基于孔压静力触探试验的水运工程土分类方法研究

基于孔压静力触探试验的水运工程土分类方法研究

邱泰佳 ,孙壮标

  广州港工程管理有限公司  广东省广州市  510730

广州港工程检测中心有限公司  广东省广州市  510730

摘要：近年来，随着海洋工程项目数量的增加，研究和研究海洋地质工程调查是非常恰当和重要的。海洋地带通常有不同深度的软土，如淤泥和浑浊的土壤，因此这些软土的工程力学特性直接影响到项目建设期间采用的处理方法和投资价值。目前，研究行业常用的调查方法主要包括标准渗透测试、室内地质工程测试、叶片剪切测试和锥体渗透测试。但是，在后期分析数据时，大多数只使用上述调查方法获得的测试结果，对其他测试方法获得的结果的相关性没有深入的研究。海岸项目海洋调查显示，各种测试方法获得的测试结果综合使用，对相同的指标进行统计分析，调查异同。在此基础上，对数据的可靠性进行了比较和分析，为今后实地调查提供指导，提高实地调查质量，提高调查数据的准确性。

关键词：孔压静力触探试验;水运工程;土分类

引言

黏性土是我国南方地区广泛分布的一种具有高含水率、大孔隙和低强度特性的工程土体。随着经济建设的快速发展，不可避免地需要在黏性土地基上修建建、构筑物，如高速公路、铁路等。由于黏性土不良的工程特性，通常会导致较大的沉降量，严重影响工程的正常施工和运营。故黏性土的压缩特性是土木工程建设中不可回避的问题。

1各种方法的工作原理与特点

1.1孔压静力触探

CPT [1]的工作原理是使用准静态力，以相同的速度将传感器内具有特定规格的探头压入土壤中。由于不同层硬度不同，探针电阻自然不同。传感器通过电信号记录探头的渗透阻力，将其输入设备，然后通过渗透阻力与土壤工程地质特征之间的定性和统计相关性，获得土壤剖面，并保证基础浅层承载力等参数。与钻井、取样和实验室测试等传统勘探程序相比，CPT具有速度快、准确、经济、省力的特点。CPTU是一种安装在两桥CPTU基础上的探头，可以测量CPTU产生的过量孔隙水压力，它可以在抵抗渗透的同时测量孔隙水压力，并且可以在渗透停止时测量过量孔隙水压力的消散情况。圆锥贯入试验(CPT)结果通常用于划分土层，计算不同土层的工程性能指数，并确定桩基参数。在项目海域调查中，采用了Roson水下锥体试测系统，七个勘探点的锥体穿透测试以一口深度在28米至59米之间的井的测试结束。获得了不同深度淤泥质土和泥质土的侧向摩擦阻力、锥形尖端阻力和孔隙水压力等相关数据，并根据相关公式对数据进行了处理。

1.2波速测试

一般来说，速度测试包括通过线程处理获得振动，在不同岩石深度测量地震波的传播时间，在各测试现场获得纵波和横波的传播速度，然后计算动态参数，如动态剪切模量、弹性的动态模量和各岩石的动态泊松比。由于冲击法不能用于测量海洋区域，因此该项目使用单孔悬挂法测试海浪的速度。该方法[3]受到电磁振动，接收石头里波而不是实际剪切波。用该方法测量的波的速度与地层纵波的速度、横波的速度、水井纵波的速度有关，这与剪切波在土壤低速软层中的速度接近，且略少。一旦验证，就可以用替代剪切波速。波速测试一般用于分离场地类型，分析地基反应，评价地基土液化，为评价地基处理效果提供必要的地基动态地面参数。在这个项目中，共选择了5个井进行测试，测试的深度到井口，测量点之间的距离为1米。

2计算地基承载力的方法介绍

2.1荷载试验法

荷载试验法通过将现场原始试验数据整理，绘制出 p － s 曲线，以此来获得承载力特征值，具体步骤如下: ( 1) 当 p － s 曲线某区段呈直线，该直线段存在一拐点， 以该位置所对应的荷载作为 p0，取 p0 为 fak ( p0 为比例界限荷 载) 。当极限荷载 pu ＜ 2p0时，取 pu /2 为 fak。称该方法为强度 控制法。 ( 2) 当 p － s 曲线无显著直线、无拐点时( 曲线较为平 缓) ，可通过相对沉降( s/b) 来获得地基承载力特征值。假设 承压板面积大于 0. 25m2 小于 0. 5m2 时，可取相对沉降为 0. 01 ～ 0. 015 所对应的荷载大小。称该方法为相对沉降量控 制法。 同一土层进行统计的试验点最少为 3 个，当试验实测值 的极差不超过其平均值的 30% 时，取平均值作为地基土承载 力特征值( fak ) 。

2.2十字板剪切试验法

十字板剪切试验法主要是依据如下经验公式来计算地 基承载力: fa = 2cu + ρgh ( 6) 其中，cu定义为修正后的不排水抗剪强度，单位为 kPa; ρ 为土体的密度，单位为 t /m3 ; h 为基础埋深，单位为 m。

结束语

（1)为了达到地基处理预期的效果，首先应判别砂土是否适合振冲。国内外普遍认为振冲挤密法仅适合细颗粒含量小于12%～15%的粗砂或者中细砂地基，Brown利用土的颗粒级配判别砂土是否适合振冲，具有一定参考意义。（2)综合相对密度和状态参数指标，经过振冲处理后的砂土(Ic≤2.05)相对密度达到70%时，状态参数ψ小于临界值(Ｒobertson建议取－0.05)，砂土处于密实状态。从压实效果方面考虑，70%的相对密度验收标准是合理的，且具有经济性。（3)Jefferies和Been基于状态参数的计算有效内摩擦角的公式，计算φ'偏小，约为37°，但与其他方法相比更具有优势，因为状态参数包括了土层颗粒特征和矿物学的重要性。

参考文献

[1]林军,刘松玉,程月红,蔡国军,范钦建,李翠.基于孔压静力触探的江苏地区软土分类研究应用[J].岩土工程学报,2021,43(S2):241-244.

[2]李晓旺,王廷亮.软土勘察中的孔压静力触探及其他方法测试结果对比[J].中国新技术新产品,2021(20):92-94.DOI:10.13612/j.cnki.cntp.2021.20.028.

[3]林军,蔡国军,刘松玉,邹海峰,侯新宇.基于孔压静力触探的岩土参数正态性检验方法对比[J].吉林大学学报(地球科学版),2021,51(05):1408-1415.DOI:10.13278/j.cnki.jjuese.20210097.

[4]何健灵.孔压静力触探在近海沉积软土中的应用研究[J].甘肃水利水电技术,2020,56(10):31-35+61.DOI:10.19645/j.issn2095-0144.2020.10.007.

[5]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(02):124-129.