孔壓靜力觸探的機(jī)理分析及其工程應(yīng)用.pdf

1、靜力觸探試驗(yàn)是工程勘察中常用的手段之一。長(zhǎng)期以來，從現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)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(cè)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(cè)錐尖阻力，側(cè)壁摩阻力外，還可同時(shí)測(cè)定孔隙壓力。這一進(jìn)展，不只是增加一項(xiàng)參數(shù)，而是為提高測(cè)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(shù)提高到一個(gè)新的階段?？讐红o力觸探試驗(yàn)這一新技術(shù)不僅具有快速、連續(xù)、直觀、經(jīng)濟(jì)等眾多優(yōu)點(diǎn)，而且能夠通過孔壓消散試驗(yàn)?zāi)軌蚩焖俟浪愠鐾翆拥墓探Y(jié)系數(shù)和滲透系數(shù)，這是孔壓靜探試驗(yàn)的一大重要突破。本文在廣泛收集前人有關(guān)孔壓靜探試驗(yàn)的科研成果的基礎(chǔ)上，對(duì)孔壓靜力觸探試驗(yàn)的機(jī)理進(jìn)行了分析。并結(jié)合江蘇省交通科學(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目：“長(zhǎng)板—短樁工法復(fù)合地基的機(jī)理與應(yīng)用研究”，將孔壓靜力觸探試驗(yàn)成果應(yīng)用于高速公路工程建設(shè)

3、中。本文還結(jié)合了上海市重點(diǎn)學(xué)科建設(shè)基金項(xiàng)目：“孔壓靜力觸探的探頭飽和與標(biāo)定儀器的研制”，對(duì)孔壓靜探的探頭飽和與標(biāo)定設(shè)備以及過程進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹。通過對(duì)孔壓靜力觸探機(jī)理的分析以及工程上的應(yīng)用，本文得出了以下關(guān)于孔壓靜探方面的結(jié)論：1)靜力觸探問題是空間軸對(duì)稱問題。超孔隙水壓力是由土體的正應(yīng)力和剪應(yīng)力變化產(chǎn)生的。超孔隙水壓力的初始分布對(duì)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(duì)稱模型，在探頭錐尖部位屬于空間球

4、型擴(kuò)散，在探頭錐底以后部位都屬于空間圓柱形軸對(duì)稱擴(kuò)散。2)無繩多功能孔壓靜探頭，操作流程簡(jiǎn)單，可獲取更多的原始數(shù)據(jù)，其自帶的測(cè)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(duì)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(jié)系數(shù)能夠反映上的原位特性，固結(jié)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(yīng)用，可得出孔壓靜探試驗(yàn)估算固結(jié)系數(shù)的可行性。如果場(chǎng)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(jié)系數(shù)的效果將更佳。5)利用孔壓靜力觸探來對(duì)地基處理效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，通過淮鹽高速公路試驗(yàn)段長(zhǎng)板一短樁項(xiàng)目的應(yīng)用，達(dá)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(duì)地基土的強(qiáng)度變化進(jìn)行了評(píng)價(jià)，是對(duì)孔壓靜探應(yīng)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(duì)地基處理效果進(jìn)行評(píng)價(jià)也成為了一種可能。6)通過建立地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，采用孔壓靜探試驗(yàn)估算的不排水抗剪強(qiáng)度具有較強(qiáng)的可行性。但經(jīng)驗(yàn)表明，孔壓靜探資料與不排水抗剪強(qiáng)度Su之間，不存在適用于各種土類的唯一關(guān)系。對(duì)于某一區(qū)域特定一種土類存在唯一的對(duì)應(yīng)關(guān)系，所以根據(jù)實(shí)測(cè)Su及孔壓靜探試驗(yàn)來確定N△u值，積累地區(qū)經(jīng)驗(yàn)十分必要。7)在估算測(cè)向滲透系數(shù)kh中，孔壓試驗(yàn)在同一層中得出數(shù)值偏差不大，說明由孔壓靜探估