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原文传递一种基于原位测试的承压水地层基坑抗突涌安全评估方法

专利名称：	一种基于原位测试的承压水地层基坑抗突涌安全评估方法
摘要：	本发明公开了一种基于原位测试的承压水地层基坑抗突涌安全评估方法，属于基坑工程技术领域，包括以下步骤：在拟开挖基坑区域内，沿地表垂直向下进行钻孔，原位测得不同深度处岩土体强度参数和承压水头；计算拟开挖基坑底板承压水破坏力P、底板岩土体自重G、底板岩土体抗剪切力F，并求得基坑底板突涌稳定性安全系数Kty；对拟开挖基坑底板抗突涌安全稳定性进行评估。该方法基于原位测试，获取拟开挖基坑周边区域地层岩土体强度参数与承压水头，并给出了考虑岩土体强度影响的基坑抗突涌安全评估方法，有效指导承压水地层基坑开挖支护设计与安全施工。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山东;37
申请人：	山东建筑大学
发明人：	王洪涛;李建华;宣兆腾;赵明珠;赵万里;高广龙;解学磊
专利状态：	有效
申请日期：	2022-12-08T00:00:00+0800
发布日期：	2023-01-20T00:00:00+0800
申请号：	CN202211569871.6
公开号：	CN115627746A
代理机构：	济南圣达知识产权代理有限公司
代理人：	陈晓敏
分类号：	E02D1/02;G01N3/08;G01N3/24;G06F17/10;E;G;E02;G01;G06;E02D;G01N;G06F;E02D1;G01N3;G06F17;E02D1/02;G01N3/08;G01N3/24;G06F17/10
申请人地址：	250000 山东省济南市历城区临港开发区凤鸣路1000号
主权项：	1.一种基于原位测试的承压水地层基坑抗突涌安全评估方法，其特征是，包括以下步骤：在拟开挖基坑区域内，沿地表垂直向下进行钻孔，原位测得不同深度处岩土体强度参数和承压水头；计算拟开挖基坑底板承压水破坏力P、底板岩土体自重G、底板岩土体抗剪切力F，并求得基坑底板突涌稳定性安全系数Kty；对拟开挖基坑底板抗突涌安全稳定性进行评估：若Kty＞1，则基坑开挖深度对应的底板厚度满足抗突涌安全稳定需求；若Kty≤1，则基坑开挖深度过大，对应的基坑底板厚度较小，不能满足抗突涌安全稳定需求。 2.如权利要求1所述的基于原位测试的承压水地层基坑抗突涌安全评估方法，其特征是，在钻孔过程中，按设定深度间隔，利用原位测试装置测得不同深度zi的岩土体粘聚力czi、内摩擦角φzi，并对钻孔芯样进行测试，测得对应的岩土体重度值γzi，其中，i为起值为1的连续正整数，其表示测点编号。 3.如权利要求2所述的基于原位测试的承压水地层基坑抗突涌安全评估方法，其特征是，根据拟开挖基坑坑底至承压含水层间底板的岩土体重度值γzi，求得底板岩土体自重G为：；其中，B为拟开挖基坑的宽度，d为拟开挖基坑坑底处对应的测点编号，n为自然数，为测点深度zi-1到zi范围内岩土体的平均重度值。 4.如权利要求2所述的基于原位测试的承压水地层基坑抗突涌安全评估方法，其特征是，根据原位测试得到不同深度处的岩土体粘聚力czi、内摩擦角φzi、岩土体重度值γzi，并根据Mohr-Coulomb强度准则，求得底板岩土体抗剪切力F为：；其中，d为拟开挖基坑坑底处对应的测点编号，n为自然数，为测点深度zi-1到zi范围内岩土体的平均粘聚力，为测点深度zi-1到zi范围内岩土体的平均侧压力系数，m为从地表处第一个测点到测点深度zi处范围内对应的测点编号，为测点深度zm-1到zm范围内岩土体的平均重度值，为测点深度zi-1到zi范围内岩土体的平均内摩擦角。 5.如权利要求2所述的基于原位测试的承压水地层基坑抗突涌安全评估方法，其特征是，采用原位测试装置进行测试的过程如下：在钻孔任一深度zi处，利用钻孔探头，对钻孔孔壁岩土体施加不同的法向压力，钻孔探头具有咬合装置，可卡入孔壁岩土体设定深度，通过给钻孔探头向上的力即可实现钻孔探头对孔壁岩土体产生上拔剪切破坏；同时，将峰值上拔力T除以法向压力的作用面积，得到不同法向压力下岩土体的剪切力值；将上述得到的任一深度处对应的多组值在坐标系中连接为光滑曲线；利用Mohr-Coulomb强度准则表达式对上述曲线进行拟合，得到深度zi处的岩土体粘聚力czi、内摩擦角φzi。 6.如权利要求1所述的基于原位测试的承压水地层基坑抗突涌安全评估方法，其特征是，承压水头的得出过程为：当钻孔钻至承压含水层时，停止钻孔，记录此时的钻孔深度H0；承压含水层内的承压水沿钻孔上升，根据承压水上升的最终位置，测得承压水头hw。 7.如权利要求6所述的基于原位测试的承压水地层基坑抗突涌安全评估方法，其特征是，根据拟开挖基坑的宽度B与深度H、承压水头hw，得到拟开挖基坑底板承压水破坏力P为：；其中，为水的重度。 8.如权利要求1所述的基于原位测试的承压水地层基坑抗突涌安全评估方法，其特征是，根据拟开挖基坑底板承压水破坏力P，底板岩土体自重G以及底板岩土体抗剪切力F，求得基坑底板突涌稳定性安全系数Kty为：。 9.如权利要求1所述的基于原位测试的承压水地层基坑抗突涌安全评估方法，其特征是，在Kty≤1时，通过以下方式进行处理：减小基坑开挖深度，并根据修改后的基坑开挖深度，重新进行拟开挖基坑底板抗突涌安全稳定性评估，直至满足基坑底板抗突涌安全稳定性要求。 10.如权利要求1所述的基于原位测试的承压水地层基坑抗突涌安全评估方法，其特征是，在Kty≤1时，通过以下方式进行处理：对现场地层进行加固处理，在加固处理完毕后，重新在拟开挖基坑区域内，沿地表垂直向下进行钻孔，测得加固后的地层岩土体强度参数，重新进行拟开挖基坑底板抗突涌安全稳定性评估，直至满足基坑底板抗突涌安全稳定性要求。