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TB10018-2018《铁路工程地质原位测试规程》说明图10.4.5一1有效应力铲消试验人时刻与 消散50%时刻水平有效应力拟合分析图
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由于有效应力铲测试的总应力是沿铲面分布应力的平均值， 而测得的孔隙水压力是铲面中心点的值，定性上说，与平均孔压值 相比，停止贯入的初始阶段，该孔压为最小值，直接采用贯人值计 算的有效应力理论上数值偏大。随着消散时间的延续，总应力衰 减主要是铲面周围土体超孔压消散，且受应力水平影响周围土体 孔压消散要快于中心点，即后期中心点的孔压将高于平均孔压，两 者不同步导致消散后期测试的孔压偏大，因此采用消散值计算的 有效应力又偏小。同时，固结度达50%时即ts时刻后，土体开始 产生固结，使得有效应力出现增长现象。为了修正有效应力值，结 合有效应力铲对比试验数据，依据不同求解方法即贯人值法、消散 tso时刻及消散稳定值(即完全消散t1o时刻)测得的有效应力，进行 回归分析，如说明图10.4.5—1～说明图10.4.52所示。 根据有效应力铲的结构特点，有效应力铲测试的水平总应力 是整个板面受到土体水平应力的一个平均值，而其测试的孔隙 水压力u是应力铲板面中心的孔除水压力。铁四院彭俊伟（2012)
JZGCP-BIM1：建筑工程P-BIM软件功能与信息交换标准合集(一)说明表10.4.5价系款。统计表
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取值为0.60～0.90.上述试验地区所涉及的地层均为饱和软黏 土，因此可将所有对比试验数据进行综合回归分析（说明图 10.4.5一3)。从图中可以看出.根据各地区所有对比试验数据综 合拟合分析可得有效应力铲试验水平有效应力修正系数。取值为 0.68.相关性相对较好.综合上述分析.建议对于饱和软黏土可取 有效应力铲试验水平有效应力修正系数。可取0.70
10.4.6总应力铲及有效应力铲水平总应力随时间的衰减，是土 中超孔隙水压和水平有效应力增量共同变化的结果。由于量 值在软黏性土中很小，故%的变化主要反映了△u，的变化。若假 定=不随时间而变，其中=—=o，可将式 （说明10.4.5—1）改写为
（说明10.4.6—1)
由此得到总应力超孔隙压力消散值的近似表达。 有效应力铲与阅柱形CPTU结构不同.外形为扁盒铲状，与 扁板DMT相似.有效应力铲孔压测试透水器在铲费面几何中心
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说明图10.4.6—2有效应力铲孔压与CPTU1、CPTU2 消放试验费型曲线
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国外学者Roy(1980)等人根据实测数据提出超孔压分布遵循 下列规律：
【说明10.4.6——3】
Hm P=1时探买表面初始孔压； Q—经验指数a=元 β——孔压换算系数， 孔压负指数分布理论消散曲线的消散速率由经验指数。控 制α值越小消散越慢。 杜文山(1988)根据Roy(1980)的孔压负指数分布规律，推导 出应力铲水平总应力消散度扩散方程如下
式中U一归一化超孔压比：
明表10.4.6一1孔压负指数分布时间因数T与固结度（1一V)对照表
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说明图10.4.6—5有效应力铲孔压消散曲线与负指数法 理论曲线典型拟合分析图
兑明图10.4.67有效应力总应力消敢曲线与对数法 理论曲线典型拟合分折图
说明图10.4.68有效应力铲孔压消收而线与对数法 理论典线典型拟合分析图
其次是u型理论曲线。 应用对数法求解公式(10.4.6一1)计算固结系数，根据拟合结 果，孔压参数A,=1/3时.刚度指数I，值在50～100范围内拟合效 果较好，该1，范用值涵盖了国内大部分软黏土，因此为便于确定时 间因数，给出了时间因数Ts与刚度指数I,的关系（表10.4.6）。 为了分析总应力铲、有效应力铲固结系数与CPTU固结系数 的关系，铁四院结合铁路勘察工程，开展了应力铲与CPTU孔压 透水器位于锥头的u孔压对比试验，以u孔压试验固结系数为目 标值回归统计分析，根据现场数据拟合研究，u孔压负指数法和对 数注拟合效果均不理相而应变路径法拟合效果较好，因此u型孔
法理论曲线典型拟合分析图
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脱明图10.4.6—10有效应力铲总应力消散曲线与应变路径 法理论曲线典型拟合分析图
说明图10.4.6—11有效应力铲孔压消散曲线与应变路径 法理论曲线典型拟合分析图
好，应变路径选择Ts=0.118。有效应力铲孔压消曲线与应变 路径法的u及u型理论曲线拟合较好，其次是u2型理论曲线，但 、型孔压消散试验国内外应用较少，因此，选择u2型孔压消散 试验修正时间因数选择Tso=0.245计算水平固结系数。 由于u型孔压消散试验国内铁路系统近期才开展试验研究， 而铁四院主要使用u型孔压消散试验应用于铁路勘察中，因此为 分析应力铲应变路径法与孔压消散试验固结系数的关系时，仍与 型孔压消散试验水平周结系数进行回归分析，见说明表 10. 4. 6—3,
说明表10.4.63 应力铲应变路径法C与；型孔压 消散试验回归统计分析表
型扎压消散试验国外应用产泛，近年来国内也逐 程应用，为便于交流和分析.铁四院在沪通铁路勘察上海浦东地压
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况明表T0.4.6—4应变路径法确定和的型孔压 消散试验C回归统计分析表
对双法和应变路径法求解水平固结系数模型均风于圆柱形 轴对称模型.而应力铲是矩形结构，因此公式中的探头半径是将 矩形进行圆形处理、给出了以截面积计算的等效半径公式 (10. 4. 6—2)。 有效应力铲的总应力消散试验和其孔压消散试验计算的固结 系数结果存在一定的差异，主要是因其测试的总应力与孔压数值 不匹配及拟合误差导致。有效应力铲的总应力消散试验和其孔压 消散试验确定水平固结系数关系见说明表10.4.65
有效应力铲的总应力消散试验和其孔压 消散试验确定C对比表
11.2.6一只充气15MPa的10L气瓶.在中密度土和25m长 路的试验.一般可进行1000个测点试验。耗气随土质密度和 管路的增加（长）而增大。 11.3.2贯人主机与反力装置的安装与定位，必须事先用水平尺 校准机座基准面，当其为水平状态后方可贯人，以保证侧胀板头、 探杆（钻杆)对水平面的垂直度。为防止探孔偏斜造成深度误差及 测试误差.在贯入过程中应随时用水平尺检查机座是否水平。 11.3.6在大气压力下.膜片自然地提起高于它的支座，在A位 置（膨胀0.05mm)与B位置（膨胀1.10mm）)之间，控制装置的蜂 鸣器是关着的。气压必须克服膜片刚度，并使它在空气中移动，使 膜片从自然位置移至A位置时为△A,移至B位置时为△B。它们 是不可忽略的。标定程序包括△A和△B的气压值，便于修正A、 B、C的读数。 11.3.8新膜片的标定值通常在许用范围值之外，而且，在试验或 标定中，未实践的新膜片标定值总不稳定。解决的办法即为老化 处理过程。重复对膜片加压和减压，增大△A，减小△B，直到它们 达许用范围。 11.3.11DMTC消散试验操作方法如下： （1)扁板侧胀板头贯人到试验深度后，启动秒表开始计时，并 开始读取C压力值。 (2)按照扁板侧胀试验程序操作读取C压力值，在读取C压 力值时，要记下读数时的时间。为了获取光滑的C压力值消散曲 线，计时间隔应由密而疏。在不同时刻重复上述操作读取C压力 值（如0.5、1、2、4、8、15、30、60...**min时的C压力读数）。 1.3.12铁四院根据上海浦东、温州、湖州及宁德等多个场地的 式验结果证明：在饱和软黏性土中，DMTC消散试验测试的C压 内值换算得到的终止压力力?值近似等于孔隙水压力。因此在试 金场地地下水位未知或不明确时，通过一个试验孔的C值消散达 定值可以计筑出该试险场地的地下水位明确试验场地的地
（1）扁板侧胀板买贯人到试验深度后，启动秒表开始计时，并 开始读取C压力值。 (2)按照扁板侧胀试验程序操作读取C压力值，在读取C压 力值时，要记下读数时的时间。为了获取光滑的C压力值消散曲 线，计时间隔应由密而疏。在不同时刻重复上述操作读取C压力 值（如0.5、1、2、4、8、15、30、60·..**min时的C压力读数）。 11.3.12铁四院根据上海浦东、温州、湖州及宁德等多个场地的 试验结果证明：在饱和软黏性土中，DMTC消散试验测试的C压 力值换算得到的终止压力力?值近似等于孔隙水压力。因此在试 检场地地下水位未知或不明确时，通过一个试验孔的C值消散达 场地的地
下水位后，DMTC:消收试验结束判断标准可按式 确定：
11.3.18试验完毕后应对气电管路作下列检查
样可得式（11.4.1一1）。同样，试验中测得的B压力是作用在膜 片内侧使膜片中心向周用土体推进1.10mm时所需要的气压，考 虑到膜片刚度和排气后压力表零度偏差。故膜片膨胀1.10mm 时的膨胀压力P，可根据式(11.4.1一2)得到。根据正常的压力影 胀程序获得常规的A和B压力，还可读取C压力以获得在控制排 气时膜片回到0.05mm膨胀时膜片的压力，该压力读数C由式 (11.4.1—3)修正为p2。
说盟图11.4.1线性外推位移为零时的P值
11.4.2扁板侧胀试验时膜片向外扩张可视为在半无限弹性介质 中对圆形面积施加一均布荷载p，设弹性介质的弹性模量为E、 泊松比为、膜片中心的外移量为s，则有
（说明11.4.21)
的特点。 (2)黏性土的I值一般较小，Up值一般较大。 (3)砂性土的Ip值一般较大，U值非常低，接近0。 (4)在均质土中贯人，po、P1、Pz、△p、E均随深度线性递增， Ip、Up保持稳定，Kp则呈递减趋势。 (5)Kp曲线很大程度上反映地区土层的应力历史，超固结土 K较大。 （6)在非均质土中贯人，各曲线起伏变化较大，遇砂性土变化 加刷。 11.4.5尽管土类指数Ip与土的粒径分布无直接关系，但许多试 验结果表明，同一类土具有相同的Ip值。我们总结国内多家单位 试验结果，最后得到：淤泥、淤泥质黏土、黏土及淤泥质粉质黏土的 Ip值一般在0.16～0.35之间，平均值为0.24，变异系数8为 0.19.表示其低变异性及均一型变异特征；粉质黏土的Ip值一般 在0.24~0.75之间，平均值为0.40，变异系数为0.41，变异特 征为剧变型，这是粉质黏土中粗细颗粒变化较大所致；粉土Ip值 为0.60~1.80，砂土Ip值为1.80～3.60。据此分析得：Ip值明显 反映了土中粗细颗粒的变化情况，是一种视土壤的主要颗粒尺寸 而定的参数，可据ID值进行土质分类。 国内诸试验结果Ip值基本符合Marchetti(1980年）提出的土 质分类表，唯黏土与粉质黏土界限Ip值0.35稍偏大。目前所得黏 土I最大值为0.35.而绝大多数Ip≤0.30且粉质黏土Ip最小值 为0.24，考虑土工试验中存在土样扰动或部分失水而造成Ip值偏 低影响土的正确定名，将黏土与粉质黏土界限Ip值定为0.30更能 接近我国实际情况。 11.4.6Marchtti和Crapps根据关系式 Ep=10*+mlelp （说明11.4.6—1） :883149534 ·267.
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式中B—基础宽度： α——流变因素，其值随土类变化(说明表11.4.9—1)
说明表11.4.9一1正常周结士的流变用素。
②基础形状及刚柔性修正。 扁板侧胀仪的膜片可看成柔性的圆形基础，对实际工程中不 同形状（矩形、方形、条形)及刚柔性基础、水平基床系数应作修正。 唐世栋等(2003)通过地基变形影响系数换算得基础形状及刚柔性 修正入见说明表11.4.9—2
说明表11.4.9—2基础形状及刚性修正系数3，
③加载速率修正。 扁板侧胀试验是一种快速加荷试验，而实际工程的加荷速率 则要慢得多，因此在利用扁板侧账试验结果计算水平基床系数时
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对扁板侧胀试验计算基准水平基床系数与静力触探比贝人阳 力p.进行拟合分析如说明图11.4.9—2所示，若按1.>0.25的数 性土（Q.）、0 明图11.4.9—3霜板侧账试验计算黏性土K与p.拟合分析图（— 样本 静力触探 水平基准基床 ±类 秋态 成因 数 取值 系数Km 9. (MPa)|p.(MPa) 计算值 经验值 最大值 2. 2 2. 0 184, 3 最小值 1. 4 1. 3 86. 1 砂± 松放 Q 平均值 1. 6 1. 6 135. 0 3~15 标准差 0. 3 0. 3 35. 8 变异系数 0. 2 0. 2 0. 3 纯说明表11.4.94 水平基准基床 ¥本 取值 养力触探 土类 状态 成闪 系数KM 数 (MPa)p,(MPa) 计算值 经验值 最大值 7. 0 8. 7 374. 7 最小值 2. 0 2. 1 105. 4 精密 Q 74 草均值 4. 4 4. 4 223, 6 10~30 标准差 1. 5 1. 8 68. 4 砂± 变异系数 0. 3 0. 4 0. 3 最大值 20. 3 24. 6 699. 2 最小值 5. 1 5. 1 165. 3 中密 Q 198 平均值 9. 6 14. 3 371. 2 20~45 标准差 3. 1 4. 6 95. 0 变异系数 0. 3 0. 3 0. 3 注：经验值参考城市轨道交通器土工程动器线范）GB50307一2012附录H 说明图11.4.9—4高板侧账试验计算砂土K%的分布图 标准规范分享群883149534 说期图11.4.9—5扇版创账试验计算砂土K%与%拟合分析图 1.0；对于0.25 可以发现：扁板侧胀试验计算的砂土基准水平基床系数比经验值 显著偏大.而旁压试验确定的砂土基准水平基床系数比经验值略 以旁压试验的为基准进行经验修正。通过相关拟合数据的分析， 扁板侧胀试验确定砂土的基准水平基床系数的修正系数为 0.2~0.3。 本条文给出的K是特定于相对位移y/d~0.00917时的值， 当y/d>0.00917时，K值必降低；反之，则增大，这是由K值的 非线性属性所决定的。说明图11.4.9一8是几位学者的模型试验 结果.据之，可得如下经验关系： 式中K一实有基础的水平基床系数 ko.0os——当y/d=0.005时的水平基床基数。 8y/d对K，的影响（引自率金最和率金前，1993) 利用此式并根据对的俄面尺 合分析，可大致估得实有基础的水平基床系数值。 11.4.10以C压力值为纵轴、时间：的平方根/为横轴，绘制（一 在消散曲线（说明图11.4.10)。利用数学或者图形的方法，外推消 散曲线的开始端到1=0得到C，通过消散早期的数据点连一条直 线基本上就可以满足了。当消散试验做到稳定时，其消散稳定值 即为Cioo；当消散试验未做到稳定时，可通过静止孔隙水压力来计 算消散曲线的稳定值C=u+十Z.一△A。 说明图11.4.10DMTC消放试验曲线 P2值)消时间一固结速率关系的理论解比较困难，铁四院的研究 结果认为：DMTC消散试验与孔压消散试验归一化曲线在形状上 探消取的速率役。因此，可以借鉴国外经验，利用DMTC消散实 测曲线与孔压消散理论曲线进行拟合对比分析，建立计算水平固 结系数的公式。 借鉴Houlsby&Teh（1988，1991）孔压消散理论，可建立 DMTC消散试验计算水平固结系数的公式为 说明表11.4.1I不同试验场地DMTC消散试验修正时间因数 Temm汇总表 （说明11.4.112) （2）对式（说明11.4.11一2）进行整理.可以得出下式： ·（Tomu：) ICPTU topruTopru toMc . Terru TiMTc = R : (VT,) R2 R2 taPTU IrM: 依据邮黄线、京津城际、京沪线等9个工点，637个土样与相对 应的旋转触探成果进行分析，在旋转触探B,一M散点图上，各类土 分区明显，从而构建出土类划分边界方程（说明图12.4.6一1)。依 据天津大北环线等天津地区资料，着重对淤泥质土的旋转触探参 数进行了统计分析，在收集的76份样本中，水压比B.范图0.35~ 的占比达94.7%，小于9N·m的占比达90.7%)，考虑到为保证实 际工作中地质综合分析的灵活性，将旋转扭矩9N·m作为软土的 分界值（说明图12.4.6—2）。 标准规范分享群：883149534 12.4.7经研究发现.选用相同规格的探头，触探过程中若探头的 贯入速度相同，则旋转扭矩与锥尖阻力存在相关性，且与触探的土 体物理力学性质相关。也就是说在旋转触探参数中旋转扭矩和锥 尖阻力并不独立，这与静力触探中的锥尖阻力和侧摩阻力的关系， 存在差异。因此，需要对旋转触探参数进行处理，得到能够表征岩 土工程性质的旋转触探特征量。 在旋转触探过程中，锥头沿探孔轴线做直线运动，同时锥头还 绕探杆轴线做切削地层的回转运动。可见，在旋转触探过程中贯 人力与旋转扭矩（螺旋）做功。 采用旋转触探特征量用e表示，代表旋转触探维头探人单位 体积地层所消耗的功，即旅转触探比功，则有， 12.4.8根据收集到的钻孔化验资料按《铁路工程地质勘察规范》 TB10012一2007附录D查得土体承线力与对应的旋转触探统计 数据进行相关分析.发现各土性地基承载力与旋转触探比功之间 存在良好的函数相关性。依据邯黄线、京沪线、京津城际等项口 中京津冀平原地区钻探与旋转触探对比试验资料，粉土52组，粉 质黏土69组，黏土47组.分别建立旋转触探比功e,与地基基本承 载力4的回归公式，见说明表12.4.8一1。 （说明12.4.7) 此外，根据现有资料统计得到了利 极限承载力和桩基沉降的初步成果，经现有工程实例检验，效果良 好。但是受限于所得样本数量不足，暂将其列入条文说明供参考 使用，今后还需进一步积累经验逐步完善。 钻孔灌注柱单桩坚向极限承载力可按下式估算 其中e—测试深度旋转触探比功值（计算时应则除显 标准规范分享群：883149534 标准规范分享群：883149534 值)，角标j=1,2.…，n为触探参数数据序号，n 为第：层土触探参数数据总数： (—桩底旋转触探比功计算值（MPa)； 9、7—分别为第i层土的极限摩阻力和桩尖土的极限 承载力综合修正系数。 (1)e应按下列要求计算： 以桩底高程以上4d(d为桩径)范围内平均端阻eml小于桩底 高程以下4d范围内平均端阻.时.取 ep=(eml +em)/2 【说明12.4.8—3】 【说明12.4.8—4】 (2)7可按下列公式计算： 9,=0. 055 (e)0.954 (说明12.4.8—5) 70. 156 (ep)0.975 (说明12.4.8—6) 依据天津及周边地区试桩资料，特别是京沪线津冀段试桩资 料，共收集到30根桩静载试验资料（含桩侧阻力分布和桩端阻力 测试），桩长35m~60m，桩径0.6m~1.5m。同时，在试桩点附 近进行了旋转触探试验。利用实测桩侧阻力和桩端阻力分别与土 层旋转触探比功进行回归分析。 （1)整理得到180组对比数据，通过绘制散点图、拟合回归曲 线，得到侧阻修正系数计算公式（说明12.4.8一5），相关系 数0.950。 （2)整理得到29组对比数据，通过绘制散点图、拟合回归曲 战，得到端阻修正系数计算公式（说明12.4.8一6），相关系 数0.926。 将得到的侧阻修正系数与对比段旋转触探比功。进行回归 析，粉土、粉质黏土、黏土和砂类土分别整理得到45组、62组、 组和22组对比数据，通过绘制散点图、拟合回归曲线（分别如 【2)g、7可按下列公式计算 说明图12.4.8—1粉土柱侧阻修正系数B回归曲线 当考虑土的类别时，桩侧土的极限摩阻力综合修正系数可按 说明表12.4.8—2取值。 当考虑土的类别时，桩侧土的极限摩阻力综合修正系数可按 说明表12.4.8—2取值。 说明图12.4.8—3站土侧阻修正系数回归曲线 说明表12.4.8—2 基于策转触探的钻孔溢注桩桩周土极限侧 阻力取值表 标准规范分享群：883149534 其峰值为 Imx=0.5+0.1Vp/m 。——1深度处地基土体有效应力：但当基底附加应力影 响因子分布三角形范内存在刚性边界，即存在较厚 的坚硬粘性土层.其孔除比小于0.5、压缩模大于 50MPa.或存在较厚的密实砂卵石层，其压缩模址大 于80MPa时.在刚性边界上部I分布不变，刚性边界 下部I,=0。 影响深度z.计算方法如下： (1）当无相邻荷载影响，基础宽度在1m30m范围内时，影 响深度，2.=B(2.5一0.41nB），其中B为基底宽度。在计算深度 范围内存在基岩时，z,可取至基岩表面；当存在较厚的坚硬黏性土 层，其孔隙比小于0.5、压缩模量大于50MPa，或存在较厚的密实 砂卵石层，其压缩模量大于80MPa时，z，可取至该层土表面。 (2)除(1)以外情况，影响深度应按应力比法确定，即附加应力 0，与土的自重应力a。应符合下式要求：6,≤0.1o。。 DB23 2500-2019 草原植物资源调查技术规程.pdf标准规范分享群：883149534 标准规范分享群：883149534 12. 4. 83。 《混凝土结构设计规范》（含条文说GB 50010-2010说明表12.4.8一3某高速铁路桥梁墩台沉降计算结里对业 此外，依据旋转触探测试结果估算路基及群桩基础沉降应符 合下列要求： (1)适用于一般黏性土、粉土和砂类土地基。 (2)适用于估算水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)路基基础或桩中 心距小于6倍桩径、排列密集的群桩基础， (3)桩基承台、桩群和桩间土视为实体基础,不考虑沿桩身的 应力扩散。 （4计算沉降深度自桩端全断面平面算起。 相应的路基及桩基沉降计算经验系数 标准规范分享群：883149534