用归一化标准贯入n值估算砂土的相对密度

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1、用归一化标准贯入N值估算砂土的相对密度第27卷第6期岩土工程学报Vol.27No.62005年6月ChineseJournalofGeotechnicalEngineeringJune,2005用归一化标准贯入N值估算砂土的相对密度EstimationofrelativedensityofsandysoilbynormalizedSPT-Nblowcount王士杰1,2，何满潮，张吉占12(1.中国矿业大学北京校区岩土工程研究所，北京100083；2.河北农业大学城乡建设学院，河北保定071001)摘16要：在

2、介绍标准贯入N值归一化研究成果的基础上，提出了用归一化标准贯入N值估算正常固结砂土相对密度的方法。实例验证表明，该方法是可行的。关键词：标准贯入N值；归一化；正常固结砂土；相对密度中图分类号：TU45文献标识码：A文章编号：1000–4548(2005)06–0682–04作者简介：王士杰(1963–)，男，河北农业大学城乡建设学院土木系教授，中国矿业大学(北京校区)岩土工程研究所博士研究生，主要从事土力学与地基基础工程方面的教学与科研工作。WANGShi-jie1,2,HEMan-chao1,ZHANGJi-

3、zhan2(1.ResearchInstituteofGeotechnicalEngineering,ChinaUniversityofMining﹠Technology,Beijing100083,China;2.CollegeofUrbanandRuralConstruction,AgriculturalUniversityofHebei,Baoding071001,China)Abstract:BasedontheresearchofnormalizationofSPT-N,amethodtoestima

4、tetherelativedensityofnormallyconsolidatedsandysoilsisproposed.Apracticalexampleshowsthatthismethodisfeasible.Keywords:SPT-N;normalization;normallyconsolidatedsandysoil;relativedensity0前16言标准贯入试验（SPT）是国内外通用的一种岩土工程原位测试方法。在锤重和落距相同的情况下，因不同国家采用的标准贯入设备不尽相同，传输给探杆系

5、统的锤击能量的变异性是相当大的，因此妨碍了SPT–N值资料的统一分析，并影响N值与土的工程性质经验关系的可靠性。如同一种砂土在特定的相对密度′情况下，会测出不同的标准贯Dr和有效上覆压力σvo入N值；而当Dr一定时，同一种砂土用特定的试验′的增加而增加，上覆压力σvo且当Dr为定值时，N60大′呈线性关系。并同时指出：当Dr和σvo′一定致与σvo时，N值随砂土的平均粒径d50的增大而增大。本文拟在介绍标准贯入N值的归一化方法的基础上，根据Skempton提出的关系式（1），对国内外提出的各种Dr—N关系进行归

6、一化分析，最后提出用归一化标准贯入N值（N1）60估算天然沉积正常固结砂土的相对密度Dr的方法，供实际应用和继续研究时参考。′的增大而增大。Seed[1]提设备测定的N值，又随σvo出以基准的应力波能量比为60%，将各种不同试验设再将N60备实测的N值统一修正为标准的锤击数N60，116锤击能量的标定输入钻杆锤击能量的标定原理如下：在离打头∆L处设置一测力计，以便量测传递到探杆的锤击动能能量，记录探杆受打击后的力—时间波形曲线。用公式计算出进入探杆的第一个压缩波的能量Ei（具体计算见文献[3]），则量测应力波能

7、量比ERi（%）为ERi=（EiE）（%），(2)式中Ei为输入探杆的第一压缩波能量；E为理论的锤击动能（E∗=MgH=476N⋅m）。用标准的贯入器和试验方法，基准的应力波能量比为60%，则可用ERi修正标准贯入击数Ni为标准的锤击数N60。N60=⎨───────收稿日期：2004–08–25∗′=100kPa时的换算为有效上覆压力σvo（N1）60，上述过程称为标准贯入N值的归一化。这一建议早已为欧、美、日各国普遍接受。国外现在已发展标准贯入能量的标定方法，而国内仅是在一些地方性规范中考虑了有效上覆压力的

8、因素，并未发展标准贯入能量的标定。′）利用Dr=f（N，σvo的经验关系判定砂土的相对密度Dr，最早是由Gibbs和Holtz（1957）提出的。Skempton[2]收集了从20世纪40年代末到80年代中的欧美及日本等国的大量标准贯入试验资料，对正常固结的砂土经统计后，得经验关系为∗16′。(1)N60D=a+bσvo从而认为标准贯入N值随相对密度Dr的平方和有效2r⎧ERi⎫⎬Ni