【摘要】：為確保工程建設(shè)安全順利地進(jìn)行,需要準(zhǔn)確獲取施工場地土體的各種參數(shù)。通過測試出的參數(shù)可以確定場地土類型、提供斷層破碎帶、計(jì)算場地承載力等。從而為場地前期的工程地質(zhì)評價(jià)和后期的設(shè)計(jì)建造提供科學(xué)的依據(jù)。目前獲取土體參數(shù)的方法有兩種,分別是室內(nèi)試驗(yàn)和原位測試。后者由于避免了取樣過程中對土體的擾動(dòng),極大程度上提高了測試結(jié)果的準(zhǔn)確性,因此也受到越來越多施工人員的青睞,在巖土工程勘察領(lǐng)域中發(fā)揮著重要的作用。但現(xiàn)有的原位測試技術(shù)還存在一些不足,包括測試參數(shù)較單一,測試設(shè)備較落后等�，F(xiàn)有的大部分原位測試技術(shù)不能滿足同時(shí)獲取多個(gè)不同種類土體參數(shù)的要求,經(jīng)濟(jì)價(jià)值不高。測試設(shè)備以機(jī)械式為主,往往體積較大、自動(dòng)化低。針對以上問題,作者希望研究一種基于鉆孔的土體參數(shù)原位測試技術(shù)。該技術(shù)僅需向鉆孔內(nèi)投入測試設(shè)備,通過設(shè)備發(fā)射信號,信號經(jīng)鉆孔土體吸收后隨即攜帶相應(yīng)特征,再由該設(shè)備接收攜帶相應(yīng)特征的信號,最后完成對數(shù)據(jù)的解譯工作即可獲得相應(yīng)的土體參數(shù)。與現(xiàn)有的大部分原位測試技術(shù)相比,此技術(shù)測試方法簡單快速,測試設(shè)備輕便高效,測試全過程中不會對土體產(chǎn)生擾動(dòng),屬于無損型測試。而且只要找到各參數(shù)與測試信號之間的關(guān)系,對數(shù)據(jù)做出正確的解譯,即可實(shí)現(xiàn)“一測多”的要求,大大提高經(jīng)濟(jì)效益。綜上所述,該鉆孔土體參數(shù)原位測試技術(shù)具有重要的研究意義。圍繞研究目的,本文開展的工作主要有以下幾點(diǎn):(1)選擇測試參數(shù)和方法。土體參數(shù)種類較多,并不是所有的參數(shù)都適合鉆孔原位測試,根據(jù)鉆孔原位測試的要求和土體參數(shù)自身的性質(zhì),篩選出適合鉆孔原位測試的土體參數(shù)。分析現(xiàn)有測試方法的優(yōu)缺點(diǎn),最后選用聲波波速作為鉆孔土體參數(shù)原位測試的方法。波速測試具有方法簡便快速、設(shè)備輕便高效等優(yōu)點(diǎn),且發(fā)射的聲波屬于無損信號,滿足本研究目的。(2)進(jìn)行土樣波速測試。根據(jù)要求制備試樣,自行編寫試驗(yàn)方案,選擇市場上可以購買到的聲波測試儀進(jìn)行土樣波速測試。試驗(yàn)完成后對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行整理保存。(3)分析研究所選參數(shù)與波速之間的關(guān)系,對測試數(shù)據(jù)做出正確解譯。土體參數(shù)之間具有一定耦合關(guān)系,即相關(guān)性,多個(gè)參數(shù)在共同作用下影響著土體波速,要想了解參數(shù)與波速之間的關(guān)系就先要對土體參數(shù)的耦合關(guān)系進(jìn)行分析。為了準(zhǔn)確研究土體參數(shù)與波速之間的關(guān)系,本文中分別采用了傳統(tǒng)線性回歸和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測兩種方法進(jìn)行分析,其結(jié)果表明兩者都具有較高的準(zhǔn)確度,但神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)算過程中考慮到了參數(shù)之間的耦合關(guān)系,因此更符合實(shí)際情況。(4)設(shè)計(jì)搭建鉆孔模擬試驗(yàn)平臺,通過模擬試驗(yàn)驗(yàn)證鉆孔土體參數(shù)原位測試技術(shù)的可行性。根據(jù)鉆孔波速測試原理和測試設(shè)備的結(jié)構(gòu)外形,設(shè)計(jì)鉆孔模擬物理試驗(yàn)平臺,該平臺包括試驗(yàn)箱體、上覆壓力加載裝置、測試深度控制系統(tǒng)以及固定系統(tǒng)等幾個(gè)部分,能夠較好的還原鉆孔測試的實(shí)際環(huán)境。完成模擬試驗(yàn),結(jié)合前階段的研究成果對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。(5)完成鉆孔土體參數(shù)原位測試技術(shù)相關(guān)軟件的設(shè)計(jì)工作,并開發(fā)出一款適用于模擬試驗(yàn)的測試軟件。確定軟件工作流程,結(jié)合軟件需求完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)�；贛ATLAB開發(fā)平臺,編寫鉆孔模擬試驗(yàn)配套軟件,該軟件可以將所測波速直接轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的土體參數(shù)。本文對鉆孔土體參數(shù)測試技術(shù)進(jìn)行了探索性基礎(chǔ)研究,所得成果可為后續(xù)研究提供理論基礎(chǔ)和設(shè)備支持,在一定程度上提高了鉆孔土體參數(shù)測試技術(shù)投入實(shí)際工程應(yīng)用中的可能性。
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU41

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2771085