[发明专利]基于静力触探的土体不固结不排水强度计算方法及系统

说明书

本发明提供一种基于静力触探的土体不固结不排水强度计算方法，包括：获取静力触探的若干已知测试分量；根据所述若干已知测试分量,获取所述静力触探的若干基本参数；根据所述静力触探的若干基本参数,基于小孔扩张理论获取土体的内摩擦角；根据小孔扩张理论和临界状态土力学理论，以及所述静力触探的若干基本参数和所述土体内摩擦角，获取土体的超固结比；根据临界状态土力学理论以及上述土体的内摩擦角和超固结比，获取所述土体的不固结不排水强度。与现有技术相比，上述方法增加了土工参数的解释种类，丰富了静力触探的使用范围，且消除了现有方法对经验系数的严重依赖，显著提高了土工参数的可靠性和准确性，可广泛应用于海洋工程领域。

技术领域

本发明涉及海洋工程领域，尤其是基于静力触探的土体不固结不排水强度计算方法及系统。

背景技术

CPT：Cone Penetrometer Testing，静力触探；

海洋工程开发需要获取海床土体客观的工程特性。但是，在海洋工程中特别是深水工程，由于高围压的释放、后续的土样运输和操作，土样的扰动是不可避免的。如何减少扰动对所测土工参数的影响，是海洋工程勘察有别于陆上工程的关键问题，而原位测试技术则是克服上述问题的重要手段，其中，静力触探是海洋工程勘察最为重要的原位测试技术。

现有传统的CPT解释方法中，采用经验公式Su＝q_net/N_kt进行土体不固结不排水强度Su的解释，由于N_kt为一无量纲经验系数，且N_kt具有较大的变化范围，导致经验方法得到的土体不固结不排水强度具有显著的不确定性，严重影响在海洋工程中的应用。

发明内容

本发明旨在较大程度上解决相关环节的关键技术。为此，本发明的一个目的是提供一种可靠、准确的计算土体不固结不排水强度的方法及系统。

本发明所采用的技术方案是：

本发明提供一种基于静力触探的土体不固结不排水强度计算方法，所述方法包括：

获取静力触探的若干已知测试分量；

根据所述若干已知测试分量,获取所述静力触探的若干基本参数；

根据所述静力触探的若干基本参数,基于小孔扩张理论获取土体内摩擦角；

根据小孔扩张理论和临界状态土力学理论以及所述土体内摩擦角，获取土体的超固结比；

根据临界状态土力学理论及所述土体的内摩擦角和超固结比,获取所述土体的不固结不排水强度。

优选的，所述静力触探的若干已知测试分量，包括：

锥尖阻力q_c、侧摩阻力f_s和超孔隙压力u₂。

优选的，所述静力触探的若干基本参数，包括：

一定深度处土体的上覆总压力σ_vo、一定深度处土体的上覆有效压力σ'_v0、所述静力触探的总锥尖阻力q_t、所述静力触探的净探头阻力q_net，所述静力触探的阻力系数N_m、相对于海床面土体中的静水压力u₀，土体超孔隙水压力系数B_q及土体刚度系数I_r。

进一步地，获取所述土体的内摩擦角Ф’，其中，所述内摩擦角Ф’可根据以下公式获得：

土体强度的截距α'＝c'·cotΦ'；

孔隙水承压因子N_u＝6·tanΦ'·(1+tanΦ')；