[發明專利]一種基于觸探技術的土體強度參數反演方法

有效

• 申請號: 202310525958.1
• 申請日: 2023-05-11
• 公開（公告）號: CN116244813B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 馬鵬程;李國和;李鵬;陳則連;陳新軍;徐黎明;李國圣;張鵬;李恭晨;宋向宇
• 申請（專利權）人: 中國鐵路設計集團有限公司
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;E02D1/00;G06F30/20;G06F17/10;G06F119/14
• 代理公司: 天津賽凌知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 12270
• 代理人: 李蕊

1.一種基于觸探技術的土體強度參數反演方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1，根據巖土工程勘察技術大綱，在工程現場布置觸探孔，采用雙橋觸探探頭貫入土中，在貫入過程中實時獲取觸探探頭所受的錐尖阻力及側摩阻力數據，并繪制錐尖阻力和側摩阻力隨深度的變化曲線；

S2，根據步驟S1獲取的側摩阻力及觸探錐尖阻力數據計算摩阻比，結合《鐵道工程原位測試規程》中基于觸探參數的土性劃分圖進行地層土性劃分；

S3，根據步驟S1獲得的變化曲線以及步驟S2劃分的土層繪制觸探錐尖阻力變化的整體趨勢線，并根據所述整體趨勢線提取層頂和層底處對應的觸探數據；

S4，基于觸探貫入極限理論計算土體的內摩擦角和粘聚力，包括以下分步驟：

S41，確定土層?i?的頂面埋深h_i1、頂面以下10cm處觸探所得的錐尖阻力q_ci1以及土層底面埋深h_i2、底面以上10cm處觸探所得的錐尖阻力q_ci2；

S42，根據S1中實時獲取的錐尖阻力數據計算土層?i?范圍內實測錐尖阻力的平均值，得到平均錐尖阻力，并計算土層?i?的重度，公式如下：

；

；

；

S43，設定土層?i?的土體強度參數值，所述土體強度參數包括內摩擦角和粘聚力；

S44，采用步驟S43設定的土體強度參數值計算觸探貫入時周圍土體的應力狀態，公式如下：

土體所受主應力：

；

土體所受切應力：

；

式中：，，；

S45，計算出和后，根據步驟S43設定的土體強度參數值繪制抗剪強度線，依據摩爾圓與抗剪強度線相切及摩爾圓過點（）繪制摩爾圓，得到摩爾圓與抗剪強度線的切點與摩爾圓圓心及點（）形成的夾角，該夾角為，然后計算影響范圍的螺旋線夾角：

；

S46，將上述參數代入錐尖阻力計算公式：

；

；

其中：

；

；

S47，對比和，若，則調小內摩擦角；反之，則調大內摩擦角；

S48，將調整后的內摩擦角代入步驟S44至S47的過程，直至；

S49，對比和，若，則調小粘聚力；反之，則調大粘聚力；

S410，將調整的粘聚力代入，繼續S44-S47的過程，直至；滿足S4的內摩擦角和粘聚力為土層i的土體強度參數；

S5，對于劃分的各層土體，均采用S4所示計算過程進行反演，得到基于該觸探數據的觸探孔各土層的土體強度參數。

2.根據權利要求1所述的基于觸探技術的土體強度參數反演方法，其特征在于：步驟S43所述的內摩擦角為3°-40°，所述粘聚力為0-50?kPa。

3.根據權利要求2所述的基于觸探技術的土體強度參數反演方法，其特征在于：對于黏性土，所述內摩擦角為3°-30°，粘聚力為0-50?kPa；對于砂性土，所述內摩擦角為?3°-40°，粘聚力為0-20?kPa。