[發明專利]不同測試力下巖土層性質參數之間互相換算的方法

在審

• 申請號: 201710561433.8
• 申請日: 2017-07-11
• 公開（公告）號: CN107227727A
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發明（設計）人: 王昌益
• 申請（專利權）人: 王昌益
• 主分類號: E02D1/02
• 分類號: E02D1/02;G06F19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種不同測試力下巖土層性質參數之間互相換算的方法，其屬于工程力學、巖土力學基礎理論與應用技術研究領域。

背景技術

長期以來，工程地質勘探主要以確定地層的承載力為目標，而不確定地層的性質參數。然而，地層的承載力與地層的性質參數關系非常密切，要確定地層的承載力，就必須通過探測來確定地層的性質參數。

地層的性質參數并不是常數，而是變數。在工程地質勘探中，無論現場進行原位測試還是在室內進行力學實驗，只要探測方法不同，或探測力不同，所獲得的地層性質參數都會不同。這些不同參數在數據上存在不統一性，不能直接進行相互對比，需要通過換算之后才能相互對比。長期以來，人們始終不很清楚這一點，所以，在工程地質勘探中，人們一直沒有考慮這個問題。當前，在國內外都沒有考慮這個問題。

發明專利《地基極限承載力的測量方法》(專利號：201310012898X)給地層性質確定了兩種參數：虛度和實度。一般來說，探測力越大，虛度就越大，實度就越?。环粗?，亦反。因此，在工程地質勘探中需要考慮不同探測作用下地層性質參數的統一性和可對比性問題。

發明內容

本發明針對工程地質勘探中未考慮地層性質參數統一性和可對比性的缺陷，提供一種不同測試力下巖土層性質參數之間互相換算的方法。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

一種不同測試力下巖土層性質參數之間互相換算的方法，已知地層的極限承載力為F_max＝T₀F₀；在勘探中使用的探測工具產生的探測強度即探測力為F，通過探測獲得某地層的虛度和實度分別為E和T，而在標準測試力F₀的作用下該地層的虛度和實度分別為E₀和T₀，那么，它們之間的相互換算公式分別為

和

所述虛度和實度參數隨著作用強度和變形強度變化而變化，即作用強度越小、變形量越小、虛度越小、實度越大。

本發明的有益效果是：考慮地層性質參數在數據上的統一性和可對比性的意義在于確定不同建筑物作用下地層性質的變化規律，為建筑物基礎設計和施工奠定良好的基礎。在勘探過程中，可以選擇不同的測試作用來獲取不同的地層性質參數，然后，根據本發明給出了的互換公式，將所測得的地層性質參數數據換算為某一標準的數據。標準的地層性質參數主要用于地層性質差別的統一對比，用于劃分地層的工程地質級別，有著重要的工程地質學研究意義。

基于作用學新理論，解決了現有地層性質測試數據統一換算和對比性問題，為基礎理論科學、基礎理論應用科學、工程地質勘探科學的發展與完善拓寬了道路。

附圖說明

圖1為某地層虛度與作用強度之間的關系曲線示意圖；

圖2為某地層實度與作用強度之間的關系曲線示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發明，并非用于限定本發明的范圍。

1、正確認識地層性質和地層承載力概念

在傳統理論中有很多描述地層性質的概念，如松散、密實、堅硬、軟弱、完整、破碎、可塑性、不可塑性、孔隙度、裂隙度、脆性、粘性、韌性、含水性等等，然而，人們對這些概念中的許多概念的本質含義卻不是很清楚。所以，長期以來，地層性質的度量始終沒有確切的定量標準，一般都是采用定性描述方法大致描述地層性質特征。

根據作用學新理論，工程地質研究中涉及到的地層性質概念主要是地層在作用下變形或不變形的一種性質，其本質是變形程度或不變形程度。變形程度決定于地層的松散程度、孔隙裂隙程度、風化程度、內部質點活動性等等，其實質是決定于地層內部和外部可變形空間存在的多少。作用學將變形程度叫做虛度，即虛弱或軟弱程度。不變形程度決定于地層的密實程度，其實質是決定于地層內部空間含量的多少以及質點的排列組合關系和聯結方式等。作用學將不變形程度叫做實度，即堅硬程度。虛度與實度不僅與內部質空關系有關，與周圍環境之間的質空關系也有關。虛度和實度都是一種百分數，或者是介于0～1之間的小數。其物理特性類似于百分比含量等物理學概念，并不是任意參數，只是它們與作用有關，與變形有關。虛度記為E，實度記為T，兩者都是無量綱參數，它們分別用于度量地層的軟弱程度和密實堅硬程度，詳見發明專利《地基極限承載力的測量方法》(專利號：201310012898X)。