使用 CPT 校准室数据评估状态参数解释方法

文摘   2024-12-02 11:50   安徽  
摘要:静力触探测试(CPT)广泛用于确定土壤的原位状态参数,因为它提供了连续数据和良好的重复性,且成本相对较低。从CPT准确解释状态参数是评估颗粒土壤强度(包括评估尾矿储存设施等重要结构中的液化敏感性)的基础。实践中使用了几种解释方法。它们在锥尖阻力上使用两种不同的上覆应力归一化方案。这些方法在区分土壤时使用的信息量有所不同。本文通过将这些方法应用于广泛的校准室测试数据库来评估它们。然后,将每种方法解释的状态参数与实验室数据确定的状态参数进行比较。数据库包括制造砂、天然砂和清洁砂尾矿。选择土壤时,确保文献中同时有校准室测试和三轴压缩数据。此评估作为在工程项目中应用这些方法的最低要求,特别是处理富含细粒尾矿等具有挑战性的土壤时。研究表明,考虑土壤属性和原位水平应力的方法比不考虑的方法表现更好。

1. 引言 (Introduction)

- 背景:文章讨论了锥形渗透测试(CPT)在确定土壤原位状态参数方面的重要性,特别是在评估颗粒土壤(如尾矿储存设施)的液化潜力时。

- 研究目的:旨在评估不同CPT解释方法的准确性,通过将其应用于校准室测试数据库,并将解释结果与实验室数据进行比较。

2. 背景 (Background)

- CPTu数据:介绍了CPTu的基本数据类型,包括尖端阻力、套管摩擦和孔隙水压力,并讨论了这些数据如何用于解释土壤状态参数。

- 覆盖压力标准化:探讨了不同解释方法中对覆盖压力标准化的影响,以及如何通过总和有效垂直应力对尖端阻力进行标准化。

3. 状态参数解释方法 (State parameter interpretation from CPT)

- 解释方法:详细介绍了几种从CPT数据中解释状态参数的方法,包括Been等人(1986年)、Plewes等人(1992年)、Shuttle和Jefferies(1998年)以及Ghafghazi和Shuttle(2008年)的方法。

- 方法比较:比较了这些方法在理论上的差异,包括它们对土壤属性信息的需求和分析过程。

4. 校准室数据库 (Calibration chamber database)

- 数据库描述:描述了校准室测试的重要性,以及如何使用这些测试来关联CPT尖端阻力与土壤密度。

- 土壤样本:总结了九种不同沙子的校准室测试和三轴压缩测试的数据,包括它们的指数属性和临界状态参数。

5. 结果 (Results)

- 方法性能:展示了不同解释方法在预测校准室测试中测量的状态参数方面的表现,并比较了这些方法的准确性和可靠性。

- 数据比较:通过比较每种方法预测的状态参数与实际测量值,评估了这些方法的有效性。

6. 讨论 (Discussion)

- 方法性能分析:深入分析了不同解释方法的性能,特别是它们在不同土壤类型上的表现。

- Robertson方法局限性:讨论了Robertson(2010年)方法的局限性,以及为什么需要考虑更多的土壤属性来进行更准确的解释。

7. 总结和结论 (Summary and conclusions)

- 方法推荐:总结了研究发现,强调了Been等人(1986年)、Plewes等人(1992年)和Ghafghazi和Shuttle(2008年)方法的有效性。

- 实践建议:建议在处理与数据库中土壤类型明显不同的土壤时,需要进行额外的土壤属性测试和计算分析,以提高CPT解释的准确性。

参考文献

Liu, W., & Ghafghazi, M. (2024). Evaluation of state parameter interpretation methods using CPT calibration chamber data. Geotechnical Research, 11(4), 226–242. https://doi.org/10.1680/jgere.23.00072

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