2013年第9期王建军等：孔压静力触探(CPTU计算软土周结系数及其在港珠澳大桥工程中的应用 -61- 由表4可以看出，CPTU测得的固结系数与室 定的理论意义，还具有较好的工程实际意义：通足 内试验测得的固结系数存在明显差异，这是因为 CPTU孔压静探消散试验获得水平固结系数C,,然 CPTU孔压消散试验整个过程是受水平渗透性质 后通过C,一C回归方程获得垂直固结系数C.,从而 控制，测出的是土的水平固结系数C:而室内固结 对比悠正室内试验得出的固结系数C,进一步提高 式验是+在有圆条件下，受到某一荷载作用的垂 设计参勒的准确性和可性 直向排水与变形的情况，测出的是士的垂直周结 由于本次试验样品数量有限且具 一定地域局 数C,。因为应力的分布、大小，排水路径长度的不 限性，今后在其他地区进 一步积累资料，对上述公式 同，两种方法得到的固结系数肯定会存在一定差 进行验证，并使之得到优化 异，本工程实例中，差异程度为1一2个数量级。这 种差异程度在其他学者研究成果中也有体现，四。 结语 目前 在很多规 中仍以室内结试验测定的 (1)孔压静力触探(CPTU)方法是一种计算 C,值作为设计参数。随着CPTU试验在我国的逐 结系数C快速，经济、可靠的试验方法 步推广应用，以及理论技术上的日益成熟深入，探求 (2)基于太沙基(TerZaghi)理论、应用Tor 水平向固结系数与垂直向周结系数之间的关系则尤 stensson孔穴扩张模型、考虑土的刚度指数L的变 为要】 化效应，确定计算固结系数C的公式C一T 依托港珠澳大桥岛隧项目，笔者获得了大量的 VL/to CPTU消散试验和室内土工试验数据，用以进行C (3)计算得出固结系数①.层C=Q0412cm2/s 与C的对比，通过对C与C讲行一元线性回归分 ③，层C=01371cm2/ 析，建立了C与C的回归方程，见图7和图8 (4)CPTU试验得到的固结系数C,与室内试 得出的固结系数C,具有较好的相关性，可以用回 2 ①.层.C=003130442 公式来表示：C,可以用来修正C,以提高设计参数的 准确性和可靠性。 L 1. 参考文献 [】国军，童立元刘松玉 等 010203040 60708090100 [2]孔隙水压力静力触探新技术[M],中国建筑学会工程 图7①，层G与C,线性相关散点图及回归曲线 册要委品合圆位测试技米开发中，C,编印，1902 0 [3】安岚，孔压静力触探测试土的固结系数机理研究 [D].中国地质大学（式汉）硕士学位论文，2005. ③层：C-0.0753C-0.148 [4]陈仲顺，周茶星，王洪瑾.土力学[M门.北京：清华大学 39 ico tech I 27.1990 [6]LUNNE T.ROBERTSON P K.POWELL J J M. 0.0.1020 300 00500600700800 Cone Penetration Testing in Geotechnical Practice [M7.London Blackie Academic andProfessional and 图8③，层C与C线性相关数点图及回归曲线 Chapman and Hall 1997. [] TORSTENS N B A.Pore Pr Sounding In 统计分析的相关系数r为0962(r取值「一1,11 ment [C ]//Pre 越接近边界，表示拟合程度越高)，表明上述回归 程拟合程度很好。 [8]TORSTENSSON B A.The Pore Pressu e Probe [M] 通过数据统计获得C,一C回归方程除具有 Norway.Pro Gicoteknikkdagen.1977.1-15. C)1994-2019 China Academie Joumal Eleetronie Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.ne 由表４可以看出，ＣＰＴＵ 测得的固结系数与室 内试验 测 得 的 固 结 系 数 存 在 明 显 差 异，这 是 因 为 ＣＰＴＵ 孔压消散试验整个过程是受水平渗透性质 控制，测出的是土的水平固结系数 Ｃｈ；而室内固结 试验是土在有侧限条件下，受到某一荷载作用的垂 直向排水与变形的情况，测出的是土的垂直固结系 数Ｃｖ。因 为 应 力 的 分 布、大 小，排 水 路 径 长 度 的 不 同，两种 方 法 得 到 的 固 结 系 数 肯 定 会 存 在 一 定 差 异［３］，本工程实例中，差异程度为１～２个数量级。这 种差异程度在其他学者研究成果中也有体现［１１，１２］。 目前，在很多规范中仍以室内固结试验测定的 Ｃｖ值作为设 计 参 数。随 着 ＣＰＴＵ 试验在我国的逐 步推广应用，以及理论技术上的日益成熟深入，探求 水平向固结系数与垂直向固结系数之间的关系则尤 为必要［３］。 依托港珠澳大桥岛隧项目，笔者获得了大量的 ＣＰＴＵ 消散试验和室内土工试验数据，用以进行Ｃｈ 与Ｃｖ的对比，通过 对 Ｃｈ与Ｃｖ进 行 一 元 线 性 回 归 分 析，建立了Ｃｈ与Ｃｖ的回归方程，见图７和图８。 图７ ①３层Ｃｈ与Ｃｖ线性相关散点图及回归曲线 图８ ③２层Ｃｈ与Ｃｖ线性相关散点图及回归曲线 统计分析的相关系数ｒ为０．９６２（ｒ取值［－１，１］， 越接近边界，表示拟合程度越高），表明上述回归方 程拟合程度很好。 通过数据统计获得Ｃｈ ～Ｃｖ回归方程除具有 一 定的理论意 义，还 具 有 较 好 的 工 程 实 际 意 义：通 过 ＣＰＴＵ 孔压静探消散试验获得水平固结系数Ｃｈ，然 后通过Ｃｈ～Ｃｖ回归方程获得垂直固结系数Ｃｖ，从而 对比修正室内试验得出的固结系数Ｃｖ，进一步提高 设计参数的准确性和可靠性。 由于本次试验样品数量有限且具有一定地域局 限性，今后在其他地区进一步积累资料，对上述公式 进行验证，并使之得到优化。 ５ 结语 （１）孔压 静 力 触 探（ＣＰＴＵ）方 法 是 一 种 计 算 固 结系数Ｃｈ快速、经济、可靠的试验方法。 （２）基 于 太 沙 基 （ＴｅｒＺａｇｈｉ）理 论、应 用 Ｔｏｒ－ ｓｔｅｎｓｓｏｎ孔穴扩张模型、考虑土的刚度指数Ｉｒ的 变 化效应，确 定 计 算 固 结 系 数 Ｃｈ的 公 式Ｃｈ ＝Ｔ＊ ５０ｒ０ ２ 槡Ｉｒ／ｔ５０。 （３）计算得出固结系数①３层Ｃｈ＝０．０４１２ｃｍ２／ｓ， ③２层Ｃｈ＝０．１３７１ｃｍ２／ｓ。 （４）ＣＰＴＵ 试验得到的固结系数Ｃｈ与室内试验 得出的固结系数Ｃｖ具有较好的相关性，可以用回归 公式来表示；Ｃｈ可以用来修正Ｃｖ以提高设计参数的 准确性和可靠性。 参考文献： ［１］ 蔡国军，童 立 元，刘 松 玉，等 ．孔 压 静 力 触 探（ＣＰＴＵ） 探求高速公路软基固结系数研究［Ｊ］．公 路 交 通 科 技， ２００７，（３）． ［２］ 孔隙水压力静力触探新技术［Ｍ］．中国建筑学会工程 勘察委员会原位测试技术开发中心编印，１９９２． ［３］ 安 岚 ．孔压静力触探测试土的固结系数机 理研究 ［Ｄ］．中国地质大学（武汉）硕士学位论文，２００５． ［４］ 陈仲颐，周景星，王洪瑾 ．土力学［Ｍ］．北京：清华大学 出版社，１９９４． ［５］ Ｍｏｈａｍｍｅｄ Ｇ．Ｋａｒｉｂ ａｎｄ Ａｌａｎ Ｊ．Ｌｕｔｅｎｅｇｇｅｒ． Ｉｎｓｉｔｕｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎｉｎ ｃｌａｙｓ．Ｃａｎ．Ｇｅｏｔｅｃｈ．Ｊ．２７，１９９０． ［６］ ＬＵＮＮＥ Ｔ，ＲＯＢＥＲＴＳＯＮ Ｐ Ｋ，ＰＯＷＥＬＬＪＪ Ｍ． Ｃｏｎｅ Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ Ｔｅｓｔｉｎｇ ｉｎ Ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐｒａｃｔｉｃｅ ［Ｍ］．Ｌｏｎｄｏｎ：ＢｌａｃｋｉｅＡｃａｄｅｍｉｃａｎｄＰｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌａｎｄ ＣｈａｐｍａｎａｎｄＨａｌｌ，１９９７． ［７］ ＴＯＲＳＴＥＮＳＳＯＮ Ｂ Ａ．Ｐｏｒｅ ＰｒｅｓｓｕｒｅＳｏｕｎｄｉｎｇＩｎ－ ｓｔｒｕｍｅｎｔ ［Ｃ］／／Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆｔｈｅ ＡＳＣＥ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ ＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＩｎＯｓｉｔｕ ＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆＳｏｉｌＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ＩＳＭＯＳＰ１Ｒａｌｅｉｇｈ：１９７５：４８－５４． ［８］ ＴＯＲＳＴＥＮＳＳＯＮＢＡ．ＴｈｅＰｏｒｅＰｒｅｓｓｕｒｅＰｒｏｂｅ［Ｍ］． Ｎｏｒｗａｙ：Ｐｒｏ．Ｇｅｏｔｅｋｎｉｋｋｄａｇｅｎ，１９７７ ：１－１５． ２０１３年 第９期 王建军等：孔压静力触探（ＣＰＴＵ）计算软土固结系数及其在港珠澳大桥工程中的应用 — １６ —