岩土力学 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (S1): 521-532.doi: 10.16285/j.rsm.2022.1446

• 岩土工程研究 • 上一篇    下一篇

基于孔压静力触探的杭州湾海域软黏土强度解译参数研究

王宽君1,沈侃敏1,汪明元2,王洪羽3,国振3   

  1. 1. 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司,浙江 杭州 311122; 2. 浙江华东建设工程有限公司 海洋岩土工程勘察技术与装备浙江省工程研究中心,浙江 杭州 310014; 3. 浙江大学 建筑工程学院,浙江 杭州 310058
  • 收稿日期:2022-09-17 接受日期:2022-11-25 出版日期:2023-11-16 发布日期:2023-11-19
  • 通讯作者: 国振,男,1982年生,博士,教授,主要从事海洋岩土工程方面的研究工作。E-mail: nehzoug@163.com E-mail:steven_9090@163.com
  • 作者简介:王宽君,男,1989年生,博士,高级工程师,主要从事软土工程、海洋原位测试等方面的研究工作。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(No. 52108356,No. 52101334);浙江省自然科学基金(No. LQ20E090001,No. LR22E080005)。

Strength interpretation parameter of piezoncone penetration test for soft clay in offshore area of Hangzhou Bay

WANG Kuan-jun1, SHEN Kan-min1, WANG Ming-yuan2, WANG Hong-yu3, GUO Zhen3   

  1. 1. PowerChina Huadong Engineering Corporation Limited, Hangzhou, Zhejiang 311122, China; 2. Zhejiang Engineering Research Center of Marine Geotechnical Investigation Technology and Equipment, Zhejiang Huadong Construction Engineering Corporation Limited, Hangzhou, Zhejiang 310014, China; 3. College of Civil Engineering and Architecture, Zhejiang University, Hangzhou, Zhejiang 310058, China
  • Received:2022-09-17 Accepted:2022-11-25 Online:2023-11-16 Published:2023-11-19
  • Supported by:
    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (52108356, 52101334) and the Zhejiang Provincial Natural Science Foundation of China (LQ20E090001, LR22E080005).

摘要: 我国海域广泛分布有低强度软黏土,其工程特性评价将直接影响风机基础设计和安全运行。孔压静力触探是目前海洋勘察中使用最多的原位测试手段,其优点在于对土体扰动小,缺点在于需要通过解译获取土体参数,而不同地区的解译参数往往存在场地特异性。依托浙江杭州湾嘉兴海域某海上风电工程,开展了室内试验和原位孔压静力触探试验(piezoncone penetration test,简称CPTU),标定得到了适合我国浙江杭州湾海域的淤泥质粉质黏土的CPTU锥尖因子Nkt范围为14.15~30.18,总平均值为20.25。标定结果显示杭州湾海域淤泥质粉质黏土锥尖因子Nkt与孔压比Bq呈现负相关性,而与含水率w、孔隙比e、液限wL、塑限wp、塑性指数Ip呈现正相关性,并得到了Nkt与孔压比Bq和塑性指数Ip的多元回归分析公式。将建立的Nkt关系式应用于临近平湖海域的风电场工程中,结果显示采用含水率w、孔隙比e与锥尖因子Nkt的关系式以及孔压比Bq和塑性指数Ip的多元回归分析公式,可以较好地解译杭州湾海域软黏土的强度,不仅适用于淤泥质粉质黏土地层,还可以应用于淤泥质黏土和粉质黏土地层,具有较好的场地适用性。

关键词: 海上风电场, 淤泥质粉质黏土, 孔压静力触探, 锥尖因子

Abstract: The soft clay with low strength is widely distributed in the offshore area of China, the evaluation of its engineering properties will directly affect the design and safe operation of wind turbine foundation. Piezocone penetration test is the most widely used in-situ test method in offshore geotechnical investigation, which has less disturbance on soil. The disadvantage is that soil parameters can only be obtained through interpretation, which are site specific. Based on an offshore wind power project in Jiaxing offshore area of Hangzhou Bay, Zhejiang province, this paper carried out laboratory tests, in-situ piezocone penetration test. The range of calibrated CPTU cone factor Nkt for muddy silty clay in Hangzhou Bay offshore area is from 14.15 to 30.18, with a total average value of 20.25. The calibration results show that the cone factor Nkt is negatively correlated with pore pressure ratio Bq, but positively correlated with water content w, void ratioe, liquid limit wL, plastic limit wp and plasticity indexIp. And a multiple regression formula between Nkt and pore pressure ratio Bq, plasticity index Ip are obtained. By applying the Nkt correlations into the wind farm at Pinghu offshore area near this project, the results show that the correlations between water content w, void ratio e and cone factor Nkt and multiple regression formula between Nkt and pore pressure ratio Bq, plasticity index Ip have better interpretion quality on the strength of soft clay in Hangzhou Bay offshore area. The established correlations are not only suitable for the muddy silty clay, but also for the muddy clay and silty clay, which have good site applicability.

Key words: offshore wind farms, muddy silty clay, piezocone penetration test (CPTU), cone factor

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[1] 汪明元, 孙吉主, 王勇, 杨洋, . 基于CPTu的状态相关边界面模型标定研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(11): 3280-3287.
[2] 王宽君, 贾志远, 沈侃敏, 汤鄢. 台州滨海软黏土强度特性室内外联合标定[J]. 岩土力学, 2023, 44(10): 2851-2859.
[3] 杜宇, 刘松玉, 祝刘文, 邹海峰, 蔡国军, . 基于孔压静力触探试验的水运工程土分类方法研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(5): 1353-1363.
[4] 汪晔欢, 王勇, 孔令伟, 陈成, 郭爱国, . 基于原位多功能孔压静力触探的含浅层气地层 识别与应用[J]. 岩土力学, 2022, 43(12): 3474-3483.
[5] 邓煜晨, 陈志波, 郑有强, 潘生贵, . 基于孔压静力触探的修正土类指数土体 分类方法与实例应用[J]. 岩土力学, 2022, 43(1): 227-234.
[6] 鲁泰山, 刘松玉, 蔡国军, 吴恺, 夏文俊, . 软土地层基坑开挖扰动及土体再压缩变形研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(2): 565-573.
[7] 李洪江,童立元,刘松玉,包红燕,杨 涛, . 大直径超长灌注桩水平承载性能的参数敏感性[J]. , 2018, 39(5): 1825-1833.
[8] 林 军,蔡国军,刘松玉,邹海峰, . 基于孔压静力触探力学分层的土体边界识别方法研究[J]. , 2017, 38(5): 1413-1423.
[9] 邹海峰,蔡国军,刘松玉,林 军. 基于地质统计学方法的孔压静力触探锥尖阻力固有空间变异性研究[J]. , 2015, 36(S1): 403-407.
[10] 童立元 ,刘松玉 ,郑灿政 ,杨溢军 ,王道纲,. 多功能孔压静力触探在基坑工程降水设计中的应用分析[J]. , 2015, 36(11): 3210-3216.
[11] 李 飒 ,徐保照 ,刘剑涛 ,周扬锐,. 南海迭层土物理力学特性的研究[J]. , 2014, 35(S1): 203-208.
[12] 王君鹏 ,沈水龙 . 基于孔压静力触探确定土体的渗透系数[J]. , 2013, 34(11): 3335-3339.
[13] 居 俊,刘松玉,刘志彬,蔡国军. 现场软土欠固结程度孔压消散试验评价方法[J]. , 2012, 33(3): 957-960.
[14] 童立元 ,涂启柱 ,刘松玉 ,杜广印. 基于孔压静力触探测试的改进分层总和法在软基沉降预测中的应用研究[J]. , 2011, 32(S2): 679-682.
[15] 荣 冰,张 嘎,王富强. 响水海上风机群桩基础变形特性的有限元分析[J]. , 2010, 31(S2): 470-474.
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[1] 陶干强,杨仕教,任凤玉. 崩落矿岩散粒体流动性能试验研究[J]. , 2009, 30(10): 2950 -2954 .
[2] 张文杰,陈云敏. 垃圾填埋场抽水试验及降水方案设计[J]. , 2010, 31(1): 211 -215 .
[3] 孙曦源,栾茂田,唐小微. 饱和软黏土地基中桶形基础水平承载力研究[J]. , 2010, 31(2): 667 -672 .
[4] 王明年,郭 军,罗禄森,喻 渝,杨建民,谭忠盛. 高速铁路大断面黄土隧道深浅埋分界深度研究[J]. , 2010, 31(4): 1157 -1162 .
[5] 胡勇刚,罗 强,张 良,黄 晶,陈亚美. 基于离心模型试验的水泥土搅拌法加固斜坡软弱土地基变形特性分析[J]. , 2010, 31(7): 2207 -2213 .
[6] 柴 波,殷坤龙,肖拥军. 巴东新城区库岸斜坡软弱带特征[J]. , 2010, 31(8): 2501 -2506 .
[7] 杨召亮,孙冠华,郑 宏. 基于潘氏极大值原理的边坡稳定性的整体分析法[J]. , 2011, 32(2): 559 -563 .
[8] 胡海军,蒋明镜,赵 涛,彭建兵,李 红. 制样方法对重塑黄土单轴抗拉强度影响的初探[J]. , 2009, 30(S2): 196 -199 .
[9] 李 敏,柴寿喜,王晓燕,魏 丽. 以强度增长率评价麦秸秆加筋盐渍土的加筋效果[J]. , 2011, 32(4): 1051 -1056 .
[10] 徐 冲,刘保国,刘开云,郭佳奇. 基于粒子群-高斯过程回归耦合算法的滑坡位移时序分析预测智能模型[J]. , 2011, 32(6): 1669 -1675 .