[发明专利]基于量纲分析法的各类动力触探试验指标之间的转化方法

说明书

本发明公开了一种基于量纲分析法的各类动力触探试验指标之间的转化方法：某种已知形式的动力触探试验中，D_m是W_m、d_m以及q_pm的函数；用绝对系数基本量纲表示上述物理量，独立的无量纲参数组合π为π₁、π₂；某种已知形式的动力触探试验的物理量组成的无量纲参数组合；按照各物理量的量纲排列成“量纲矩阵”，求解π₁、π₂；得出其它任意形式的动力触探试验中物理量和某种已知形式的动力触探试验中物理量的关系式；将某种已知形式的动力触探试验的贯入指标转化为其它任意形式的动力触探试验的贯入指标。本发明能够对不同类型动力触探试验的评价体系进行相互转化，为实际工程的设计和施工带来极大的便利。

技术领域

本发明涉及一种贯入指标之间的转化方法，更具体的说，是涉及一种基于量纲分析法的各类动力触探试验指标之间的转化方法。

背景技术

如图1所示，动力触探试验是指利用一定的锤击能量将一定规格的圆锥探头打入土中，根据贯入锤击数来判别土层类别及推测土的各类工程特性。因其具有操作简便，成本低，易携带，且无需取原状土样进行室内试验等优点，如今正越来越多地被应用于现场地基的土性评价。

然而，目前世界上存在着多种形式的动力触探仪。例如，表1所示为《岩土工程勘察规范》(GB-50021-2001)规定的国内常见的三种形式的动力触探仪。每种形式所对应的动力触探试验又都存在着各自的贯入指标。故而，导致业内关于动力触探贯入指标与地基土物理力学性质关系的规范表达式多且杂，从而为现场工程的设计和施工带来了诸多不便。

表1《岩土工程勘察规范》(GB-50021-2001)规定的三种动力触探仪

综上所述，如果采用一种方法，通过其能够将不同类型的动力触探试验贯入指标进行相互转化，则只要确定某一特定类型的动力触探试验的贯入指标与地基土各种物理力学性质的关系，便可导出在相同土质条件下其它类型的动力触探试验贯入指标与相应土体物理力学指标之间的关系，这将为相关规范的修订以及实际工程的设计与施工带来极大的方便。“量纲分析法”是一种根据描述物理过程的物理量的量纲和谐原理，通过建立相似准数，寻求物理过程中各物理量间的关系的方法。而不同类型的动力触探试验其物理过程本质上是相似的，亦即试验过程中各物理量间的关系是相似的。因此，提出一种基于“量纲分析法”的不同类型动力触探试验贯入指标之间的转化方法是可行的，且具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种基于量纲分析法的各类动力触探试验指标之间的转化方法，采用该方法能够对不同类型动力触探试验的评价体系进行相互转化，为实际工程的设计和施工带来极大的便利。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明的基于量纲分析法的各类动力触探试验指标之间的转化方法，包括以下步骤：

步骤一，由土力学可知，在某种已知形式的动力触探试验中，探头的累计贯入深度D_m是锤击能量W_m、探头直径d_m以及土阻力q_pm的函数，将这些物理量之间的关系写成一般函数的形式为：

f(D_m,W_m,d_m,q_pm)＝0

步骤二，用绝对系数基本量纲表示上述物理量，得：

D_m为L W_m为FL

d_m为L q_pm为FL^-2