基於標準貫入和靜力觸探試驗相關關係的液化判別方法
2023-05-20 11:10:36 1
專利名稱：基於標準貫入和靜力觸探試驗相關關係的液化判別方法
技術領域：
本發明涉及一種基於標準貫入和靜力觸探試驗相關關係的液化判別方法，屬於地基土液化判別領域。
背景技術：
目前，標準貫入試驗是地基土液化判別領域應用最多、得到標準化的方法，這種方法最大的優點在於它在試驗過程中可以同時採集土體試樣進行室內試驗，其缺點是它在人力、物力和財力上需要較大投入，且其參數標準貫入參數N值離散性大。靜力觸探試驗在我 國應用廣泛，穩定性好，簡單經濟，可以獲得土層的連續信息，很弱的薄層也能被探測出來。這種方法的缺點是它不能像標準貫入試驗一樣採集到土體試樣進行室內試驗。近年來，隨著工程建設的日益開展，積累了各類原位測試的資料數據，例如，標準貫入試驗作為一種最常規的方法，資料數據豐富，而雙橋靜力觸探試驗由於應用於打入樁的承載力計算等方面，也積累了很多原位測試的資料數據。但由於沒有及時對這些資料進行系統的整理，很多原位測試數據之間並沒有建立相應的關係，使得這些數據並沒有充分發揮作用。因此，探討兩種試驗參數間的相關關係，同時考慮影響液化的多個因素，建立基於靜力觸探試驗進行液化評價的計算公式，可以為快速、準確、經濟的進行液化判別創造條件，具有重要意義。
發明內容
本發明的目的是提出一種基於標準貫入和靜力觸探試驗相關關係的液化判別方法。本發明的主要技術內容如下一種基於標準貫入和靜力觸探試驗相關關係的液化判別方法，包括以下步驟(I)、首先是確定標準貫入試驗的試驗孔和靜力觸探試驗的對比孔的選取原則；(2)、定義代表土層,確定對應於每一個代表土層中標準貫入參數N值,確定標準貫入參數N值所對應的靜力觸探試驗中錐尖阻力q。值和側摩阻力fs的讀取方法，並且對q。和fs進行處理；(3)、將所有讀取的標準貫入參數N值，錐尖阻力q。值和側摩阻力fs值以及相關影響因子列表並形成散點圖，所述相關影響因子包括黏粒含量P。、平均粒徑D5tl、土性參數
aP ；(4)、應用概率論中關於異常點剔除的理論對數據進行處理，然後選取三種擬合函數對散點圖進行擬合分析，所述三種擬合函數分別是零截距的線性、非零截距線性、乘冪；(5)、在分段擬合的基礎上進行公式推導，提出考慮黏粒含量、平均粒徑和土性參數的N-q。相關關係式；(6)、最後根據N-q。相關關係式提出基於靜力觸探試驗的地基土液化判別方法。上述步驟(I)中靜力觸探試驗對比孔的選取原則是
2a、如果一個標準貫入試驗的試驗孔的參照孔數目較多，大於15個，按照距離試驗孔的遠近，保留距離較近的點15個；2b、如果一個標準貫入試驗的試驗孔的參照孔數目較少，在80米範圍內少於5個，並在20米範圍內少於3個，則捨棄該試驗 孔，但有對比孔數據除外；2c、控制一個試驗孔的參照孔數目在5 15個之間。上述步驟(2)中標準貫入參數N值的處理方法以及代表土層的定義如下為了減少標準貫入參數N值的離散性，當同一種土層厚度較大時，對土層內的標準貫入試驗點進行分組，取其平均值作為參照N值，根據所給數據的情況，採用如下的方法對數據進行分組；3a、當土層厚度d彡2m時，分一組，在此範圍，只有一個標準貫入試驗點；3b、當土層厚度2m < d 5m時,分三組；根據上述方法，將土層厚度進行劃分，在相應範圍內的標準貫入試驗點即為一組；對一組內的N值取平均值作為參照N值，對標準貫入試驗點的深度取平均值作為參照N值的對應深度；代表土層，將一組內最上一個標準貫入試驗點的深度向上取O. 5m作為上界，最下一個標準貫入試驗點的深度向下取O. 5m作為下界，上下界範圍之間的土層作為參照N值所代表的土層；對於一組內只有一個標準貫入試驗點的情況，則上下各取O. 7m ;如果土層的分界面在此深度範圍內，則取土層分界面深度作為代表土層的上下界。上述步驟(2)中錐尖阻力q。值和側摩阻力fs的讀取方法是qe、fs取對應參照N值所代表土層範圍內的平均值，且其20m深度範圍內對應的土層應為同一類別土層；取標準貫入試驗點代表土層厚度範圍內的靜力觸探試驗數據進行統計分析，成果數據為經格拉布斯檢驗法剔除異常數據後的算術平均值。上述步驟(2)中錐尖阻力q。值和側摩阻力fs的處理方法是5a、對所讀取的q。、fs取平均，作為參照N值對應的q。、fs
權利要求
1.一種基於標準貫入和靜力觸探試驗相關關係的液化判別方法，其特徵在於包括以下步驟 (1)、首先是確定標準貫入試驗孔和靜力觸探試驗的對比孔的選取原則； (2)、定義代表土層，確定對應於每一個代表土層中標準貫入參數N值，確定標準貫入參數N值所對應的靜力觸探試驗中錐尖阻力q。值和側摩阻力fs的讀取方法，並且對q。和fs進行處理； (3)、將所有讀取的標準貫入參數N值，錐尖阻力q。值和側摩阻力fs值以及相關影響因子列表並形成散點圖，所述相關影響因子包括黏粒含量P。、平均粒徑D5tl、土性參數Cip ; (4)、應用概率論中關於異常點剔除的理論對數據進行處理，然後選取三種擬合函數對 散點圖進行擬合分析，所述三種擬合函數分別是零截距的線性、非零截距線性、乘冪； (5)、在分段擬合的基礎上進行公式推導，提出考慮黏粒含量、平均粒徑和土性參數的N-qc相關關係式； (6)、最後根據Ν-q。相關關係式提出基於靜力觸探試驗的地基土液化判別方法。
2.根據權利要求I所述的基於標準貫入和靜力觸探試驗相關關係的液化判別方法，其特徵在於所述步驟(I)中靜力觸探試驗對比孔的選取原則是 2a、如果一個標準貫入試驗的試驗孔的參照孔數目較多，大於15個，按照距離試驗孔的遠近，保留距離較近的點15個； 2b、如果一個標準貫入試驗的試驗孔的參照孔數目較少，在80米範圍內少於5個，並在20米範圍內少於3個，則捨棄該試驗孔，但有對比孔數據除外； 2c、控制一個試驗孔的參照孔數目在5 15個之間。
3.根據權利要求I所述的基於標準貫入和靜力觸探試驗相關關係的液化判別方法，其特徵在於所述步驟(2)中標準貫入參數N值的處理方法以及代表土層的定義如下 為了減少標準貫入參數N值的離散性，當同一種土層厚度較大時，對土層內的標準貫入試驗點進行分組，取其平均值作為參照N值，根據所給數據的情況，採用如下的方法對數據進行分組； 3a、當土層厚度d < 2m時，分一組，在此範圍，只有一個標準貫入試驗點； 3b、當土層厚度2m < d 5m時,分三組； 根據上述方法，將土層厚度進行劃分，在相應範圍內的標準貫入試驗點即為一組；對一組內的N值取平均值作為參照N值，對標準貫入試驗點的深度取平均值作為參照N值的對應深度； 代表土層，將一組內最上一個標準貫入試驗點的深度向上取O. 5m作為上界，最下一個標準貫入試驗點的深度向下取O. 5m作為下界，上下界範圍之間的土層作為參照N值所代表的土層；對於一組內只有一個標準貫入試驗點的情況，則上下各取O. 7m;如果土層的分界面在此深度範圍內，則取土層分界面深度作為代表土層的上下界。
4.根據權利要求I所述的基於標準貫入和靜力觸探試驗相關關係的液化判別方法，其特徵在於所述步驟(2)中錐尖阻力q。值和側摩阻力fs的讀取方法是 qc>fs取對應參照N值所代表土層範圍內的平均值，且其20m深度範圍內對應的土層應為同一類別土層；取標準貫入試驗點代表土層厚度範圍內的靜力觸探試驗數據進行統計分析，成果數據為經格拉布斯檢驗法剔除異常數據後的算術平均值。
5.根據權利要求I所述的基於標準貫入和靜力觸探試驗相關關係的液化判別方法，其特徵在於所述步驟(2)中錐尖阻力q。值和側摩阻力fs的處理方法是 5a、對所讀取的q。、fs取平均，作為參照N值對應的q。、fs
6.根據權利要求I所述的基於標準貫入和靜力觸探試驗相關關係的液化判別方法，其特徵在於所述步驟(5)中Ν-q。相關關係式是通過如下方式獲得 選用步驟(4)所述的三種擬合函數對步驟(3)所獲得的散點圖進行擬合分析，同時考慮了步驟(3)所述的黏粒含量P。、平均粒徑D5tl、土性參數Cip相關因子對液化判定的影響；對數據進行分段並採用線性插值的方法進行如下公式推導
7.根據權利要求I所述的基於標準貫入和靜力觸探試驗相關關係的液化判別方法，其特徵在於所述步驟(6)中的地基土液化判別方法是通過如下方式判定 將步驟(5)中的將N-q。關係式N=f(q。)帶入到抗震液化判別公式中，得到新的液化指數公式
全文摘要
本發明涉及一種基於標準貫入和靜力觸探試驗相關關係的液化判別方法，提出了選取標準貫入試驗孔的靜力觸探試驗對比孔的原則及標準貫入參數N值和靜力觸探參數錐尖阻力qc值的讀取方法；考慮黏粒含量ρc、平均粒徑D50、土性參數αp三個影響因素，對N值和qc值數據進行了擬合，提出了統計學意義上的N-qc相關關係式，在此基礎上提出了基於靜力觸探試驗的地基土液化判別方法。該方法可以相對快速準確的進行地基土的液化判別，與傳統方法相比簡單、經濟、快速，具有較好的工程應用價值。
文檔編號E02D1/00GK102864766SQ20121030067
公開日2013年1月9日 申請日期2012年8月22日 優先權日2012年8月22日
發明者趙學亮, 陳念軍, 黃志宏, 任亞群, 劉欣良, 龔維明, 馬驍, 孫焯, 宋志遠, 劉益平, 王先勇, 賈尚瑞 申請人:江蘇省電力設計院, 東南大學