CN102286967A - 用可变能量动力触探仪判定浅层砂土液化的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种勘探方法，特别是一种用可变能量动力触探仪判定浅层砂土液化的方法，该方法是用可变能量动力触探仪对需要判定浅层砂土液化的位置进行勘探；将所得数据利用公式q_d＝(0.185～0.187)N+(0.68～0.7)进行计算；其中：q_d为可变能量动力触探试验锥头动贯入阻力，单位：mPa，N为：标准贯入试验击数；比较；当试验值q_d＜临界值Q_cr时，即可判定为液化；Q_cr为贯入阻力临界值Q_cr。本发明是把标准贯入锤击数基准值N₀和标准贯入锤击数临界值N_cr转化为动贯入阻力，这样就可以用可变能量动力触探试验来判定液化。该方法具有携带、使用方便，省时省力、经济快捷的特点。

Description

用可变能量动力触探仪判定浅层砂土液化的方法

技术领域

本发明涉及一种勘探方法，特别是一种用可变能量动力触探仪判定浅层砂土液化的方法。

背景技术

在黄河冲积平原地下水位较高、地震烈度高、普遍存在砂土和粉土。我国其它地区也有许多类似的地质条件，这些地区工程勘察中普遍需要进行液化判别。我国目前通用的液化判别方法是采用的是标准贯入试验方法。这种方法是在机械钻探的过程中使用卷扬机吊起标准贯入试验装置，在预定的各个试验深度进行锤击试验。现行《建筑抗震设计规范GB 50011-2001》规定对15m范围内的砂土进行液化判别时，当饱和土标准贯入锤击数(未经杆长修正)小于液化判别标准贯入锤击数临界值时，判定为液化土。

目前判定浅层砂土液化的过程中均要使用钻机，但在实际工作中，尤其是输电线路和输气工程的勘察中，往往塔位和输气管路的基础位于农田、沙漠或沼泽地中，不具备进行标准贯入试验的场地条件。钻探机械到达塔位现场需要修路、赔偿，而且输电、输气线路工程线长、点多且分散，每一个点都要修路、赔偿，即耽误工期也很不经济。

可变能量动力触探仪它是圆锥动力触探试验的一种，它与传统圆锥动力触探试验的区别在于，将固定能量的重锤击打变为可变能量的击打，将传统的每贯入0.3m的击数，变为用自动化的电子仪器记录每一次击打所得到的动贯入阻力。它的工作原理是用一个有一定质量的标准重锤锤击探杆顶部的活塞，通过钻杆将锥形探头压入土内。对于每次锤击，根据活塞内部传感器测得的冲击速度，电子记录器计算出贯入的能量，同时，卷带盒内另一个记录器记录到锥形探头贯入的深度。根据这两个数据，运用传统的荷兰公式便可立即计算出探头的动力阻力q_d。所有这些数据均被储存在记录器内并可以在完成试验之后，被传输到计算机上，然后使用相应的软件进行编辑处理。该触探仪目前主要用于测试道路路基土、各种地下管线沟槽回填土、建筑物基础底部、土堤或土坝等的密实度。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种携带、使用方便，省时省力、经济快捷的利用可变能量动力触探仪判定浅层砂土液化的方法。

本发明的技术方案是：用可变能量动力触探仪判定浅层砂土液化的方法，其步骤为：

1)用可变能量动力触探仪对需要判定位置的浅层砂土液化进行测试；

2)利用公式 $Q_{\mathrm{cr}}=Q_0[0.9+0.1(d_s-d_w)]\sqrt{\frac{3}{{\mathrm{\ρ}}_c}}$ 进行计算；其中：

Q_cr为可变能量动力触探试验锥头动贯入阻力液化判定临界值，单位：mPa，Q₀为可变能量动力触探试验锥头动贯入阻力液化判定基准值；

3)比较；当试验值q_d＜临界值Q_cr时，即可判定为液化。

上述方法的判定深度≤8m。

本发明的指导思想是：把标准贯入锤击数基准值N₀和标准贯入锤击数临界值N_cr转化为动贯入阻力，这样就可以用可变能量动力触探试验来判定液化。也就是在相同实验条件下，可以认为标准贯入试验贯入0.3m的击数所代表的贯入能量，等效于采用可变能量动力触探仪贯入相同深度的动贯入阻力平均值。

由于目前的标准贯入试验方法中所使用的标准贯入器的形状为中空的管靴状，而可变能量动力触探仪的探头不论是直径还是侧面积均小于中空的管靴状标准贯入器，为此本发明在不同土质的同一个地点、同一个深度、同一时间，分别采用标准贯入试验和可变能量动力触探仪进行了大量的对比试验，找出了利用可变能量动力触探仪与标准贯入试验的线性回归方程关系，这样就可利用可变能量动力触探仪进行浅层砂土液化的判定。该方法具有携带、使用方便，省时省力、经济快捷的特点。解决了目前钻探机械判定浅层砂土液化的缺陷。

具体实施方式

利用标准贯入试验和可变能量动力触探仪在不同地质的同一时间、同一个地点、同一个深度进行试验，试验数据如下：

通过上述实验数据，发现在砂土和粉土地层中，可变能量动力触探试验与标准贯入试验符合的线性回归方程关系：

q_d＝0.1863N+0.697

优化后得出：q_d＝(0.185～0.187)N+(0.68～0.7)    (1)

由(1)式可以计算液化判定动贯入阻力基准值Q。

套入《建筑抗震设计规范GB 50011-2001》公式(4.3.4-1)即可得出液化判别动贯入阻力临界值Q_cr。

$Q_{\mathrm{cr}}=Q_0[0.9+0.1(d_s-d_w)]\sqrt{\frac{3}{{\mathrm{\ρ}}_c}},(d_s\≤8)$

当试验值q_d＜临界值Q_cr时，即可判定为液化。

上述利用标准贯入试验和可变能量动力触探仪在不同地质的同一时间、同一个地点、同一个深度进行试验的数据，只是具有代表形的地质状况下的数据，其他状况下的大量的数据在此就不详细罗列。通过大量的实验数据，最终得出：可变能量动力触探试验与标准贯入试验符合的线性回归方程关系为：q_d＝(0.185～0.187)N+(0.68～0.7)。

Claims (2)

1.用可变能量动力触探仪判定浅层砂土液化的方法，其步骤为：

1)用可变能量动力触探仪对需要判定位置的浅层砂土液化进行测试；

2)利用公式 $Q_{\mathrm{cr}}=Q_0[0.9+0.1(d_s-d_w)]\sqrt{\frac{3}{{\mathrm{\ρ}}_c}}$ 进行计算；其中：

Q_cr为可变能量动力触探试验锥头动贯入阻力液化判定临界值，单位：mPa，Q₀为可变能量动力触探试验锥头动贯入阻力液化判定基准值；

3)比较；当试验值q_d＜临界值Q_cr时，即可判定为液化；

2.根据权利要求1所述的用可变能量动力触探仪判定浅层砂土液化的方法，其特征在于上述方法的判定深度≤8m。