用孔压静力触探求固结系数的研究_孟高头

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。

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]。

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。

求解软土固结系数的三种方法【摘要】固结系数作为软土地基变形分析和软土地基加固设计的关键参数，它的准确获取具有重要的工程实践意义。

目前对固结系数的求解有多种方法，常用的是室内试验求解，主要使用时间平方根法，时间对数法。

但是这两种方法在图形的读数中存在很大的误差，不同实验者求出不同的结果，而且相对误差较大。

本文中采用了赵春风教授的固结系数的新三点计算法。

可以不使用固结系数求解过程中的变形与时间曲线求得，减少了误差。

【关键词】固结系数；时间对数曲线法；时间平方根法；新三点计算法1.引言固结系数Cv是太沙基(Terzaghi)一维固结理论中的一个重要参数,与固结过程中的超静孔隙水压力(u)的消散速率错误!未找到引用源。

/错误!未找到引用源。

成正比,其大小反映软土固结快慢的程度,即固结系数为反映土层固结特性的参数。

固结系数既是一项重要的土的试验指标,也是软土地基处理设计中的关键参数,特别在软基处理采用排水固结法时,固结系数更是一项必不可少的指标。

固结系数有效、准确的获取对基础沉降的正确预测有着决定性的意义。

因此,有必要对确定固结系数的方法进行系统的研究。

[9]太沙基理论假定土的参数在压缩过程中是均一不变的，其中固结系数C v是一个估计变形速率的重要参数。

C v的表达式为C v= k(1+e0)/wγm v，在固结过程中，渗透系数k和压缩系数m v均呈递减趋势，而计算出来的C v一直被当作常数。

大量的试验结果表明，固结系数C v是随着有效应力水平的变化而变化的，特别在前期固结应力的前后，他们的差别是非常大的。

[10]2.软土固结系数计算方法[9]根据前人的研究结果把确定固结系数的方法分为四大类:第一类是室内固结试验法;第二类是现场试验法;第三类是间接推算法;第四类是反演分析计算法。

室内试验确定固结系数的方法以时间对数法、时间平方根法、Scott法、反弯点法、三点法、Asaoka法、速率法、Rectangular hyperbola法、Parnian法、两点法、标准曲线比拟法、t60法、张仪萍法等为代表。

推广孔压静力触探技术的意义ΞThe significance of piezocone penetration te st孟高头　张德波　刘事莲 张迎春 (中国地质大学工程学院,武汉,430074)　(广东省航务工程总公司岩土公司,广州,510230)文　摘　单桥静力触探仅能测一个参数,分辨率低,只在我国应用,不利于国际竞争与交流,建议逐步加以淘汰,而应大力推广国际通用的孔压静力触探技术。

该技术能测多个参数,在划分土类、求取土层固结系数等方面精度高,特别适宜在软土地区推广使用。

关键词　单桥静力触探,双桥静力触探,孔压静力触探中图法分类号　P 642116 文献标识码　A 文章编号　1000-4548(2000)03-0314-05作者简介　孟高头,1944年生,教授,1969年毕业于北京地质学院,现主要从事岩土工程、土体原位测试等方面的科研与教学工作。

Meng Gaotou Zhang Debo Liu Shilian Zhang Yingchun(Engineering College ,China University of Geosciences ,Wuhan ,430074) (Navigation Engineering Ltd.of Guangdong province in China ,Guangzhou ,510230)Abstract Single bridge cone penetration test should be gradually eliminated because it measures only one parameter with low accuracy ,and only used in China ,unsuitable for international competition and interchange ;while piezocone penetration test (CPTU )can measure many useful parame 2ters with high accuracy in determining soil types ,consolidation coefficient ,etc.It is also widely used in the world.So it should be energetically spreaded in China ,especially in soft soil area.K ey words single bridge cone penetration test ,double bridge cone penetration test ,piezocone penetration test (CPTU )1　引 言静力触探作为一种轻便、快速、效率高的原位测试技术,在土体工程勘察和岩土工程监测、检测方面得到了广泛应用。

孔压静力触探试验在成都地区软土地质中的应用发布时间：2021-09-27T08:33:10.456Z 来源：《工程建设标准化》2021年13期作者：杨院[导读] 依托成都市某快速化改造工程岩土勘察项目，采用孔压静力触探（CPTU）杨院成都市交通规划勘察设计研究院有限公司四川成都 610094摘要：依托成都市某快速化改造工程岩土勘察项目，采用孔压静力触探（CPTU）设备对场区的土层进行测试，研究软土的不排水抗剪强度以及固结系数。

研究成果表明：软土竖向固结系数与水平固结系数之间既有良好的线性关系；软土的不排水抗剪强度与孔压静力触探锥尖阻力之间具有明显的线性关系。

关键词孔压静力触探；软土；岩土工程勘察；锥尖阻力；侧摩阻力0 引言孔压静力触探试验是通过贯入设备获得孔压静力触探试验所需的锥尖阻力、侧壁摩阻力、超孔隙水压力，并用锥尖助力和侧壁摩阻力计算摩阻比，进而推求土的物理力学性质，进一步地，对土层划分[1]、确定地基承载力、确定基坑工程计算所需的静止侧压力系数[2]、估算围护结构的水平承载力等[3]。

本文依托成都市某快速化改造工程岩土勘察项目，采用孔压静力触探设备对场区的岩土体进行现场测试，研究采用静力触探测试数据计算基坑工程设计中最为常用的力学参数，研究成果可为软土工程力学性质的确定以及工程设计提供较为准确的参数提供参考。

1 工程概况成都市某快速化改造工程路线全长约6.1km，其中公路隧道起点桩号K0+285，终点桩号K2+700，隧道全长2415m。

该隧道采用单箱双室结构，明挖顺作法施工。

隧道由北向南为K0，+285～K0+565敞口段、K0+565～K2+445暗埋段，K2+445～K2+700敞口段。

隧道上部覆土0.527～4.790m，顶板厚0.90～1.60m，隧道高5.454～7.002m，隧道路面0.55m，底板厚0.70～1.70m。

隧道K0+285～K0+565敞口段路面标高4.455～-2.561m，K0+565～K2+445暗埋段路面标高-2.561～-7.870～-2.981m，K2+445～K2+700敞口段路面标高-2.981～4.249m。

6静力触探极限锥头阻力和临界深度的近似理论计算新方法6.1引言在揭示静力触探贯入机理方面，主要采用刚塑性理论的纯剪切理论。

而实际上静力触探在一定深度的土层中连续贯入，是高应力水平下探头周围附近土体大应变的塑性破坏与更外围土体小应变的弹性变形共同作用的结果。

对于砂土，塑性区大多是剪胀或塑性流动。

外围弹性区的压缩变形则吸收贯入体积的主体，即所谓的压缩机理的主要特征。

无限土体中孔扩张理论由于其特殊性能够很好的考虑土体的压缩机理已被广泛用于解决静力触探和深基础承载力的有关岩土工程问题中。

早期的孔扩张理论视孔周围塑性区土体为不可压缩的塑性固体，不考虑体变的影响，属于以剪切机理为主的弹塑性混合课题。

20世纪60年代中期，Ladanyi[79]从饱和黏性土的应力-体变关系试验成果中注意到塑性区有体变的现象，主张将其纳入孔扩张理论分析中。

至70年代，Vesic[36]给出考虑塑性区体变的孔扩张理论，但只是将其平均求出，不能分析体变在孔周围的空间分布情况。

Baligh[54]在此基础上考虑曲线型强度包线的影响，由于两者的计算结果均受上覆压力的影响，是属于兼顾剪切和压缩机理的混合理论。

目前，理论分析还不能解释静力触探锥头阻力的临界深度现象。

破坏包络线的弯曲性只能使锥头阻力的增加速度逐渐减慢，而不能解释在某深度处锥头阻力会发生质的变化。

孔扩张理论已经较成功地用于饱和黏性土中静力触探贯入阻力或桩端承载力的估算，然而在粒状土中的应用却受到许多因素的影响。

如有关深度影响问题就不能用统一的力学机理来概括，其剪切、压缩、冲剪三大机理有各自的适用条件和计算方法[142]。

另一方面，孔扩张理论既考虑了贯入过程中土的弹性变形，又考虑了塑性变形，并且它至少可以近似考虑贯入过程对初始应力状态的影响和锥头周围应力主轴的旋转将土体性质与锥头阻力计算紧密联系，可以体现土的体积压缩，剪切相对位移等非线性特征，能更好地合理反映被测试土体的实际状态。