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靜力觸探
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原位靜力觸探試驗確定土體強度參數的分析方法

2021-01-04 10:24:29

靜力觸探是用靜力將探頭按一定速率勻速壓入土中,連續量測其貫入阻力(錐頭 阻力、側壁摩阻力)。靜力觸探是一種簡單、準確、快速和經濟的巖土工程原位測試方法??捎糜?/span>

①劃分土層,判定土層類別,查明軟、硬夾層及土層在水平和垂直方向的均勻性;

② 評價地基土的工程特性(容許承載力、壓縮性質、不排水抗剪強度、水平向固結系數、飽和砂 土液化勢、砂土密實度等);

③探尋和確定樁基持力層,預估打入樁沉樁可能性和單樁承載 力;

④檢驗人工填土的密實度及地基加固效果。土的抗剪強度是指土體抵抗剪切破壞的極限能力,是土的重要力學性質之一。

工程中的基坑支護設計、地基承載力、土坡穩定等問題都與土的抗剪強度直接相關。土的強度 參數(粘聚力和內摩擦角)是和土的強度有關工程問題的重要參數。靜力觸探試驗測試貫入過程中貫入阻力(錐頭阻力、側壁摩阻力),不能直接提供 土的強度參數。研究者根據室內土的強度試驗和現場靜力觸探試驗對比資料,建立了相關 經驗關系,例如可以用靜力觸探探頭阻力查表確定砂土的密度、變形模量、內摩擦角、粉 質土和黏性土的液性指數、黏土和粉質黏土的變形模量、黏聚力和內摩擦角。但是上述方法 主要為地區性經驗公式,貫入機理不清,應用不夠廣泛。

原位靜力觸探試驗確定土體強度參數的分析方法


為現場靜力觸探試驗中探頭貫入過程模擬提供了一種比較現實、誤差小、能獲得準確可靠的強度參數的分析方法,并可在現場進行試件強度參數的測定。原位靜力觸探試驗確定土體強度參數的分析方法,包括以下步驟:先建立靜力觸探試驗數值分析模型,在此基礎上,用摩爾庫倫模型計算土體的本構,用彈性探頭模型,用有限元幾何模型計算大變形模型;第二步,用靜力觸探試驗數值計算橫阻和橫阻,得出橫阻和橫阻的誤差函數;第三步,利用非線性優化算法對第二步的目標函數進行優化,結合數值計算和非線性優化反演方法,通過反復迭代使其快速收斂到全局優解;第四,確定待測土體強度參數的優值,建立實測貫入阻力與巖土體強度參數的對應關系,巖土體強度參數為內聚力和內摩擦角。與現有技術相比,采用上述技術方案,利用反演的強度參數預測的貫入阻力與實測的貫入阻力吻合較好,誤差較小,表明該方法能夠很好地模擬靜力觸探中探頭的貫入過程,得到的強度參數準確可靠,解決了靜力觸探無法直接獲得土體強度參數的問題。


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