[发明专利]基于GOCAD的软基砂土液化范围确定方法

说明书

技术领域

本发明涉及工程地质三维建模及分析的技术领域，特别涉及基于GOCAD的软基砂土液化范围确定方法。

背景技术

砂土液化是指饱水状态下的疏松粉质或细砂质土在强震作用下原有结构发生破坏而呈现出液态的现象。软基的砂土液化是影响工程建设的重要工程地质问题。在工程地质勘察工作中，通常是按国内标准贯入锤击数法标准进行初判：将钻孔中的标贯试验的实测锤击数按深度和地下水情况进行换算后，与该深度的标贯锤击数临界值进行对比，当标准贯入锤击数N_63.5大于标准贯入锤击数临界值N_cr时，判定该层土不发生液化，反之则为会发生液化，需进行进一步研究。

目前对于液化的分析评价，大多是对各钻孔中的标贯试验进行分析。但由于受费用、工期等限制，勘察工作中勘探钻孔必定有限，钻孔外的区域无标贯试验点，标贯试验数据在空间上具有间断、离散的特点，无法反映没有钻孔的区域的土层液化情况。因此传统分析方法难以揭示土层液化特征在空间上的渐变规律。特别是在钻孔较少的情况下，钻孔控制范围外的土层液化情况更加难以分析，只能人为定性推测，缺乏定量的判断依据。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种基于GOCAD的软基砂土液化范围确定方法，对整个工程区软基的砂土液化特性进行定量的分析和评价，初步确定土层在空间上的液化特性。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：基于钻孔标贯试验数据，应用GOCAD三维计算功能，对整个研究区进行赋值、插值运算，以N63.5-Ncr为量化参数，找出N63.5-Ncr＝0的临界等值线或等值面，通过临界等值线或等值面判断液化分布范围。具体步骤如下：

A.收集、整理现场标准贯入试验数据；

B.通过标准贯入试验数据计算实测标准锤击数和液化判别标准贯入锤击数临界值；

C.将钻孔的试验数据和计算的实测标准锤击数和液化判别标准贯入锤击数临界值导入GOCAD三维建模软件中，运行脚本文件计算实测标准锤击数与液化判别标准贯入锤击数临界值的关系值，该关系值记为N63.5-Ncr，即以N63.5-Ncr为量化参数；

D.GOCAD中建立三维网格，划分网格节点，节点赋值N63.5-Ncr属性，属性值插值，渲染，生成三维云图；

E.利用GOCAD软件切图功能：从地表开始每隔一定深度对三维云图做平切等值线图，找出平切等值线图和垂直等值线图中N63.5-Ncr＝0的临界值，通过临界值分析不同深度的土层否会发生液化，并确定其液化范围分布。同理也可以对三维云图做垂直等值线图，找出垂直等值线图中N63.5-Ncr＝0的临界值，以此分析某个位置的土层在竖向上的液化深度范围。其中，临界值包括临界等值线和/或等值面。

进一步的，计算实测标准锤击数和液化判别标准贯入锤击数临界值的公式分别为：

N63.5＝N63.5^/(ds+0.9dw+0.7)/(ds^/+0.9dw^/+0.7)；

其中：N63.5－工程正常运行时，标准贯入点在当时地面以下ds(m)深度处的标准贯入锤击数

Ncr－液化判别标准贯入锤击数临界值；

N63.5^/－实测标准锤击数；

ds－工程正常运行时，标准贯入点在当时地面以下深度；

dw－工程正常运行时，地下水位在当时地面以下深度，当地面淹没于水面以下时，dw取0；

ds^/－标准贯入试验是时，标准贯入点在当时地面以下深度；

dw^/－标准贯入试验是时，地下水位在当时地面以下深度，若当时地面淹没于水面以下时，dw/取0；

ρc－土的粘粒含量质量百分率，当ρc＜3％或为砂土时，取3％；

N₀－液化判别标准贯入锤击数基准值；

β－调整系数。

本发明的有益效果是：本发明利用GOCAD的空间分析处理能力，通过节点赋值，对离散的点数据进行插值计算，在生成的三维云图中进行渲染，直观的揭示整个软基建基面在钻孔和钻孔以外任意空间位置的砂土液化情况,最大化利用了有限的钻孔试验数据，减少了勘探的工作量，节省了勘探费用。准确、直观、形象的呈现了土层液化的空间分布特性和变化趋势，指导下阶段的精细化及勘察勘探布置。

具体实施方式