靜力觸探在路基砂土液化判別中的應(yīng)用探討

王耀 王輝

(安徽省交通規(guī)劃設(shè)計總院股份有限公司，安徽合肥 230088)

靜力觸探在路基砂土液化判別中的應(yīng)用探討

王耀 王輝

(安徽省交通規(guī)劃設(shè)計總院股份有限公司，安徽合肥 230088)

運用靜力觸探與標準貫入試驗，對軟土路基中砂土夾層進行了液化判別，并對比分析了兩種砂土液化的判別數(shù)據(jù)，指出靜力觸探作為定性分析可靠性較高，定量分析在統(tǒng)計個數(shù)少時，誤差較大。

路基，砂土液化，靜力觸探，臨界值

0 引言

飽水的疏松砂土或粉土在地震或動載作用下導(dǎo)致孔隙水壓力逐漸上升，部分或完全抵消土骨架承擔的有效應(yīng)力，導(dǎo)致土體結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，砂土或粉土從固態(tài)轉(zhuǎn)變成液態(tài)，從而發(fā)生液化。這種現(xiàn)象致使路基失穩(wěn)，將嚴重危及擬建公路的運營。故路基液化問題將是道路工程中的一個重要研究課題。

目前國內(nèi)對于路基砂土液化判別一般均采用標準貫入法。面波判別法、靜力觸探判別法在實際工程中進行砂土液化判別應(yīng)用較少。

軟土段落中時常分布有砂土夾層，多采用靜力觸探進行路基勘察，鉆孔布置較少。因此，采用鉆孔進行軟土段落中的砂土夾層進行液化判別存在一定的差異性，為此考慮運用靜力觸探進行砂土液化判別。

1 靜力觸探判別原理

目前《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》及《公路工程地質(zhì)勘查規(guī)范》中均采用標準貫入試驗判別方法判別地面下15 m深度范圍內(nèi)的砂土液化。為此作者查閱資料，《鐵路工程地質(zhì)原位測試規(guī)程》中介紹了靜力觸探進行砂土液化判別的測試方法，提出了在地震動峰值加速度為0.1g的地區(qū)，計算深度取值為地面下15 m內(nèi);地震動峰值加速度為0.2g或0.4g的地區(qū)，計算深度取值為地面下20 m以內(nèi)，在此范圍內(nèi)運用靜力觸探進行砂土液化判別較為理想。目前，靜力觸探進行砂土液化判別多是以地震現(xiàn)場實測資料為基礎(chǔ)進行模型建立的經(jīng)驗公式，并給出了在不同地震烈度條件下，場地飽和粉土、砂土液化判斷所對應(yīng)的雙橋靜力觸探液化臨界錐尖阻力qccr的計算方法。

計算公式中考慮粘粒含量對液化的影響時，其判別表達式如下所示:

式中:qccr——飽和砂土靜力觸探錐尖阻力臨界值，MPa;

du——扣除淤泥和淤泥質(zhì)層厚后的上覆非液化土層的厚度，m;

dw——地下水位深度，m;按設(shè)計基準期內(nèi)年平均最高水位采用，也可按近期年最高水位采用;

aw——地下水位埋深dw的修正系數(shù)，aw=1－0.065(dw－2);

au——上覆非液化土層厚度 du的修正系數(shù)，au=1－0.050(du－2);

ap——與靜力觸探摩擦比有關(guān)的土性修正系數(shù)。

當實測錐尖阻力小于靜力觸探錐尖阻力臨界值qccr時，應(yīng)判為液化土;否則判定為非液化土。

2 工程運用中的分析對比

本次運用國道 G104五河淮河特大橋及接線工程 K15+ 427～K17+327段軟土進行對比分析，該軟土段落位于安徽省蚌埠市五河縣雙忠廟鎮(zhèn)張灘村境內(nèi)。該軟土段落主要由粉土組成，局部夾砂土薄層;地貌單元為河漫灘，地震加速度為0.10g，地下水位埋深在1.50 m～4.80 m之間。對比試驗孔分為靜力觸探孔和鉆孔，均采用統(tǒng)計學(xué)原理對同一軟土層中同一粉土夾層進行砂土液化判別。

具體試驗結(jié)果與相關(guān)分析見表1。

表1 靜力觸探與標貫試驗液化判別對比表 個

從表1中數(shù)據(jù)分析可知:靜力觸探進行砂土液化判別時，可作為一種大致的趨勢分析判定方法;通過數(shù)理統(tǒng)計的方法發(fā)現(xiàn)，在液化判別中定性判斷的準確率為85.29%，定量分析的準確率為61.7%，定量分析的誤差較大，達到38.3%。

3 結(jié)語

1)在路基勘探時，若鉆孔數(shù)量過少可運用靜力觸探的結(jié)果進行強震區(qū)的砂土液化判別。

2)靜力觸探在砂土液化判別中定性分析的準確性較好，但定量分析的準確性相對較低。

3)為了提高靜力觸探砂土液化定量分析，應(yīng)增加統(tǒng)計個數(shù)，從數(shù)理統(tǒng)計學(xué)中消除發(fā)大的離散性。

［1］蔡國軍，劉松玉，童立元，等.基于靜力觸探測試的國內(nèi)外砂土液化判別方法［J］.巖石力學(xué)與工程學(xué)報，2008，27(5): 99-100.

［2］童立元，涂啟柱，劉松玉，等.基于多功能地震波孔壓力靜力觸探的唐山地區(qū)砂土液化特性再調(diào)查試驗研究［J］.巖石力學(xué)與工程學(xué)報，2013，32(1):51-53.

［3］GB 50007—2011，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范［S］.

［4］GB 50011—2010，建筑抗震設(shè)計規(guī)范［S］.

［5］GB 50021—2001，巖土工程勘察規(guī)范［S］.

The application discussion on CPT in sub-grade liquefaction discrimination

Wang Yao Wang Hui
(Anhui Transport Consulting＆Design Institute Co.，Ltd，Hefei 230088，China)

This paper made liquefaction discrimination to sandy soil interlayer using CPT and standard penetration test，compared and analyzed the discrimination data of two kinds of sandy soil liquefaction，pointed out that the CPT had higher reliability as qualitative analysis，the quantitative analysis had larger error in fewer statistical.

sub-grade，sand liquefaction，CPT，critical value

U441.4

:A

1009-6825(2016)36-0098-02

2016-10-20

王 耀(1983-)，男，工程師; 王 輝(1974-)，男，高級工程師