基于層次聚類算法的孔壓靜力觸探土體分類方法及試驗(yàn)研究

邱 敏，宋友建，叢 璐，梅年峰，王閆超

(1.中交第二航務(wù)工程局有限公司技術(shù)中心/交通基礎(chǔ)設(shè)施智能制造技術(shù)交通運(yùn)輸行業(yè)研發(fā)中心，湖北 武漢 430040；2.武漢市勘察設(shè)計(jì)有限公司，湖北 武漢 430022；3.山西大學(xué)土木工程系，山西 太原 030006；4.武漢地鐵集團(tuán)有限公司，湖北 武漢 430079；5.山西省交通科學(xué)研究院，山西 太原 030006)

靜力觸探測試(CPT)是利用壓力裝置將裝有各種測量元件的探頭壓入土中，利用微機(jī)采集和儲(chǔ)存測量數(shù)據(jù)，并以此劃分土層、辨別土性、確定土體的物理力學(xué)性質(zhì)及地基土承載力[1]。靜力觸探測試具有連續(xù)、快速、自動(dòng)化程度好、測試成果可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，是目前巖土工程領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的一種原位測試技術(shù)[2]。

劃分土層、辨別土類是CPTU應(yīng)用的基礎(chǔ)[3]，常用的土層劃分技術(shù)為人工分層和土體行為分類法。其中，人工分層取決于工程師的經(jīng)驗(yàn)和水平，由于CPTU測試曲線的復(fù)雜性和分析人員經(jīng)驗(yàn)的局限性，分層結(jié)果往往因人而異[4]。土體行為分類方法主要以圖表的形式呈現(xiàn)。1989年，Senneset等[5]提出了一種土體分類法，能夠克服孔壓元件由于安放位置不同而引起的測量誤差，突破了只利用側(cè)壁摩阻力和錐尖阻力指標(biāo)劃分土層的局限性。1990年，張誠厚等[6]提出了基于無量綱參數(shù)log(qt/σe)-Bq的土體分類方法。其原理是將黏土、粉質(zhì)土和砂土三種土體的測試數(shù)據(jù)投影到以log(qt/σe)為坐標(biāo)的縱軸上，得到三種土類的分布區(qū)域。土體行為分類法中最具代表性的當(dāng)屬Robertson土體分類圖。1990年，Robertson等[7]在考慮土體覆蓋層壓力作用影響下，提出了一種采用修正錐尖阻力、摩阻比和孔隙水壓力作為參量的土體分類方法。……