新型旋转触探仪在坚硬黄土中应用的试验研究

摘要

我国应用静力触探技术已经有50多年的历史,与传统的钻探相比,静力触探具有资料连续、直观、可靠和重复性好的特点。作为目前原位测试方法中常用的一种测试手段,静力触探已经广泛应用于岩土工程,在工程勘察中占有很重要的位置。但是由于目前静力触探设备受到触探能力的限制,使其难以在坚硬黄土及软岩等硬质地层中获得准确的测试成果。 本文对西安理工大学研制的新型旋转触探仪进行了合理性和准确性的试验验证,结果表明该试验仪器完成了可以单独控制触探力、触探速度或旋转速度,可以控制和施加试样所受的围压和轴向压力,用来模拟试样所处的不同深度处受到的地层压力,达到了仪器开发研制的目的。 本文应用新型旋转触探仪对陕西西安黄土进行了室内试验研究,通过与国内常用的传统静力触探试验方法进行对比,结果显示旋转能够有效提高触探设备的触探能力。根据已有的触探阻力计算理论,分析了旋转触探阻力的影响因素,这些因素主要包括探头直径、锥尖角度、触探速度,本文的试验结果还揭示旋转速度对触探阻力也有一定影响。通过对比各种不同的参数对旋转触探锥尖阻力的影响结果,进行了详细的分析研究,为更有效地提高触探能力提供了有力的证据。 旋转触探试验中的锥尖阻力还与土样自身的性质有着密切的关系,本文在验证新仪器准确、合理性的基础上,定量地研究了旋转触探试验中的关键参数：探头锥尖阻力和旋转扭矩与黄土的干密度、含水量和强度指标之间的关系,得出了各自的经验拟合关系。为进-步扩展旋转触探在实际硬质地层中的应用,进而为室内旋转触探试验最终走向现场迈出了坚实的一步。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1课题研究的意义

1.2静力触探的发展与应用现状

1.2.1静力触探的发展概况

1.2.2微型触探的出现

1.2.3静力触探在岩土工程中的应用

1.3静力触探在应用中存在的问题

1.4课题提出及研究思路

1.4.1研究课题的提出

1.4.2研究思路

2仪器介绍及试验方案

2.1试验设备

2.1.1主要功能及特色

2.1.2基本参数

2.2试验材料选用及试样制备

2.3触探试验的准备工作及操作步骤

2.4坚硬黄土的触探试验方案

2.4.1旋转及旋转速度对试验结果影响的试验方案

2.4.2探头直径对试验结果影响的试验方案

2.4.3触探速度对锥尖阻力影响的试验方案

2.4.4土性指标分析试验

2.5本章小结

3旋转触探试验验证及重要参数的影响分析

3.1传统静力触探设备的作用机理及试验分析

3.2探头直径对触探锥尖阻力的影响分析

3.3旋转及旋转速度对触探锥尖阻力的影响分析

3.4触探速度对触探锥尖阻力的影响分析

3.5本章小结

4旋转触探锥尖阻力与土性指标的关系研究

4.1触探锥尖阻力与含水量之间的关系分析

4.2干密度对触探锥尖阻力影响的试验结果分析

4.3触探锥尖阻力与土强度指标之间的关系分析

4.3.1试验条件及成果整理

4.3.2本文的试验结果分析

4.4本章小结

5结论与展望

5.1本文的主要工作与成果

5.2有待于进一步研究的问题

致谢

参考文献

附录