静力触探探头的常见故障分析与改进建议

静力触探探头在使用过程中经常出现故障,既影响触探试验结果的精度,又影响触探试验的效率。文章对探头的常见故障做了简单的分类,对故障的原因进行了详细分析。同时,针对当前国产探头所存在的问题,提出了几点改进建议,以利提高探头的质量,促进静力触探技术的发展。     

静力触探探头质量影响因素及探头使用方法的探讨

静力触探探头在使用过程中极易损坏,其原因一方面是由于探头质量问题,另一方面是由于对探头的使用方法不当。本文对静力触探探头质量的影响因素做了详细分析,并介绍了较为实用的探头使用方法。     

孔压触探测试中探头饱和问题的探讨

孔压触探（ＣＰＴＵ）作为一种新型土体原位测试技术,日益引起人们的重视和推广,但ＣＰＴＵ测试中的一些技术环节尚需进一步探索和规范。本文对严重影响ＣＰＴＵ测试结果精度的探头饱和问题进行了探讨,指出探头饱和的重要性、一般方法、注意事项及检验措施。     

旋转触探数学模型及其试验分析

通过对旋转触探用双螺旋探头的受力分析,建立了螺旋探头的贯入阻力和扭矩与贯入速度和转速,以及岩土的力学性能参数间的数学模型。结合数学模型和试验数据对旋转触探技术的影响因素进行了分析,为设计探头结构和进一步理解该技术的力学机理提供了理论依据。     

较硬地层中旋进触探技术应用可行性研究

为了突破由于静力触探机械动力不足而使触探技术无法应用到较硬土层或软岩的限制,对墙体砌块试样用角片式探头在室内旋进式触探仪上进行不同探入速度和旋转速度控制条件下的试验,以模拟较硬地层的旋进式触探试验。测试所得的轴向压力和扭矩值随探入深度的变化可分成3个阶段：初探段、上升段和平稳段。对试验结果进行比较分析,证实了将圆锥探头单纯地压入岩土体的方式,改变为具有切削功能的探头,被旋转压入岩土体的探入方式能在现有机械设备的探入动力条件下实现探头在较硬土层及软岩中探入。从理论和室内试验两方面验证了探入方式的改变是确保探头在坚硬黄土、冻土及软岩地区顺利平衡地探测的有效措施。     

球型全流触探仪的机理研究及工程应用综述

近年来,随着全球海洋开发战略的逐步开展,越来越多的工程建设和试验研究将在海洋中进行,为了掌握海底的土体环境,静力触探（CPT）技术在国内外海洋工程领域中的运用变得更加重要。本文根据国内外大量文献中相关海洋原位测试技术的报道,对海洋静力触探的国内外发展历程进行总结,重点阐述和研究了一种适用于海底淤泥质土的球型全流触探仪。分析结果表明,球型全流触探仪在海洋岩土工程勘察中具有很好的应用前景,且集测量数据精确可靠、试验方法多样化、理论解析丰富全面等优点于一身;利用球型全流触探仪能够有效避免较大的实测数据修正,贯入机理清晰严谨,开展循环贯入试验可以评价土的重塑特性,变速率贯入试验在评价应变速率和现场土体强度以及测试中土体固结状态之间的关系上具有优势;结合现场试验,对比分析传统CPT和球型全流触探仪的试验结果,并考虑海底软土的性质,摸索出一种可停靠球型探头新形式。     

旋压入土式静力触探机制研究

由于现有静力触探机械设备提供的动力有限,使得静力触探技术无法应用于较硬土层或较深土层中（应力较高）。保证探头顺利平稳地探入较硬土层,是触探技术应用于硬土层的前提条件。通过对旋压式触探时探头上的受力进行分析,推导了不考虑侧壁摩擦力的旋压式触探的总锥尖阻力和扭矩的理论模型,同时也推导了用旋压式触探测试成果计算锥土间摩擦系数的数学模型,并在室内旋压式触探仪上进行相应的试验,试验结果不仅验证了理论分析的正确性,而且试验结果表明：对同一土体制成不同含水率、干重度的试样进行相同的探入速度和旋转速度下的旋压式触探,所得的扭矩与总锥尖阻力呈线性关系。根据数学模型计算的锥土间摩擦系数要比土体的内摩擦系数大得多,但两者具有较明显的一致性。结合土层的各向异性的特点、锥土间的摩阻力的存在等因素分析了旋压式触探方式能够降低总锥尖阻力的原因     

静力触探在工程地质勘察中的应用

静力触探是工程地质勘察中一项比较先进的原位测试手段,本文通过双桥探头所反映的曲线图形来解决一些工程地质问题,正确评价地基土的性质。     

浅谈孔压静力触探

本文简单介绍了孔压触探所用设备及准备工作,对孔压触探探头的饱和过程和JTY-3A型静探数据采集仪的操作步骤进行了说明,最后提出了测试有关要求及注意事项。     

静力触探估算砂层中预制桩的单桩极限承载力

本文通过双桥探头静力触探对若干个工程地基土的测试,按照ＪＧＪ９４－９４规范公式对单桩极际承载力进行计算,并也单桩竖向静载试验结果进行比较,提出了适合福州地区砂性土层中打入式（静压式）预制桩单桩极限承载力的估算的经验公式。     

轻型动力触探法与静力触探法检测粗砂相对密实度的相关性研究

大量的模型试验和现场试验结果表明,轻型动力触探和静力触探都可用于公路桥涵台背回填中粗砂的密实度检测,而且锤击数N10和锥尖阻力Qc存在着良好的线性关系。为了从理论上揭示两者的相关性的根源,采用拉德模型模拟了两种方法的试验过程,三维有限元数值分析得知,两种触探方法在砂土中的应力、应变和位移场有较大的相似性,验证了轻型动力触探和静力触探在中粗砂中试验结果相关性的必然性。     

静力触探检测公路桥涵台背回填中粗砂的机理研究

在模拟公路桥、涵台背回填中粗砂密实度检测的室内模型试验基础上,进行了三维有限元数值模拟分析。分析过程中,采用拉德(P.V.Lade)模型及刚-柔接触模型,模拟了静力触探试验过程,获得了探头周围砂的应力、应变和位移场,验证了室内试验结果的正确性,揭示了静力触探在回填中粗砂中的作用机理。研究表明：静力触探可以用于桥、涵台背回填中粗砂密实度检测。     

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。     

全流触探贯入技术在海洋岩土工程中的应用研究综述

海床覆盖着的深厚软土具有灵敏度高、强度低、承载力低等特点,传统的孔压静力触探技术（CPTU）不能获取准确的参数,因此全流触探贯入技术（Full Flow Penetration）逐渐发展起来。全流触探贯入技术针对软土的特征进行了优化,增大了探头投影面积可以提高贯入阻力的准确性,改变探头形状可以通过循环贯入试验剪切将土体重塑,这种新技术能够很好地获取和采集测试点的基本参数,对于土层的划分有着较好地适用性,并能通过计算得到土的基本物理力学指标,对于工程地质评价有较高的准确性。本文通过对全流触探贯入技术的种类、方法、贯入机理以及参数估算进行分析,总结了全流触探贯入技术的优缺点和适用范围,展望了未来全流触探贯入技术的发展方向。     

椭圆形截面T型触探贯入阻力研究

传统T型触探探头截面为圆形,受探头表面粗糙度的影响,完全光滑与完全粗糙两种极限条件下,阻力系数差值与平均值之比为26%,阻力系数受表面粗糙度的影响较大。为了减少探头表面粗糙度的影响,研究了椭圆形截面T型触探贯入阻力以及最优的轴长比。假定软土强度服从Tresca强度条件,采用上下限定理,求得了椭圆形截面无限长杆在无限软黏土空间中均速运动的阻力系数。结果表明,沿短轴下压,随着椭圆短轴与长轴比的减小,探头表面粗糙度对阻力系数的影响逐渐减小。轴长比为0.3～0.5时,贯入阻力系数差值与平均值之比降至9%～14%。     

T型触探矩形截面探头特性研究

为了减小探头表面粗糙度的影响,提出了矩形截面T型触探探头。假定软黏土强度服从Tresca屈服条件,将矩形截面探头分解为水平无厚薄片和垂直无厚薄片,得到了矩形截面探头阻力系数近似解。在阻力特征、变形和强度方面与椭圆形截面探头进行了对比。结果表明,在探头粗糙度影响方面,以及强度和变形特征方面,矩形截面探头均优于圆形截面探头。矩形截面探头是一种适用的测试探头。     

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。     

不同地貌黄土的物理力学特性和湿陷性评价

湿陷性是制约黄土场地工程建设的最主要因素。针对黄土场地现场浸水试验测试时间长、成本高等问题,在兰州新区黄土场地和靖远黄河高阶地黄土场地进行静力触探试验,研究静力触探锥尖阻力、锥侧阻力沿土层深度的变化关系,并在现场取原状黄土试样进行室内湿陷试验,研究发现室内试验所测得的自重湿陷系数沿深度具有良好的线性关系,由此建立了静力触探所测锥尖、锥侧阻力与自重湿陷系数之间的联系,提出了一种通过静力触探试验结果快速评价黄土场地自重湿陷性的方法。基于上述方法,对兰州新区和靖远黄河阶地黄土场地其他点位的测试结果进行自重湿陷性评价,验证了该方法的可行性与准确性。     

一种静力触探模型箱试验装置的研制及其试验研究

设计了一套静力触探模型箱试验装置,该装置可以在模型箱水平面内任意位置进行贯入试验,贯入速率在一定范围可控,贯入倾角可调节。将该装置用于TJ-1模拟月壤静力触探力学特性的研究,试验结果表明：地基表层模拟月壤发生刺入剪切破坏;贯入阻力随贯入深度的增加而增加;探杆周围同一深度处土体的水平土压力表现出轴对称特征,其值在探头靠近土压力盒过程中逐渐增大至最大值,后随探头远离土压力盒又逐渐减小至0,且不同深度土体水平土压力峰值随贯入深度增加而增大;贯入点正下方土体的垂直土压力随贯入深度的增加而增加,主要影响范围约为距探头200 mm处。基于以上试验研究,表明该模型箱的设计是合理的,且TJ-1模拟月壤力学特性的研究成果能够为将来涉及到TJ-1模拟月壤的航天试验提供必要的技术参考。     

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。