粘性土中单桥静力触探的应用研究

徐为海　朱斌

【摘要】本文通过对镇江市近30年的勘察资料进行整理，对大量的单桥静力触探数据和土工试验数据进行对比分析，总结出粘性土层中单桥静探的比贯入阻力與土的主要物理、力学指标的关系，并统计得出数学方程。

【关键词】单桥静力触探 比贯入阻力 液性指数 压缩模量 内粘聚力

1.前言

静力触探（本文涉及的为探头截面积为10cm2的单桥静力触探）是指利用压力装置将有触探头的触探杆连续压入试验土层，通过量测系统测定土层的贯入阻力。由于贯入阻力与土层的性质有关，通过贯入阻力的变化情况，可以达到了解土层性质的目的。

由于静力触探是在场地土层完全没有扰动的情况下进行的，故所得数据能准确、连续的反应土层全深度的物理力学性质。而机械钻孔在取样，土样运输，直至室内土工试验完成，人为影响因素较多，土工试验数据往往与实际土层的特性有所出入。

2.研究方法

通过搜集镇江市近30年的勘察资料，从中筛选出460组（本文略）数据，每组数据均含有某层粘性土的比贯入阻力、压缩模量、内粘聚力和液性指数。通过建立数据间的相关性，确定比贯入阻力与其它指标之间的数学模型，拟合出比贯入阻力与其它指标间最优的数学方程。

主要方法为，以比贯入阻力Ps为X轴，分别以压缩模量Es、内粘聚力Cu和液性指数Il 为Y轴，绘制各自关系的散点图，并尝试线性及非线性回归分析得到最优的拟合曲线及回归方程。

3.相关参数间的经验方程

考虑到软粘土取样较困难，易扰动，且镇江地区的硬粘土层中含有较多大块的铁锰质结核及其它包含物，该两类土的室内试验结果不能严格的反应相应土层的实际特性，为提高研究成果的准确程度，故本文仅在0.5 MPa≤Ps≤5.0MPa范围内进行分析研究。

从散点图1可见压缩模量Es随比贯入阻力Ps的增加而增大，并在一定的值后趋于平衡，二者之间呈二次曲线关系，通过分析计算，拟合出回归方程如下：

虽然已有研究成果表明，在利用静探资料估算变形参数时，由于比贯入阻力与变形参数间没有直接的机理关系，可能可靠性略差，但从本次的研究结果来看，在镇江地区该两者属于仍高度线性相关。

此外，在数据分析过程中笔者还发现，若拟合更高次的方程，其相关系数仍有些许增加，但考虑方程的实用性，为使其在计算时较为方便，本次选用最高为两次的方程。

4.应用验证

为了检验上述三个方程的合理性及准确性，笔者选择数个新近实施的勘察项目对其进行了验证。将新近实施的工程的静探数据带入上述三个方程，用计算所得的指标与实际土工试验成果进行对比，经计算可见其误差均不超过10%。因此，该3个方程符合实际，能在镇江地区粘性土层中进行运用。

5.结语

本文通过搜集大量数据，统计得出Ps～Es，Ps～Cu，Ps～Il之间的数学方程，并在生产实践中进行了验证。该类方程的建立可将现场静探试验数据与室内土工试验成果有机的结合起来，有利于工程技术人员提供更加合理的参数，也利于提高单桥静力触探在镇江地区的应用效率。

但是，由于镇江地区粘性土层的不均匀性，土层特性的多变性等原因，上述数学方程仍有很大的改进、完善空间。

参考文献

[1]岩土工程勘察规范

[2]工程地质手册（第三版）