專利名稱：基于標(biāo)準(zhǔn)貫入和靜力觸探試驗(yàn)相關(guān)關(guān)系的液化判別方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于標(biāo)準(zhǔn)貫入和靜力觸探試驗(yàn)相關(guān)關(guān)系的液化判別方法，屬于地基土液化判別領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)是地基土液化判別領(lǐng)域應(yīng)用最多、得到標(biāo)準(zhǔn)化的方法，這種方法最大的優(yōu)點(diǎn)在于它在試驗(yàn)過程中可以同時(shí)采集土體試樣進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)，其缺點(diǎn)是它在人力、物力和財(cái)力上需要較大投入，且其參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)貫入?yún)?shù)N值離散性大。靜力觸探試驗(yàn)在我 國應(yīng)用廣泛，穩(wěn)定性好，簡單經(jīng)濟(jì)，可以獲得土層的連續(xù)信息，很弱的薄層也能被探測出來。這種方法的缺點(diǎn)是它不能像標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)一樣采集到土體試樣進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)。近年來，隨著工程建設(shè)的日益開展，積累了各類原位測試的資料數(shù)據(jù)，例如，標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)作為一種最常規(guī)的方法，資料數(shù)據(jù)豐富，而雙橋靜力觸探試驗(yàn)由于應(yīng)用于打入樁的承載力計(jì)算等方面，也積累了很多原位測試的資料數(shù)據(jù)。但由于沒有及時(shí)對這些資料進(jìn)行系統(tǒng)的整理，很多原位測試數(shù)據(jù)之間并沒有建立相應(yīng)的關(guān)系，使得這些數(shù)據(jù)并沒有充分發(fā)揮作用。因此，探討兩種試驗(yàn)參數(shù)間的相關(guān)關(guān)系，同時(shí)考慮影響液化的多個(gè)因素，建立基于靜力觸探試驗(yàn)進(jìn)行液化評價(jià)的計(jì)算公式，可以為快速、準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)的進(jìn)行液化判別創(chuàng)造條件，具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種基于標(biāo)準(zhǔn)貫入和靜力觸探試驗(yàn)相關(guān)關(guān)系的液化判別方法。本發(fā)明的主要技術(shù)內(nèi)容如下一種基于標(biāo)準(zhǔn)貫入和靜力觸探試驗(yàn)相關(guān)關(guān)系的液化判別方法，包括以下步驟(I)、首先是確定標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)的試驗(yàn)孔和靜力觸探試驗(yàn)的對比孔的選取原則；(2)、定義代表土層,確定對應(yīng)于每一個(gè)代表土層中標(biāo)準(zhǔn)貫入?yún)?shù)N值,確定標(biāo)準(zhǔn)貫入?yún)?shù)N值所對應(yīng)的靜力觸探試驗(yàn)中錐尖阻力q。值和側(cè)摩阻力fs的讀取方法，并且對q。和fs進(jìn)行處理；(3)、將所有讀取的標(biāo)準(zhǔn)貫入?yún)?shù)N值，錐尖阻力q。值和側(cè)摩阻力fs值以及相關(guān)影響因子列表并形成散點(diǎn)圖，所述相關(guān)影響因子包括黏粒含量P。、平均粒徑D5tl、土性參數(shù)
aP ；(4)、應(yīng)用概率論中關(guān)于異常點(diǎn)剔除的理論對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，然后選取三種擬合函數(shù)對散點(diǎn)圖進(jìn)行擬合分析，所述三種擬合函數(shù)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(chǔ)上進(jìn)行公式推導(dǎo)，提出考慮黏粒含量、平均粒徑和土性參數(shù)的N-q。相關(guān)關(guān)系式；(6)、最后根據(jù)N-q。相關(guān)關(guān)系式提出基于靜力觸探試驗(yàn)的地基土液化判別方法。上述步驟(I)中靜力觸探試驗(yàn)對比孔的選取原則是
2a、如果一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)的試驗(yàn)孔的參照孔數(shù)目較多，大于15個(gè)，按照距離試驗(yàn)孔的遠(yuǎn)近，保留距離較近的點(diǎn)15個(gè)；2b、如果一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)的試驗(yàn)孔的參照孔數(shù)目較少，在80米范圍內(nèi)少于5個(gè)，并在20米范圍內(nèi)少于3個(gè)，則舍棄該試驗(yàn) 孔，但有對比孔數(shù)據(jù)除外；2c、控制一個(gè)試驗(yàn)孔的參照孔數(shù)目在5 15個(gè)之間。上述步驟(2)中標(biāo)準(zhǔn)貫入?yún)?shù)N值的處理方法以及代表土層的定義如下為了減少標(biāo)準(zhǔn)貫入?yún)?shù)N值的離散性，當(dāng)同一種土層厚度較大時(shí)，對土層內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行分組，取其平均值作為參照N值，根據(jù)所給數(shù)據(jù)的情況，采用如下的方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行分組；3a、當(dāng)土層厚度d彡2m時(shí)，分一組，在此范圍，只有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)點(diǎn)；3b、當(dāng)土層厚度2m < d < 5m時(shí),分兩組；3c、當(dāng)土層厚度d > 5m時(shí),分三組；根據(jù)上述方法，將土層厚度進(jìn)行劃分，在相應(yīng)范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)點(diǎn)即為一組；對一組內(nèi)的N值取平均值作為參照N值，對標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)點(diǎn)的深度取平均值作為參照N值的對應(yīng)深度；代表土層，將一組內(nèi)最上一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)點(diǎn)的深度向上取O. 5m作為上界，最下一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)點(diǎn)的深度向下取O. 5m作為下界，上下界范圍之間的土層作為參照N值所代表的土層；對于一組內(nèi)只有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)點(diǎn)的情況，則上下各取O. 7m ;如果土層的分界面在此深度范圍內(nèi)，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(cè)摩阻力fs的讀取方法是qe、fs取對應(yīng)參照N值所代表土層范圍內(nèi)的平均值，且其20m深度范圍內(nèi)對應(yīng)的土層應(yīng)為同一類別土層；取標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)點(diǎn)代表土層厚度范圍內(nèi)的靜力觸探試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，成果數(shù)據(jù)為經(jīng)格拉布斯檢驗(yàn)法剔除異常數(shù)據(jù)后的算術(shù)平均值。上述步驟(2)中錐尖阻力q。值和側(cè)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(yīng)的q。、fs
權(quán)利要求
1.一種基于標(biāo)準(zhǔn)貫入和靜力觸探試驗(yàn)相關(guān)關(guān)系的液化判別方法，其特征在于包括以下步驟 (1)、首先是確定標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)孔和靜力觸探試驗(yàn)的對比孔的選取原則； (2)、定義代表土層，確定對應(yīng)于每一個(gè)代表土層中標(biāo)準(zhǔn)貫入?yún)?shù)N值，確定標(biāo)準(zhǔn)貫入?yún)?shù)N值所對應(yīng)的靜力觸探試驗(yàn)中錐尖阻力q。值和側(cè)摩阻力fs的讀取方法，并且對q。和fs進(jìn)行處理； (3)、將所有讀取的標(biāo)準(zhǔn)貫入?yún)?shù)N值，錐尖阻力q。值和側(cè)摩阻力fs值以及相關(guān)影響因子列表并形成散點(diǎn)圖，所述相關(guān)影響因子包括黏粒含量P。、平均粒徑D5tl、土性參數(shù)Cip ; (4)、應(yīng)用概率論中關(guān)于異常點(diǎn)剔除的理論對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，然后選取三種擬合函數(shù)對 散點(diǎn)圖進(jìn)行擬合分析，所述三種擬合函數(shù)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(chǔ)上進(jìn)行公式推導(dǎo)，提出考慮黏粒含量、平均粒徑和土性參數(shù)的N-qc相關(guān)關(guān)系式； (6)、最后根據(jù)Ν-q。相關(guān)關(guān)系式提出基于靜力觸探試驗(yàn)的地基土液化判別方法。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于標(biāo)準(zhǔn)貫入和靜力觸探試驗(yàn)相關(guān)關(guān)系的液化判別方法，其特征在于所述步驟(I)中靜力觸探試驗(yàn)對比孔的選取原則是 2a、如果一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)的試驗(yàn)孔的參照孔數(shù)目較多，大于15個(gè)，按照距離試驗(yàn)孔的遠(yuǎn)近，保留距離較近的點(diǎn)15個(gè)； 2b、如果一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)的試驗(yàn)孔的參照孔數(shù)目較少，在80米范圍內(nèi)少于5個(gè)，并在20米范圍內(nèi)少于3個(gè)，則舍棄該試驗(yàn)孔，但有對比孔數(shù)據(jù)除外； 2c、控制一個(gè)試驗(yàn)孔的參照孔數(shù)目在5 15個(gè)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于標(biāo)準(zhǔn)貫入和靜力觸探試驗(yàn)相關(guān)關(guān)系的液化判別方法，其特征在于所述步驟(2)中標(biāo)準(zhǔn)貫入?yún)?shù)N值的處理方法以及代表土層的定義如下 為了減少標(biāo)準(zhǔn)貫入?yún)?shù)N值的離散性，當(dāng)同一種土層厚度較大時(shí)，對土層內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行分組，取其平均值作為參照N值，根據(jù)所給數(shù)據(jù)的情況，采用如下的方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行分組； 3a、當(dāng)土層厚度d < 2m時(shí)，分一組，在此范圍，只有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)點(diǎn)； 3b、當(dāng)土層厚度2m < d < 5m時(shí),分兩組； 3c、當(dāng)土層厚度d > 5m時(shí),分三組； 根據(jù)上述方法，將土層厚度進(jìn)行劃分，在相應(yīng)范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)點(diǎn)即為一組；對一組內(nèi)的N值取平均值作為參照N值，對標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)點(diǎn)的深度取平均值作為參照N值的對應(yīng)深度； 代表土層，將一組內(nèi)最上一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)點(diǎn)的深度向上取O. 5m作為上界，最下一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)點(diǎn)的深度向下取O. 5m作為下界，上下界范圍之間的土層作為參照N值所代表的土層；對于一組內(nèi)只有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)點(diǎn)的情況，則上下各取O. 7m;如果土層的分界面在此深度范圍內(nèi)，則取土層分界面深度作為代表土層的上下界。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于標(biāo)準(zhǔn)貫入和靜力觸探試驗(yàn)相關(guān)關(guān)系的液化判別方法，其特征在于所述步驟(2)中錐尖阻力q。值和側(cè)摩阻力fs的讀取方法是 qc>fs取對應(yīng)參照N值所代表土層范圍內(nèi)的平均值，且其20m深度范圍內(nèi)對應(yīng)的土層應(yīng)為同一類別土層；取標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)點(diǎn)代表土層厚度范圍內(nèi)的靜力觸探試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，成果數(shù)據(jù)為經(jīng)格拉布斯檢驗(yàn)法剔除異常數(shù)據(jù)后的算術(shù)平均值。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于標(biāo)準(zhǔn)貫入和靜力觸探試驗(yàn)相關(guān)關(guān)系的液化判別方法，其特征在于所述步驟(2)中錐尖阻力q。值和側(cè)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(yīng)的q。、fs
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于標(biāo)準(zhǔn)貫入和靜力觸探試驗(yàn)相關(guān)關(guān)系的液化判別方法，其特征在于所述步驟(5)中Ν-q。相關(guān)關(guān)系式是通過如下方式獲得 選用步驟(4)所述的三種擬合函數(shù)對步驟(3)所獲得的散點(diǎn)圖進(jìn)行擬合分析，同時(shí)考慮了步驟(3)所述的黏粒含量P。、平均粒徑D5tl、土性參數(shù)Cip相關(guān)因子對液化判定的影響；對數(shù)據(jù)進(jìn)行分段并采用線性插值的方法進(jìn)行如下公式推導(dǎo)
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于標(biāo)準(zhǔn)貫入和靜力觸探試驗(yàn)相關(guān)關(guān)系的液化判別方法，其特征在于所述步驟(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(guān)系式N=f(q。)帶入到抗震液化判別公式中，得到新的液化指數(shù)公式
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于標(biāo)準(zhǔn)貫入和靜力觸探試驗(yàn)相關(guān)關(guān)系的液化判別方法，提出了選取標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)孔的靜力觸探試驗(yàn)對比孔的原則及標(biāo)準(zhǔn)貫入?yún)?shù)N值和靜力觸探參數(shù)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(shù)αp三個(gè)影響因素，對N值和qc值數(shù)據(jù)進(jìn)行了擬合，提出了統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的N-qc相關(guān)關(guān)系式，在此基礎(chǔ)上提出了基于靜力觸探試驗(yàn)的地基土液化判別方法。該方法可以相對快速準(zhǔn)確的進(jìn)行地基土的液化判別，與傳統(tǒng)方法相比簡單、經(jīng)濟(jì)、快速，具有較好的工程應(yīng)用價(jià)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(yōu)先權(quán)日2012年8月22日
發(fā)明者趙學(xué)亮, 陳念軍, 黃志宏, 任亞群, 劉欣良, 龔維明, 馬驍, 孫焯, 宋志遠(yuǎn), 劉益平, 王先勇, 賈尚瑞 申請人:江蘇省電力設(shè)計(jì)院, 東南大學(xué)