动力触探杆长修正系数试验研究

动力触探是一种应用广泛的原位测试技术,其动探杆长最大可达到上百米,在实际应用中需要进行杆长修正,目前规范中关于动力触探杆长修正问题,给出了以牛顿弹性碰撞理论和弹性杆波动理论为基础的两种修正方法,依据两种理论得出的修正系数是截然不同的。动力触探试验成果应该如何进行杆长修正,是限制该方法应用的重大问题。针对动力触探杆长修正问题,提出了室内模型试验,并依据砂砾石和均质砂两种地基土进行不同杆长的重型动力触探模型试验,杆长分别为2.0、8.9、16.4、23.4、30.0、36.0 m。通过试验,得到重型动力触探杆长修正系数。分析认为,重型动力触探杆长修正规律符合牛顿弹性碰撞理论,且与地基土材料特性无关。     

乌东德水电站坝址区河床深厚覆盖层组成与结构地质勘察研究

河床深厚覆盖层勘探取样与试验研究是我国西部水电工程勘察中最常见技术难题之一。金沙江乌东德水电站坝址区河床覆盖层厚度较大、成因多样、组成混杂、结构不均,高围堰与深基坑稳定问题突出。为此,作者所在单位开展了专题研究工作,在勘探取样技术与原位测试方法上进行了探索与创新为获得原状样而专门研制了单管与双管内筒式锤击取样器,为弥补钻探取样之不足而将可视化技术(如钻孔数字彩电、孔间电磁波CT)与常规物探方法(如地震法勘探、钻孔声波测试)相结合创新性开展原位测试,全面查明了河床覆盖层的组成及结构,开辟了河床深厚覆盖层地质勘察研究的新途径,不仅为河床深厚覆盖层工程特性室内试验研究提供了前提,而且为高围堰与深基坑稳定问题地质分析、工程评价及设计处理提供了充分可靠的地质依据,可为类似工程地质勘察研究所借鉴。     

金沙江其宗河段河床深厚覆盖层特征及其工程效应研究

金沙江其宗河段发育60～120m的河床深厚覆盖层。深厚覆盖层纵向上可分为三大层:河床底部为卵(块)砾(碎)石层夹中细砂或粉质粘土,为冲积及冰水堆积成因(al+fglQ3),厚11.1～33m;中部为细砂、粉细砂、粉质粘土层及卵(块)砾(碎)石层,该层为加积层,由冲积、泥石流堆积、洪积、崩坡积、堰塞多成因堆积组合而成(al+pl+sefQ3),厚10.04～35m;中上部为漂(块)卵(碎)砾石夹砂层透镜体,冲积堆积形成(alQ3-4),厚9.5～59m。河床覆盖层中的砂层透镜体分布范围广泛,埋藏深,最大埋深达83.1m,最大厚度达到29.4m,最小厚度仅0.5m,一般厚度在5m以内。研究表明砂层不具有湖相堆积的特征,而是相对静水环境条件下及正常河流漫滩相等堆积形成。通过原位及室内取样试验表明,其宗河段河床覆盖层中粗粒土(漂(卵)碎块石等)强度相对较高,中下部细粒土工程性质具有超固结性,不具液化性,上部细砂层强度较低,地震工况下可能液化。该河段深厚覆盖层的工程效应主要有坝基地质条件差,仅适合堆石坝、坝基开挖方量大、砂层处理深度大、防渗处理难度较高等。     

金沙江中游上江坝址河床深厚覆盖层建高坝可行性探讨

摘 要 上江坝址为金沙江中游龙头水库的比选坝址之一,坝址河床覆盖层最厚达206.2 m,在深厚覆盖层上修建最低249 m级的高土石坝,大坝规模达到甚至超过世界前沿水平,筑坝技术难度大。通过测绘、钻探、物探、物理力学测试等工作揭示:(1)河床覆盖层由漂卵石、低液限粘土、砾卵石、碎块石、砂砾石等组成;(2)河床覆盖层中各粗粒土强度相对较高,低液限粘土强度较低,为坝基一条连续完整的相对软弱带;(3)坝址位于龙蟠断陷盆地内,主要受新构造垂直差异运动的影响,河床接受金沙江上游及坡体上物质堆积,逐渐形成了现今的深厚覆盖层。初步研究本坝址在河床覆盖层上建高土石坝是可行的,但需要对坝基采取工程处理措施。探讨了不同建坝方案所引发的工程地质问题,为筑坝技术研究提供了地质依据。     

坝基深厚覆盖层密度辨识方法

提出了坝基深厚覆盖层密度辨识的基本方法,对大渡河双江口水电站河床覆盖层进行了8孔、106点的现场旁压试验,在对其进行统计分析的基础上建立了威布尔分布模型,依据试验数据对模型的参数进行了最小二乘估计,并对威布尔分布进行了拟合优度检验。依据现场勘查所得的级配曲线,通过20组室内模型试验探讨了旁压模量与模型密度和上覆压力的对应关系,得出了旁压模量与模型密度间服从对数关系的规律。在此基础上对深厚覆盖层的密度进行随机模拟,得到了覆盖层各亚层密度的模拟值,通过与勘探结果的对比,证明了该方法的实用性     

考虑实测锤击数影响的动力触探杆长修正系数研究

现行规范中动力触探锤击数修正系数的确定需考虑实测锤击数影响,而业内对此少有研究。在一次人工做功击打时,动力触探落锤和探杆通过碰撞传递机械能,基于一维碰撞理论,若恢复系数不为0,则二者碰撞后速度不等,在重力和土阻力作用下会继续碰撞。推导了仅计算首次碰撞后探杆能量、计算首次碰撞后落锤与探杆能量之和及计算首次碰撞后有限次碰撞3种计算方案下的杆长修正系数计算方法。研究结果表明：在碰撞过程中和在一次人工做功击打的两次碰撞间是否考虑土体阻力作用,对杆长修正系数的计算都有影响。使用计算首次碰撞后落锤与探杆能量和的计算函数对现行规范中杆长修正系数拟合,得到重型和超重型决定系数分别为0.9935、0.9751。仅考虑两次碰撞间土体对探杆阻力的影响,使用计算首次碰撞后有限次碰撞的计算方法,当恢复系数≤0.3时,计算得到的杆长修正系数随锤击数增大而减小。     

延吉—珲春地区圆砾层地基承载力研究

延吉—珲春地区的圆砾层是该区域工程建设经常利用的土层.为了获取圆砾层可靠的地基承载力数据,探讨确定地基承载力适宜的测试手段和方法,以及检验以前地基承载力数据的可靠度,采用载荷试验和重型圆锥动力触探试验原位测试方法对圆砾层的地基承载力进行了测试研究,获取了十二组地基承载力特征值、变形模量和重型圆锥动力触探锤击数试验数据.通过对试验数据的统计分析,得到了圆砾层地基承载力特征值的范围,得出地基承载力特征值、变形模量与重型圆锥动力触探锤击数线性相关的结论.据此,提出了适合当地工程地质条件的根据重型圆锥动力触探锤击数计算圆砾层地基承载力特征值和变形模量的经验公式.为延吉—珲春地区岩土工程勘察工作能够准确可靠、便捷、经济地确定圆砾层地基承载力特征值和变形模量提供了依据和方法,并为吉林省其他地区圆砾层地基承载力的研究提供了参考.     

8 000 kN·m能级强夯处理填土地基有效加固深度试验

针对某工程高填方地基,采用8 000 kN·m高能级强夯处理填土地基,通过静力触探试验、动力触探试验、探井、浅层平板载荷试验,评价8 000 kN·m能级强夯处理填土地基的加固效果,得出强夯的有效加固深度为10.0 m,并根据强夯有效加固深度实测结果,提出基于梅拉公式计算结果的修正系数为0.353,其结果可为类似工程提供设计及施工参考。      

基于动力触探的钙质土相对密实度研究

圆锥动力触探试验（DCPT）是一种用来预测地基土相对密实度的方法。然而,现有的预测公式主要针对石英土。为解决这一问题,通过现场以及室内模型试验,得到了轻型动力触探贯入指标与钙质土相对密实度之间的关系。可知相比于石英土,粒径对钙质土贯入指标的影响较为显著。若采用现有公式计算钙质土的相对密实度,得到的数值偏大,结果偏于危险。为了便于工程应用,基于Butterfield改进的量纲分析理论,建立了一种可将不同形式DCPT的贯入指标进行相互转化的方法,实现了轻型与重型动力触探指标之间的相互转换,进而得到了重型动力触探贯入指标与钙质土相对密实度之间的关系。根据现场重型动力触探试验数据可知,上述关系的计算结果与现场实测结果吻合良好。     

延边和龙地区地质特征及地基承载力的研究

关于延边和龙地区地质特征及地基承载力确定方法的研究较少,通过土工试验,重型动力触探试验和标准贯入试验原位测试方法,分别对和龙地区常在工程中用作持力层的圆砾层和全风化泥岩层的地基承载力进行了测试研究,得到了圆砾层颗粒级配、地基承载力特征值、变形模量的数据,全风化泥岩层地基承载力特征值的数据。对试验数据进行统计分析,得出和龙地区圆砾层地基承载力范围,得出圆砾层地基承载力特征值、变形模量与重型圆锥动力触探锤击数线性相关的结论,以此建立适合当地地质条件的相关经验公式。为延边和龙地区岩土工程勘察工作确保获得可靠、适用的岩土参数提供经验与依据,为周边相似地层的研究提供参考。     

Hammer Efficiency and Correction Factors for the TxDOT Texas Cone Penetration Test

This study analyzes blowcount data from instrumented Texas Cone Penetration (TCP) tests. TCP hammer efficiency, rod length influence on the hammer efficiency, and overburden pressure correction factors for the TCP blowcounts (N_TCP) are explored. Results are compared to published correction factors for the standard penetration test (SPT). The final dataset analyzed for this study consisted of 293 TCP tests from which 135 tests were instrumented. TCP hammer efficiency values for automatic trip hammers ranged from 74 to 101% with an average of 89%. Analyses showed a statistically-significant relationship between the TCP hammer efficiency and the rod length below ground surface. Statistical models were developed for undifferentiated soils, and corresponding rod length correction factors for the TCP test (C_R-TCP) were obtained ranging from 0.90 to 1.00. In a second analysis, the relationship between the overburden pressure and N_TCP was explored and a mathematical expression for the overburden correction factor for the TCP blowcount value (C_N-TCP) was determined. This work represents the first study where corrections to N_TCP are explored, and the outcome of this research benefits the geotechnical engineering community using the TCP test and its associated foundation design method.     

碎石土勘察中重型圆锥动力触探的应用——以贵州某变电站为例

圆锥动力触探试验是一项实验设备相对简单,操作方便,适应土类较广,并且可以连续贯入的原位试验方法.它对地基土的力学分层,以及评价地基土的均匀性和物理性质等方面具有一定的功效.笔者以贵州某变电站岩土工程勘察为例,通过重型圆锥动力触探实验记录锤击数,通过杆长与地下水位校正,确定土层的承载力,并根据确定的地基土力学分层,绘制勘...     

Geotechnical characterisation of Obudu damsite, Obudu, south-eastern Nigeria

The Obudu dam is being built across Abeb river in Obudu area of the Cross River State (Nigeria). The earthfill dam will be approximately 18 m high with a crest length of 385 m. The dam site is located within part of the Obudu crystalline basement plateau which is a region of low seismicity. The terrain is smoothly undulating and low lying and was known to be composed of unclassified basement and decomposed bedrock (overburden). The present study was carried out to assess the suitability of the chosen dam axis based on the determination of the nature and geotechnical characteristics of the overburden and bedrock. The investigation included geophysical surveys, bearing capacity tests (cone penetrometer and standard penetration), classification and grain size distribution as well as tests for compaction, consolidation and compressive strength. The results show that the bedrock is heterogeneous, including gneisses sillimanite, biotite and granite types), dolerite, quartzite and pegmatite with an overall moderate strength (about 76.04 MN m⁻² average) and fair rock mass rating (RMR). The bedrock along the dam axis is apparently lacking in major fractures which could lead to short circuiting of the future impoundment. The overburden (soil) comprises silt (MH, ML), silty clay (CL) and silty sand (SM) with a combined thickness of about 2–20 m, increasing away from the valley floor towards the shoulders. Generally the overburden is of suitable compressive strength (150–300 KN m⁻²), low to medium plasticity and swelling potential and low permeability (up to 1.41 × 10⁻⁷ ms⁻¹) which would ensure a tight reservoir. The material settlement is expected to be small and slow. Accordingly, excavation of up to 5 m, decreasing towards the valley shoulders has been suggested to expose the recommended bearing medium: fresh/competent bedrock and overburden in the valley floor and flanks, respectively. While a detailed investigation of burrow areas was not part of the present study, a few potential sites in the dam axis and reservoir areas have been suggested based on the evaluation of material properties.     

强夯处理碎石回填土地基相关性试验研究

在高填方地基强夯处理过程中检测与评价强夯质量是整个工程中非常重要的一部分。对某1 000 kV特高压变电站工程高填方碎石土回填强夯地基,从理论和实践的角度出发,研究瑞利波（RWT）、动力触探（DPT）和静载荷（PLT）各试验结果的相关性,表明瑞利波和动力触探试验结果可以验证静载荷试验结果。前两者可作为强夯地基检测的间接手段,适当减少费用昂贵、历时较长的静载荷试验,节省工程造价和加快工程进度。由试验结果拟合出各试验结果之间的数学表达式表明,剪切波速和地基承载力特征值近似服从幂函数相关,与变形模量和超重型动力触探击数近似服从指数函数相关,可推测出强夯地基有效加固深度和其他地基土力学参数。根据强夯有效加固深度实测结果,提出基于梅拉公式计算结果的修正系数在0.24~0.27之间,其结果可供类似工程的设计及施工参考。     

矿山救援地面生命保障孔高效成孔关键技术

地面生命保障孔作为井下被困人员的保障通道,是矿山事故造成人员被困井下时重要的地面应急救援方案之一,面对救援区易坍塌、易漏失、涌水大、易斜地层等复杂条件,单一成孔工艺存在地层适应性匹配差、综合钻进效率低、透巷难度大等问题,无法满足救援要求。为形成生命保障孔高效成孔工艺技术体系,提高应急救援响应速度,从解决钻效低、透巷难等科学问题和关键技术入手,快速安全钻进和精准透巷是高效成孔的两个核心任务:围绕快速安全钻进,针对深厚覆盖层、复杂基岩层,开展高压射流、空气潜孔锤跟管、复合钻进、空气潜孔锤、双钻头自平衡等钻进工艺研究,形成了深厚覆盖层安全高效钻进、基岩层复合“一趟钻”提速增效、基岩层空气潜孔锤“一趟钻”提速增效等安全快速钻进技术组合;围绕精准透巷,依据不同钻进工艺孔身轨迹控制机理,阐述了复合钻进轨迹监测控制与空气钻进轨迹监测关键技术方法,针对应急救援现场大偏移井无法透巷难题,提出了超短距离螺旋纠偏技术。成果应用于宁夏梅花井矿生命保障孔工程试验,钻孔深度670.50 m,成孔孔径215.9 mm,用时46.83 h,平均钻速14.32 m/h,孔底水平偏移0.27 m,从开钻至下套管高效成孔总用时55 h,证明该工艺技术体系能确保生命保障孔在72 h黄金救援时间内高效成孔,为地面应急救援钻孔的施工提供技术支持。      

中国21世纪若干重大工程地质与环境问题

21世纪中国的大规模的国家建设不可避免地导致大量的工程地质与环境问题。 2 1世纪中国西部高山峡谷地区主要工程地质问题有: 构造活动带岩土体动力稳定性, 高地应力下岩体应变储能与岩体性质, 高陡边坡的变形及尺寸效应和动力稳定性, 深埋长大隧洞的地温与地压, 深埋隧洞岩体结构探测与施工地质超前预报, 大跨度复杂洞群变形与稳定性的群洞效应, 冻土的冻融变形、稳定性及其处理技术, 可溶岩岩溶规律与岩体利用问题, 河床深厚覆盖层的处理与利用等问题; 中国东部及沿海地区工程地质问题包括: 高速交通网建设中软土地基变形与稳定性及处理技术, 深井采矿中软岩巷道大变形与处理技术, 深厚松散堆积层上大型桥梁桥基变形与稳定性, 海底隧道围岩工程地质与水文地质问题, 城市多层地下空间开发中的工程地质问题等; 此外, 水土流失与北方大规模荒漠化问题, 黄河下游地上悬河与长江下游塌岸和堤防稳定性问题, 黄河断流引起的下游地区环境问题, 我国北方干旱地区水资源长期匮乏问题, 城市化中的环境破坏与污染控制等问题, 将是中国 2 1世纪突出的环境问题。中国工程地质工作者应当在结构土力学与岩体结构力学、工程地质学的基本理论与工程地质动力学、人 地相互作用机制与环境工程地质学、地质工程理论与方法。     

Geotechnical design parameter evaluation using the alluvial plain characteristics in southeastern Iraq

Geotechnical construction is responsible for the overall stability of superstructures, and if there are design errors, the structure will be exposed to potential problems. Geotechnical design starts with the correct interpretation of the target ground. Southeastern Iraq is mainly comprised of an alluvial plain with diverse geological features, and, therefore, geotechnical design requires a detailed interpretation and understanding of the area. This paper reports on laboratory and field tests and in-depth analyses conducted on these alluvial plains. The results reveal that the upper layer of this area is highly over-consolidated. This may have been caused by the removal of overburden pressure as a result of glaciation and desiccation. The highly over-consolidated soils caused considerable sample disturbance by swelling the bored sample; this provided less reliable results. However, the cone penetration test was regarded as the most appropriate field assessment method for deriving sensible geotechnical design parameters. Despite its limitations in clayey soils, the standard penetration test provided results that matched well with previous observations due to the high penetration resistance of the highly over-consolidated ground. Down-hole tests and plate load tests were considered less reliable methods due to their limited applicability in this area. This study considers geographical features, laboratory methods, and empirical correlations from in situ tests, and, therefore, provides a well-summarized guideline to evaluate special geotechnical characteristics of the alluvial plain in southeastern Iraq.