基于标准贯入和静力触探试验相关关系的液化判别方法

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q_c值的读取方法；考虑黏粒含量ρ_c、平均粒径D₅₀、土性参数α_p三个影响因素，对N值和q_c值数据进行了拟合，提出了统计学意义上的N-q_c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。

主权项

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_c值和侧摩阻力f_s的读取方法，并且对q_c和f_s进行处理；(3)、将所有读取的标准贯入参数N值，锥尖阻力q_c值和侧摩阻力f_s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ρ_c、平均粒径D₅₀、土性参数α_p；(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_c相关关系式；所述步骤(5)中N‑q_c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ρ_c、平均粒径D₅₀、土性参数α_p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：$\frac{{\rho }_c-3}{15-3}=\frac{n_1-2.24}{2.94-2.24}\Rightarrow n_1=\frac{0.7}{12}({\rho }_c-3)+2.24$上式中ρ_c≤3时取3，ρ_c≥15时取15；$\frac{D_{50}-0.03}{0.10-0.03}=\frac{n_2-2.76}{2.03-2.76}\Rightarrow n_2=\frac{-0.73}{0.07}(D_{50}-0.03)+2.76$上式中D₅₀≤0.03时取0.03，D₅₀≥0.10时取0.10；两个公式中n₁、n₂、n₃分别表示黏粒含量ρ_c、平均粒径D₅₀、土性参数α_p的拟合相关因子；关于n₃，只分析粉土、粉砂两类土，没有线性插值，直接给出了两个相关因子取值；$n_3=(1-{\alpha }_p)*a_1+{\alpha }_p*a_2=(1-{\alpha }_p)*2.44+{\alpha }_p*2.13\Rightarrow n_3=2.44-0.31{\alpha }_p$上式中a₁是粉土拟合后的相关因子，a₂是粉砂拟合后的相关因子，粉土：α_p＝0，粉砂：α_p＝1，α_p是与静力触探试验摩阻比有关的土性参数；将上述三式相加后求平均：$n=\frac{1}{3}(n_1+n_2+n_3)=\frac{1}{3}[0.05({\rho }_c-3)+2.24-10.428(D_{50}-0.03)+2.76+2.44-0.31{\alpha }_p]$整理可得：N＝n*q_c＝f(ρ_c,D₅₀,t)q_c＝(0.02ρ_c‑3.48D₅₀‑0.1α_p+2.53)*q_c上式中ρ_c≤3时取3，ρ_c≥15时取15；D₅₀≤0.03时取0.03，D₅₀≥0.10时取0.10；粉砂α_p＝1，粉土α_p＝0；(6)、最后根据N‑q_c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。