王虎刚,贾 巍

(中海油田服务股份有限公司,天津300459)

在国内海洋勘察工程中,内摩擦角是砂土的重要力学指标,是工程设计计算中最重要的参数之一。内摩擦角取值过高或者过低都会对工程设计、施工造成巨大的危害或者经济损失[1]。

目前,海洋工程勘察过程中砂土内摩擦角的取值主要来源于室内土工试验,如三轴压缩试验、直接剪切试验、颗粒粒径、级配和密实度等。由于受海上作业环境的限制,砂土钻探取样过程易造成样品扰动而导致难以获得原状样品[2],使得通过室内试验确定砂土内摩擦角难度加大,特别对于薄砂层内摩擦角的确定,显得尤为困难。孔压静力触探是20世纪70年代在国际上兴起的新型原位测试技术,近年来,随着孔压静力触探(Piezocone Penetration Test,PCPT)在海洋工程勘察中广泛开展,利用孔压静力触探测试的锥尖阻力、侧壁摩阻力和孔隙水压力等参数确定砂土内摩擦角具有无需取样、速度快、扰动小和再现性好等优点[3-4],在桩基础、管线路由和水下基础等海洋工程勘察中具有重要的意义[5]。

早在20世纪70年代就有多位国外学者提出了利用PCPT测试资料确定砂土内摩擦角的经验方法,如Dur gunogl u和Mitchell提出的图表法[6]、Mayne提出的适用于非胶结石英砂的内摩擦角评估经验公式[7]和Senneset等根据孔穴扩张理论提出的计算砂土内摩擦角经验公式[8]等。然而,在我国利用PCPT测试资料确定砂土内摩擦角尚无可靠的经验公式,主要依据《工程地质手册》中的查表法[9]。这些经验公式和查表法虽然在实际工程中都具有一定的应用性,但大都只应用于陆地或港口工程勘察,实际应用于海洋工程地质勘察中的却寥寥无几。……