苏中腹地湖相沉积土层相关距离的统计分析

相关距离是用随机场理论建模土层剖面的一个非常重要的参数,也是利用随机场理论进行岩土工程可靠性分析的关键所在。基于苏中地区某建筑工程原位静力触探测试数据中的锥尖阻力指标,针对粉质黏土层,利用不同取样间距对相关距离进行了统计计算,分析了取样间距对相关距离计算结果的影响及原因,提出了实际应用中基于尺度匹配原则的取样间距确定方法;随后,基于江苏中部某高速公路工程地质勘察所提供的大量原位静力触探测试数据,结合相关距离计算的平均零跨距法、递推空间法和相关函数法,对该区湖相沉积土层土性参数的竖直向和水平向相关距离进行了系统地统计分析。研究成果不仅提供了土性参数相关距离计算过程中取样间距的确定原则,而且获得了相关距离的区域性代表值,为区域性土性参数随机场模型的建立打下坚实的基础,能对苏中地区岩土工程可靠性分析提供参考。     

静力触探在福州市工程地质勘察中的应用研究

静力触探作为工程地质勘察的重要辅助手段,它能很好地表征与再现地层结构及物理力学性状在剖面上的变化和差异特性。静力触探曲线的形态特征、分布相对位置、特征参数(?)(?)及(?)的数值等与土质的种类、物理力学性状指标有密切的关系。本文在归纳分析和研究大量现有福州地区的静力触探资料及与其相关的地质资料的基础上,提出了利用静力触探成果资料划分与命名福州地区常见土层的综合标准,并给出了定量推算评价各相关土层的物理及力学特性指标的相关经验方程式。     

西安黄土土性参数随机场模型的适用性探讨

能否用齐次正态随机场模型来模拟土体性质的空间分布特性,其关键在于土性随机场模型是否具有平稳性和各态历经性。国内大多数研究都是在假定土性随机场模型是平稳随机场的条件下研究应用Vanmarcke 模型的。关于黄土的土性参数的空间特性研究亦是如此,未对其土性剖面随机场的平稳性及各态历经性进行检验。本文以西安市曲江某项目29个钻孔的双桥静力触探(CPT)数据为研究样本,首先讨论了关于原始数据的齐次化处理,即趋势分量的消除方法。然后对该场地黄土土性剖面随机场的平稳性及各态历经性进行了检验,检验结果表明:西安黄土梁洼地貌上的Q3黄土层、Q3古土壤层和Q2黄土层其土性随机场模型具平稳性和各态历经性。故Vanmarcke 随机场模型适用于模拟西安黄土土性剖面。     

天津港土性相关距离的计算研究和统计分析

相关距离是随机场理论应用于实际工程可靠度分析的一个重要参数。根据随机场理论,对土性参数相关距离的计算方法进行了研究和改进,提出求解相关距离的波动函数法和加权拟合相关函数法,使相关距离的计算更加简便易行,且精度有所提高。结合大量工程地质勘察资料,对天津港地区典型土层的垂直向相关距离及水平向相关距离进行了计算和统计,获得相关距离的地区性代表值,可作为此地区实际工程的参考。同时,对取样间距及土性指标对相关距离的影响进行了分析,提出了当取样间距变化时相关距离的确定原则,并指出相关距离是反映土的空间固有变异性的基本属性,由不同土性指标求得的相关距离值基本相同。     

黄骅港湾地区真空预压处理后地基静力触探研究

软土地区地基真空预压处理后静力触探经验公式在国内未见报道。经过多年在黄骅港湾地区真空预压处理后地基的静力触探实践,通过11个场地静力触探锥尖阻力qc与地基土真空预压处理后物理力学指标平均值的相关分析研究,得出了一套地基真空预压处理后静力触探经验公式,对沿海软土区划分地层,计算地基承载力、压缩模量、不排水抗剪强度、桩极限侧阻力,预压处理层性质的评价等具有重要参考意义。     

苏中腹地湖相软土土性参数变异性统计描述

基于江苏中部某高速公路工程地质勘察所提供的大量室内试验测试数据,运用随机场理论,将土层剖面模拟为随机场而非传统意义上的随机变量,提出了基于随机场理论、考虑空间趋势分量的土性参数变异性统计方法,系统地统计分析了苏中腹地湖相软土土性参数的变异特性,对比了实验室物理性质指标参数、变形参数和强度参数变异性特征。统计结果表明,该地区软土实验室物理性质指标参数变异性较小,不存在明显的趋势分量,可用传统方法进行统计估计;实验室变形和强度参数存在明显的趋势分量,统计前需对数据进行回归分析和去趋势化处理,从而基于随机场理论进行统计分析。研究不仅提供了土性参数变异性统计的新方法,而且能对苏中地区工程建设提供必要的参考,为区域性软土土性参数随机场模型的建立打下了坚实的基础。     

静力触探参数相关范围的估算

应用随机场理论,对静力触探参数的空间变异性进行了统计分析,结合工程实际,得到了扬州运河大桥处各土层的静力触探参数qc和fs的相关范围δ的经验值。     

静力触探参数自相关距离确定方法与影响因素分析

在岩土工程可靠性分析中,土性参数空间变异性的分析至关重要,其中土体的固有变异性可以通过随机场理论获取方差折减函数和自相关距离值进行分析。基于天津临港静力触探试验(CPT)得到的锥尖阻力,对波动函数法确定自相关距离过程中所遇到的问题进行深入研究,并分析了去趋势化方法、取样间距、取样范围等影响自相关距离的因素。结合空间递推平均法的改进方法,首次对应用波动函数法确定自相关距离时出现的多个峰值的选择开展分析,结果表明对于所分析场地的地层静力触探数据而言,应选取波动函数曲线中第一个峰值作为该土层的自相关距离值。通过去趋势化后的随机分量统计特性及对应自相关距离计算结果的对比发现,去趋势化方法要依实际情况而定,并不是所有情况都可以使用线性去趋势化方法,建议最高选用二次非线性拟合结果对原始数据去趋势化;当取样范围较大,即触探孔数量较多时自相关距离随取样间距的增大而增大。分析还表明,对于同样的样本间距,随着触探孔数量的增加,自相关距离是逐渐减小的,但这种差距随着取样间距的增大而逐渐缩小。     

空间递推平均法在估计土性指标自相关距离中的应用

像许多土层一样,黏性土层的土性参数也具有空间变异性。土性参数的空间变异性主要是由沉积和成岩等地质作用和环境因素导致的,而相关距离的确定是分析土性参数空间变异性的关键。为了分析天津南疆港地区土层参数的空间变异性,对确定土性参数相关距离的空间递推平均法及其改进方法进行了汇总分析,并结合地质勘查资料,运用改进的空间递推平均法对天津港地区典型土层的垂直相关距离进行了统计分析,得到了典型土层地区性代表值,对该地区岩土工程的可靠度分析及勘探点位的选取具有重要的指导意义。此外,还结合工程实例讨论了相关距离的贝叶斯估值法,贝叶斯估值法比直接取平均值确定自相关距离的方法更为可靠、合理,应用贝叶斯定理对天津港南疆石化码头淤泥及淤泥质黏土层的自相关距离进行估值,为今后该地区的取样间距选择提供参考,也为可靠度理论在该地区岩土工程中的应用提供有价值的参数。     

基于孔压静力触探力学分层的土体边界识别方法研究

对于岩土工程设计来说,准确识别均质土层的边界是极其重要的。孔压静力触探(CPTU)测试数据常用于土分类、土层边界识别和岩土工程参数评价等方面。基于CPTU测试数据,利用统计分析方法进行力学分层,可以有效地识别均质土层边界。采用组内相关系数法和修正的Bartlett检验,对CPTU测试数据进行统计分析,生成相应的组内相关系数指标RI和Bartlett统计量。结合R_I和修正的Bartlett统计量临界值,检验土体的均质性,确定均质土层的边界,从而进行力学分层。利用3个场地的CPTU数据进行力学分层,并将其结果与土性分层结果进行对比。结果表明,力学分层结果不仅能分辨出全部主要的土性分层界面,而且还显示更多潜在的次级力学分层界面。     

基于动力触探钙质砂物理性质指标评价研究

钙质砂通常是指碳酸钙含量大于50%的沉积物,与普通石英砂相比,其具有特殊的物理力学性质。圆锥动力触探试验是一种常用的土工原位测试方法,目前有关动力触探贯入指标与土体物理力学性质之间关系的研究多集中于黏土和普通石英砂,针对钙质砂的相关成果较少。有鉴于钙质砂的特殊性质,现有的评价方法是否适用于钙质砂存在较大的争议。为解决这一问题,本次研究在总结前人研究成果的基础上,通过现场轻型动力触探试验,对其贯入指标与钙质砂平均粒径、各类密度和密实度之间的关系进行了探讨,采用数据拟合的方法建立了动力触探贯入指标与相应物理指标之间的表达式。残差分析显示,这些公式具有一定的精度,相应的研究成果可为相关规范的修订以及实际工程的设计与施工提供参考。     

密度孔压静力触探的测试理论和工程应用综述

孔压静力触探试验(CPTU)是目前使用最为广泛的原位测试方法之一,但CPTU不能原位测量土体最基本的指标——密度。密度孔压静力触探试验(DCPTU)是把核子密度仪结合到孔压静力触探系统中,贯入过程中可以同时测量锥尖阻力、侧壁摩阻力、孔隙水压力和密度的一种新型原位测试方法。本文首先介绍了DCPTU的试验装置和密度测试理论;然后通过与室内试验结果对比评价了利用DCPTU测量砂土、黏土、填土地层以及海底淤泥的密度的可靠性,分析了非均质地层中DCPTU测量密度与真实密度的区别、并提出了真实密度剖面的推求方法;然后综述了DCPTU在判别软弱夹层、评价砂土的液化势、检验地基处理效果、检测块状填土中的空隙、调查浮泥层的厚度和密度分布等方面的工程应用;最后展望了DCPTU在工程勘察中的发展趋势和应用前景。     

Non-stationary realisation of CPT data: considering lithological and inherent heterogeneity

ABSTRACT

The main sources of uncertainty in the soil specification and mechanical behaviour consist of the lithological and heterogeneous randomness of soil deposits. It is quite obvious that the cone penetration testing (CPT) data and the variation of soil characteristics are not stationary. Hence, this paper investigates a new approach to realise a CPT data, taking both sources of uncertainty into consideration. In this regard, the first part of this study illustrates a simple approach to stratify the CPT data, using the Eslami–Fellenius chart of classification. In the second part, the non-stationary algorithm of generating random field is introduced to generate a multi-layer random field. This algorithm takes account of each layer’s statistical properties (i.e. standard deviation, mean, and the trend value), separately. To validate the proposed approach, 41 case histories from different worldwide sites, have been regenerated by considering both the stationary and non-stationary algorithms. The correlation coefficient between real and realised CPT data has been employed to show that the proposed non-stationary algorithm can simulate the CPT data more accurately in comparison with the stationary algorithm.     

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...     

双桥静力触探在尾矿坝勘查中的技术应用

静力触探试验适用于软土、一般粘性土、粉土、砂土和含少量碎石的土,作为一种轻便、快捷、高效的原位测试技术,在岩土工程勘察、检测等方面得到了广泛应用。目前由于各地对静力触探经验技术和数据积累的不同,在我国对静力触探试验结果褒贬不一。本文通过双桥静力触探在尾矿坝勘察中的具体应用,以及静力触探成果的具体分析与评价,体现了静力触探在尾矿坝勘察中的适用性和重要性。     

梧州市巨厚层花岗岩风化壳垂直分带标准及工程地质特征研究

本文选择华南地区巨厚层花岗岩风化壳分布区的梧州市为研究区,旨在建立系统的、科学的、可操作性强的花岗岩风化壳垂直分带划分标准。在野外区域调查、钻探、原位试验、室内试验、综合研究的基础之上,建立了定性与定量复合判定的指标体系,对梧州市花岗岩风化壳进行了垂直分带以及工程地质特征研究。研究结果表明:(1)粒度分析法可以作为花岗岩风化壳垂直分带划分的方法之一,划分结果与原位试验划分结果具有很好的一致性;(2)残积土带、全风化带、强风化带中含量占比最大的土体分别是黏粒土、粉粒土、砂粒土。随着钻孔深度的增加,粒径相对较大的砾粒和砂粒含量占比逐渐增大,粒径相对较小的粉粒和黏粒含量占比逐渐减小。粒径0.05 mm为残积土带、全风化带、强风化带曲线交叉的分界处,该处土体含量百分比近似相等,揭示粒径0.05 mm值是花岗岩风化壳垂直分带划分的重要指标之一;(3)随着钻进深度的增加,圆锥动力触探试验击数与标准贯入试验击数同时增加,修正后的标准贯入击数N和圆锥动力触探击数N_63.5呈多项式相关性。本文建立了花岗岩风化壳垂直分带划分标准,给出了花岗岩风化壳土体地基承载力建议值,对花岗岩分布区的重大工程建设与工程地质特征参数的选取具有一定的指导与参照意义。     

岩土工程最小勘探数据量确定方法

准确地确定岩土设计参数统计特征值诸如均值、标准差是岩土工程可靠度分析与设计的重要前提。在满足岩土设计参数统计特征值计算精度条件下,文中提出了岩土工程最小勘探数据量的确定方法,定义了相对误差和相对变异性指标衡量岩土设计参数统计特征值计算准确性。系统地分析了静力触探试验数据量对砂土有效内摩擦角统计特征值计算精度的影响,并且根据相对误差和相对变异性指标确定了静力触探最小勘探数据量。研究结果表明,由静力触探试验间接估计砂土有效内摩擦角时均值相对误差较低,砂土有效内摩擦角相对变异性指标随静力触探试验数据量的增加而降低,即由认知不足引起的不确定性占总变异性的比值随静力触探试验数据量的增加而减小;当砂土有效内摩擦角容许相对变异性指标小于0.2时砂土有效内摩擦角在最大变异（COV=20%）与最小变异性（COV=5%）范围内,满足预定要求所需的最小静力触探试验数据量为10～100;若容许相对变异性指标小于0.3,所需的最小静力触探试验数据量为5～43。此外,间接估计岩土设计参数时经验回归模型不确定性对最小勘探数据量有显著影响。静力触探试验最小勘探数据量随经验回归模型不确定性的增大而增加,在确定岩土设计参数统计特征值时应尽量广泛收集勘探数据并选择精度较高的计算模型。     

长春地区老黏土地基承载力确定方法的探讨

老黏性土工程实践经验较多,根据其他省市地区的成熟经验,用数理统计法确定老黏性土地基承载力可根据土的室内土工试验物理力学性质指标孔隙比、液性指数查表求得,还可根据原位测试静力触探指标和标准贯入试验指标确定.本次试验利用这些成熟经验,通过分析土工试验、原位测试指标与静载试验测得的地基承载力的对应关系,总结出用土工试验物理力学性质指标、原位测试静探指标计算老黏性土地基承载力的经验公式和经验表.