王耀 王輝

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

運(yùn)用靜力觸探與標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)，對(duì)軟土路基中砂土夾層進(jìn)行了液化判別，并對(duì)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(jì)個(gè)數(shù)少時(shí)，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(dòng)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(dān)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(yán)重危及擬建公路的運(yùn)營(yíng)。故路基液化問(wèn)題將是道路工程中的一個(gè)重要研究課題。

目前國(guó)內(nèi)對(duì)于路基砂土液化判別一般均采用標(biāo)準(zhǔn)貫入法。面波判別法、靜力觸探判別法在實(shí)際工程中進(jìn)行砂土液化判別應(yīng)用較少。

軟土段落中時(shí)常分布有砂土夾層，多采用靜力觸探進(jìn)行路基勘察，鉆孔布置較少。因此，采用鉆孔進(jìn)行軟土段落中的砂土夾層進(jìn)行液化判別存在一定的差異性，為此考慮運(yùn)用靜力觸探進(jìn)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(jì)規(guī)范》及《公路工程地質(zhì)勘查規(guī)范》中均采用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)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(cè)試規(guī)程》中介紹了靜力觸探進(jìn)行砂土液化判別的測(cè)試方法，提出了在地震動(dòng)峰值加速度為0.1g的地區(qū)，計(jì)算深度取值為地面下15 m內(nèi);地震動(dòng)峰值加速度為0.2g或0.4g的地區(qū)，計(jì)算深度取值為地面下20 m以?xún)?nèi)，在此范圍內(nèi)運(yùn)用靜力觸探進(jìn)行砂土液化判別較為理想。目前，靜力觸探進(jìn)行砂土液化判別多是以地震現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)資料為基礎(chǔ)進(jìn)行模型建立的經(jīng)驗(yàn)公式，并給出了在不同地震烈度條件下，場(chǎng)地飽和粉土、砂土液化判斷所對(duì)應(yīng)的雙橋靜力觸探液化臨界錐尖阻力qccr的計(jì)算方法。

計(jì)算公式中考慮粘粒含量對(duì)液化的影響時(shí)，其判別表達(dá)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(jì)基準(zhǔn)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(dāng)實(shí)測(cè)錐尖阻力小于靜力觸探錐尖阻力臨界值qccr時(shí)，應(yīng)判為液化土;否則判定為非液化土。

2 工程運(yùn)用中的分析對(duì)比

本次運(yùn)用國(guó)道 G104五河淮河特大橋及接線工程 K15+ 427～K17+327段軟土進(jìn)行對(duì)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(duì)比試驗(yàn)孔分為靜力觸探孔和鉆孔，均采用統(tǒng)計(jì)學(xué)原理對(duì)同一軟土層中同一粉土夾層進(jìn)行砂土液化判別。

具體試驗(yàn)結(jié)果與相關(guān)分析見(jiàn)表1。

表1 靜力觸探與標(biāo)貫試驗(yàn)液化判別對(duì)比表 個(gè)

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

3 結(jié)語(yǔ)

1)在路基勘探時(shí)，若鉆孔數(shù)量過(guò)少可運(yùn)用靜力觸探的結(jié)果進(jìn)行強(qiáng)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(zhǔn)確性較好，但定量分析的準(zhǔn)確性相對(duì)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(jì)個(gè)數(shù)，從數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)中消除發(fā)大的離散性。

［1］蔡國(guó)軍，劉松玉，童立元，等.基于靜力觸探測(cè)試的國(guó)內(nèi)外砂土液化判別方法［J］.巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，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(yàn)研究［J］.巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2013，32(1):51-53.

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

［4］GB 50011—2010，建筑抗震設(shè)計(jì)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(jí)工程師