专利名称：基于标准贯入和静力触探试验相关关系的液化判别方法
技术领域：
本发明涉及一种基于标准贯入和静力触探试验相关关系的液化判别方法，属于地基土液化判别领域。
背景技术：
目前，标准贯入试验是地基土液化判别领域应用最多、得到标准化的方法，这种方法最大的优点在于它在试验过程中可以同时采集土体试样进行室内试验，其缺点是它在人力、物力和财力上需要较大投入，且其参数标准贯入参数N值离散性大。静力触探试验在我 国应用广泛，稳定性好，简单经济，可以获得土层的连续信息，很弱的薄层也能被探测出来。这种方法的缺点是它不能像标准贯入试验一样采集到土体试样进行室内试验。近年来，随着工程建设的日益开展，积累了各类原位测试的资料数据，例如，标准贯入试验作为一种最常规的方法，资料数据丰富，而双桥静力触探试验由于应用于打入桩的承载力计算等方面，也积累了很多原位测试的资料数据。但由于没有及时对这些资料进行系统的整理，很多原位测试数据之间并没有建立相应的关系，使得这些数据并没有充分发挥作用。因此，探讨两种试验参数间的相关关系，同时考虑影响液化的多个因素，建立基于静力触探试验进行液化评价的计算公式，可以为快速、准确、经济的进行液化判别创造条件，具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提出一种基于标准贯入和静力触探试验相关关系的液化判别方法。本发明的主要技术内容如下一种基于标准贯入和静力触探试验相关关系的液化判别方法，包括以下步骤(I)、首先是确定标准贯入试验的试验孔和静力触探试验的对比孔的选取原则；(2)、定义代表土层,确定对应于每一个代表土层中标准贯入参数N值,确定标准贯入参数N值所对应的静力触探试验中锥尖阻力q。值和侧摩阻力fs的读取方法，并且对q。和fs进行处理；(3)、将所有读取的标准贯入参数N值，锥尖阻力q。值和侧摩阻力fs值以及相关影响因子列表并形成散点图，所述相关影响因子包括黏粒含量P。、平均粒径D5tl、土性参数
aP ；(4)、应用概率论中关于异常点剔除的理论对数据进行处理，然后选取三种拟合函数对散点图进行拟合分析，所述三种拟合函数分别是零截距的线性、非零截距线性、乘幂；(5)、在分段拟合的基础上进行公式推导，提出考虑黏粒含量、平均粒径和土性参数的N-q。相关关系式；(6)、最后根据N-q。相关关系式提出基于静力触探试验的地基土液化判别方法。上述步骤(I)中静力触探试验对比孔的选取原则是
2a、如果一个标准贯入试验的试验孔的参照孔数目较多，大于15个，按照距离试验孔的远近，保留距离较近的点15个；2b、如果一个标准贯入试验的试验孔的参照孔数目较少，在80米范围内少于5个，并在20米范围内少于3个，则舍弃该试验 孔，但有对比孔数据除外；2c、控制一个试验孔的参照孔数目在5 15个之间。上述步骤(2)中标准贯入参数N值的处理方法以及代表土层的定义如下为了减少标准贯入参数N值的离散性，当同一种土层厚度较大时，对土层内的标准贯入试验点进行分组，取其平均值作为参照N值，根据所给数据的情况，采用如下的方法对数据进行分组；3a、当土层厚度d彡2m时，分一组，在此范围，只有一个标准贯入试验点；3b、当土层厚度2m < d < 5m时,分两组；3c、当土层厚度d > 5m时,分三组；根据上述方法，将土层厚度进行划分，在相应范围内的标准贯入试验点即为一组；对一组内的N值取平均值作为参照N值，对标准贯入试验点的深度取平均值作为参照N值的对应深度；代表土层，将一组内最上一个标准贯入试验点的深度向上取O. 5m作为上界，最下一个标准贯入试验点的深度向下取O. 5m作为下界，上下界范围之间的土层作为参照N值所代表的土层；对于一组内只有一个标准贯入试验点的情况，则上下各取O. 7m ;如果土层的分界面在此深度范围内，则取土层分界面深度作为代表土层的上下界。上述步骤(2)中锥尖阻力q。值和侧摩阻力fs的读取方法是qe、fs取对应参照N值所代表土层范围内的平均值，且其20m深度范围内对应的土层应为同一类别土层；取标准贯入试验点代表土层厚度范围内的静力触探试验数据进行统计分析，成果数据为经格拉布斯检验法剔除异常数据后的算术平均值。上述步骤(2)中锥尖阻力q。值和侧摩阻力fs的处理方法是5a、对所读取的q。、fs取平均，作为参照N值对应的q。、fs
权利要求
1.一种基于标准贯入和静力触探试验相关关系的液化判别方法，其特征在于包括以下步骤 (1)、首先是确定标准贯入试验孔和静力触探试验的对比孔的选取原则； (2)、定义代表土层，确定对应于每一个代表土层中标准贯入参数N值，确定标准贯入参数N值所对应的静力触探试验中锥尖阻力q。值和侧摩阻力fs的读取方法，并且对q。和fs进行处理； (3)、将所有读取的标准贯入参数N值，锥尖阻力q。值和侧摩阻力fs值以及相关影响因子列表并形成散点图，所述相关影响因子包括黏粒含量P。、平均粒径D5tl、土性参数Cip ; (4)、应用概率论中关于异常点剔除的理论对数据进行处理，然后选取三种拟合函数对 散点图进行拟合分析，所述三种拟合函数分别是零截距的线性、非零截距线性、乘幂； (5)、在分段拟合的基础上进行公式推导，提出考虑黏粒含量、平均粒径和土性参数的N-qc相关关系式； (6)、最后根据Ν-q。相关关系式提出基于静力触探试验的地基土液化判别方法。
2.根据权利要求I所述的基于标准贯入和静力触探试验相关关系的液化判别方法，其特征在于所述步骤(I)中静力触探试验对比孔的选取原则是 2a、如果一个标准贯入试验的试验孔的参照孔数目较多，大于15个，按照距离试验孔的远近，保留距离较近的点15个； 2b、如果一个标准贯入试验的试验孔的参照孔数目较少，在80米范围内少于5个，并在20米范围内少于3个，则舍弃该试验孔，但有对比孔数据除外； 2c、控制一个试验孔的参照孔数目在5 15个之间。
3.根据权利要求I所述的基于标准贯入和静力触探试验相关关系的液化判别方法，其特征在于所述步骤(2)中标准贯入参数N值的处理方法以及代表土层的定义如下 为了减少标准贯入参数N值的离散性，当同一种土层厚度较大时，对土层内的标准贯入试验点进行分组，取其平均值作为参照N值，根据所给数据的情况，采用如下的方法对数据进行分组； 3a、当土层厚度d < 2m时，分一组，在此范围，只有一个标准贯入试验点； 3b、当土层厚度2m < d < 5m时,分两组； 3c、当土层厚度d > 5m时,分三组； 根据上述方法，将土层厚度进行划分，在相应范围内的标准贯入试验点即为一组；对一组内的N值取平均值作为参照N值，对标准贯入试验点的深度取平均值作为参照N值的对应深度； 代表土层，将一组内最上一个标准贯入试验点的深度向上取O. 5m作为上界，最下一个标准贯入试验点的深度向下取O. 5m作为下界，上下界范围之间的土层作为参照N值所代表的土层；对于一组内只有一个标准贯入试验点的情况，则上下各取O. 7m;如果土层的分界面在此深度范围内，则取土层分界面深度作为代表土层的上下界。
4.根据权利要求I所述的基于标准贯入和静力触探试验相关关系的液化判别方法，其特征在于所述步骤(2)中锥尖阻力q。值和侧摩阻力fs的读取方法是 qc>fs取对应参照N值所代表土层范围内的平均值，且其20m深度范围内对应的土层应为同一类别土层；取标准贯入试验点代表土层厚度范围内的静力触探试验数据进行统计分析，成果数据为经格拉布斯检验法剔除异常数据后的算术平均值。
5.根据权利要求I所述的基于标准贯入和静力触探试验相关关系的液化判别方法，其特征在于所述步骤(2)中锥尖阻力q。值和侧摩阻力fs的处理方法是 5a、对所读取的q。、fs取平均，作为参照N值对应的q。、fs
6.根据权利要求I所述的基于标准贯入和静力触探试验相关关系的液化判别方法，其特征在于所述步骤(5)中Ν-q。相关关系式是通过如下方式获得 选用步骤(4)所述的三种拟合函数对步骤(3)所获得的散点图进行拟合分析，同时考虑了步骤(3)所述的黏粒含量P。、平均粒径D5tl、土性参数Cip相关因子对液化判定的影响；对数据进行分段并采用线性插值的方法进行如下公式推导
7.根据权利要求I所述的基于标准贯入和静力触探试验相关关系的液化判别方法，其特征在于所述步骤(6)中的地基土液化判别方法是通过如下方式判定 将步骤(5)中的将N-q。关系式N=f(q。)带入到抗震液化判别公式中，得到新的液化指数公式
全文摘要
本发明涉及一种基于标准贯入和静力触探试验相关关系的液化判别方法，提出了选取标准贯入试验孔的静力触探试验对比孔的原则及标准贯入参数N值和静力触探参数锥尖阻力qc值的读取方法；考虑黏粒含量ρc、平均粒径D50、土性参数αp三个影响因素，对N值和qc值数据进行了拟合，提出了统计学意义上的N-qc相关关系式，在此基础上提出了基于静力触探试验的地基土液化判别方法。该方法可以相对快速准确的进行地基土的液化判别，与传统方法相比简单、经济、快速，具有较好的工程应用价值。
文档编号E02D1/00GK102864766SQ20121030067
公开日2013年1月9日 申请日期2012年8月22日 优先权日2012年8月22日
发明者赵学亮, 陈念军, 黄志宏, 任亚群, 刘欣良, 龚维明, 马骁, 孙焯, 宋志远, 刘益平, 王先勇, 贾尚瑞 申请人:江苏省电力设计院, 东南大学