[发明专利]一种砂砾土力学性能评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种砂砾土力学性能评价方法。

背景技术

砂砾土指含有碎石、砾、砂、粉粒、粘粒等组成的宽级配土，是自然界典型土壤类别之一，在全球范围内广泛分布，也是国内外土木与水利工程中常见的土类，目前国内外土石坝大多采用砾石作为垫层，人工填海、高速公路、铁路等工程建设中人工砂砾料应用也日益广泛，获取砂砾土在动力和静力条件下的性能和表现是岩土工程上必须回答的问题，对保障各种基础设施和各类工程的安全具有重要意义。

砂砾土模量、密实度、承载力、液化判别等力学性能评价是工程上十分关注的问题。目前国内外主要采用两类方式评价：一类是以现场取样后进行室内大粒径三轴试验方式，由于砂砾土颗粒较大，几乎没有粘聚力，很难在现场取到高质量的原状土样，而且取回之后应力条件改变，大粒径三轴试验试验结果与实际相差甚大，可靠性存在疑问，况且造价非常之高，工程上难以推广使用。另一种方式是采用现场实测技术，而采用现场实测技术评价土体力学性能是发展趋势。就其他土类(例如砂土和粘土)，国际上普遍采用现场标准贯入试验评价地基和土体性能，已经形成了一种通用技术。与此相比，国内外砂砾土性能现场测试方法总体上很少，且很不一致，也不具备通用性。在北美地区，采用贝克贯入试验进行砂砾土现场测试，它是依靠柴油桩锤(长约4.5m，重2.5吨)的能量将一长约3m的大直径的套管(小管外径168mm，大管外径228mm)打入地层之中，记录每贯入30cm的锤击数，需要大型货车进行运输，现场还需要大型吊车进行装卸和测试，一次试验耗费约数万美元，试验设备笨重，造价昂贵。

我国采用超重型动力触探试验进行砂砾土现场测试，这一技术具有明显优势：设备及操作方法简单，且坚固耐用，快速、经济，使用方便，最主要的一点是能连续测试，不容易错过薄的夹层。该测试技术在我国已有40余年的应用历史，积累了丰富的经验，也形成了一套独立的砂砾土性能指标评价体系，具有良好的推广应用前景，由于各国所使用的重锤和落距标准不同，缺少关键的转换技术，这一技术目前无法被国外使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种砂砾土力学性能评价方法，以解决砂砾土力学性能评价国际通用性的问题。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：本发明所述一种砂砾土力学性能评价方法的具体过程为：

步骤A、超重型动力触探锤击数的修正过程：

步骤A1、选择典型砂砾土场地，采用超重型动力触探标准探头、120kg标准重锤进行超重型动力触探试验，测试重锤传递给钻杆的能量，计算传递的能量与理论总能量之比，共获得1200个基础数据；

步骤A2、对1200个数据进行统计得出，常规操作规程下超重型动力触探的120kg重锤传递的能量比，平均值为90％，标准差为7.8％；

步骤A3、采用超重型动力触探标准探头，其他不同重量、落距重锤得到的动力触探击数，按下式进行修正：

Nm-120=ETR90N120---(6)]]>

式中，N_m-120为经能量修正后的每贯入30cm的锤击数，即经能量修正后的动力触探击数；ETR为重锤传递能力比(％)，理论总能量按1.2kN.m计算；N₁₂₀为采用超重型动力触探标准探头现场实测每贯入30cm的锤击数，即实测动探击数；

步骤B、利用经能量修正后的动力触探击数N_m-120进行砂砾土液化判别，具体过程为：

步骤B1、选取多个典型液化和非液化场地进行钻孔取样、超重型动力触探测试；

步骤B2、将实测动探击数N₁₂₀进行能量及有效应力修正：