基于层次聚类算法的孔压静力触探土体分类方法及试验研究

作     者：邱敏 宋友建 丛璐 梅年峰 王闫超 QIU Min;SONG Youjian;CONG Lu;MEI Nianfeng;WANG Yanchao

作者机构：中交第二航务工程局有限公司技术中心/交通基础设施智能制造技术交通运输行业研发中心湖北武汉430040 武汉市勘察设计有限公司湖北武汉430022 山西大学土木工程系山西太原030006 武汉地铁集团有限公司湖北武汉430079 山西省交通科学研究院山西太原030006 

基　　金：中国地质调查局"十二五"重点大调查项目(天然气水合物钻探地层流体取样与原位测试系统研发 GZH20160060202) 

出 版 物：《水文地质工程地质》 (Hydrogeology & Engineering Geology)

年 卷 期：2019年第46卷第3期

页      码：117-123页

摘      要：划分土层、辨别土类是孔压静力触探(CPTU)成果应用的基础。常规的人工分层效果差强人意,而土体行为分类法尽管可靠性高,但无法起到分层效果。引用层次聚类算法,通过对变量的选择、数据的标准化、距离矩阵的生成和类数目的确定,得到了基于层次聚类算法的CPTU数据聚类流程图;结合Robertson和Campanella分类图,提出了基于CPTU测试数据的土层划分与命名规则。采用自主研制的静力触探-钻探一体机,在宁波市轨道交通4号线上展开试验,将土层划分与命名结果与钻孔柱状图展开对比,结果表明:以锥尖阻力q_t、摩阻比R_f和孔隙水压力u_2作为初始聚类参数的分层图对8个主层的划分与钻孔柱状图几乎一致。其中,以q_t-R_f为初始聚类参数的分层图能够识别出单靠q_t曲线无法识别的2个薄夹层,体现了R_f的作用;以q_t-u_2为初始聚类参数的分层图对砂类土划分得过于细致,对黏土划分得过于粗糙,表明u_2对砂性土变化过于敏感,对黏性土变化不敏感;以q_t-R_f-u_2为初始聚类参数的分层图既保留了q_t的主要特征,又适当地融入了R_f和u_2对土层划分的影响,分层效果最佳。钻孔剖面黏性土的不排水抗剪强度曲线总体上符合土体性质与土层深度的变化规律,从侧面反映了聚类分层图的准确性。

主 题 词：静力触探 聚类算法 土层 过渡层 孔隙水压力 

学科分类：081401[081401] 08[工学] 0814[工学-地质类] 

核心收录：

D　O　I：10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.2019.03.16

馆 藏 号：203666302...