)由孔壓靜探估算軟土層的固結系數(shù)能夠反映上的原位特性，固結系數(shù)的估算可用Teh(1987)的方法

5、：ch=(m/M)2·√Ir·r2。通過工程應用，可得出孔壓靜探試驗估算固結系數(shù)的可行性。如果場地的土層分布均勻，薄夾層較少，使用孔壓靜探的方法估算固結系數(shù)的效果將更佳。5)利用孔壓靜力觸探來對地基處理效果進行評價，通過淮鹽高速公路試驗段長板一短樁項目的應用，達到了一定的效果，可見其具有一定的可行性。但是本文只是從今定性的角度對地基土的強度變化進行了評價，是對孔壓靜探應用新方向的一種嘗試。在今后的發(fā)展中，隨著理論的深入研究，

6、數(shù)據(jù)的不斷積累，利用孔壓靜探定量的對地基處理效果進行評價也成為了一種可能。6)通過建立地區(qū)經(jīng)驗，采用孔壓靜探試驗估算的不排水抗剪強度具有較強的可行性。但經(jīng)驗表明，孔壓靜探資料與不排水抗剪強度Su之間，不存在適用于各種土類的唯一關系。對于某一區(qū)域特定一種土類存在唯一的對應關系，所以根據(jù)實測Su及孔壓靜探試驗來確定N△u值，積累地區(qū)經(jīng)驗十分必要。7)在估算測向滲透系數(shù)kh中，孔壓試驗在同一層中得出數(shù)值偏差不大，說明由孔壓靜探估