[发明专利]一种软土层钻孔缩径层位与影响因素的测定方法

摘要

本发明涉及一种软土层钻孔缩径层位与影响因素的测定方法，其属于地基钻孔灌注桩孔壁缩径变形防治领域。它包括钻孔孔壁缩径测试与钻孔几何要素、钻孔孔壁缩径率基准评价参数、不同土层缩径变形影响率与主次要缩径变形层位、钻孔灌注桩孔壁缩径影响因素、缩径变形影响因素初始化决策矩阵、缩径变形影响因素标准化决策矩阵、缩径变形影响因素灰色关联系数和孔壁缩径变形主要、次要与不显著因素的确定。本发明的有益效果是：通过对孔壁缩径影响因素灰色关联分析，解决了各因素之间多重相关性相互转化问题，提出了利用关联度综合分析确定和评价不同钻孔缩径防治因素其影响与作用大小的方法，对灌注桩钻孔缩径防治因素的分析与评价具有重要实用价值。

主权项

一种软土层钻孔缩径层位与影响因素的测定方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：钻孔孔壁缩径测试与钻孔几何要素的确定；(1)确定待评价钻孔灌注桩孔壁缩径的测试区域范围，在该区域内对所有出现孔壁缩径的桩位进行几何要素的测量，采用JJC‑1D型灌注桩孔径检测系统对实验钻孔直径沿钻孔深度进行检测，按深度每隔125mm测量一组数据，将数据录入Excel表格中；(2)根据检测数据将钻孔直径绘制成沿深度变化的曲线，并根据《建筑桩基技术规范》JGJ 94‑2008与《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202‑2002中针对灌注桩钻孔孔径允许偏差的规定，将钻孔实际直径小于设计直径50mm的部分划分为缩径部分，确定缩径部分M个土层孔径变化值Di；步骤二：钻孔孔壁缩径率基准评价参数的确定；(1)根据工程地质勘探资料，确定钻孔孔壁缩径黏性软土与淤泥质土层层数N与每层厚度Mi，依此本发明提出将钻孔缩径段累计钻孔缩径值与缩径段对应孔径设计值之比的均值定义为评价单个钻孔孔壁缩径率的基准变量；(2)设钻孔以一定深度125mm为单位测量其钻孔各对应位置的孔径值Di，则钻孔孔壁缩径率的基准变量为，1)钻孔每层软土层孔壁缩径率，ηj=1MΣi=1MD0-DiD0---(1)]]>2)钻孔孔壁整体缩径率的基准变量，η=1NΣj=1Nηj---(2)]]>式中，D0—钻孔孔径设计值，Di—钻孔孔径实际值，M—每层软土层测量数据组数，N—软土层层数；步骤三：不同土层缩径变形影响率与主次要缩径变形层位的确定；根据钻孔每层软土层孔壁缩径率与钻孔孔壁整体缩径率，可确定不同软土层缩径变形影响率，即钻孔每层软土层孔壁缩径率与钻孔孔壁整体缩径率之比为ξj=ηjη---(3)]]>式中，ξj—第j层软土层缩径变形影响率；步骤四：钻孔灌注桩孔壁缩径影响因素的确定；在测试区域内对钻孔灌注桩土层进行工程地质与水文地质勘探与测试，并确定m个影响灌注桩孔壁缩径变形的因素与数值x1，x2，……，xm，将测得数据分别对应各个评价单元录入EXCEL表格；步骤五：缩径变形影响因素初始化决策矩阵的确定；(1)选择缩径变形基准评价参数作为基准变量，记作X0＝(x0(1),x0(2),…,x0(k)…,x0(n))    (4)式中，x0(k)－第k个测试钻孔的缩径变形基准评价参数值；(2)根据n组钻孔测试数据，可确定m个缩径影响因素初始化决策矩阵如下X=x0(1)x1(1)...xi(1)...xm(1)x0(2)x1(2)...xi(2)...xm(2)............x0(k)x1(k)...xi(k)...xm(k)............x0(n)x1(n)...xi(n)...xm(n)i=1,2,...,m;k=1,2,...,n---(5)]]>式中，xi(k)－第k个钻孔的第i个缩径影响因素数值；步骤六：缩径变形影响因素标准化决策矩阵的确定；采用初值化法对指标序列进行无量纲化，初值化法按式(6)计算，xi′(k)=xi(k)xi(1)i=0,1,...,m;k=1,2,...,n---(6)]]>则数据序列无量纲化后形成标准化决策矩阵为X′=x0′(1)x1′(1)...xi′(1)...xm′(1)x0′(2)x1′(2)...xi′(2)...xm′(2)............x0′(k)x1′(k)...xi′(k)...xm′(k)............x0′(n)x1′(n)...xi′(n)...xm′(n)---(7)]]>步骤七：缩径变形影响因素灰色关联系数的确定；根据步骤五中标准化决策矩阵，计算每个比较指标序列与基准序列的序列差绝对值，按式(8)计算，Δoi(k)＝|x′o(k)‑x′i(k)|i＝1,2,…,m；k＝1,2,…,n   (8)确定两极差即差序列中的最大值和最小值，记为△(max)和△(min)，则Δ(max)=maxi=1mmaxk=1n{Δoi(k)}---(9)]]>Δ(min)=mini=1mmink=1n{Δoi(k)}---(10)]]>计算关联系数r(x0(k),xi(k))=Δ(min)+ξΔ(max)Δoi(k)+ξΔ(max)---(11)]]>式中：ξ为分辨系数，其意义是削弱最大绝对值太大引起的失真，提高关联度之间的差异显著性，在(0，1)之间取值，ξ越小，关联系数间的差异越大，区分能力越强；步骤八：孔壁缩径变形主要、次要与不显著因素的确定；(1)平均关联系数的确定，考虑每个影响因素单独对基准变量的贡献，进而从众多因子中分辨出主要因子、次要因子及不显著因子，先计算各影响因素的关联系数大小，为此，比较序列Xi与基准序列X0的关联程度是通过n个关联系数来反映的，因此，根据式(12)求n个关联系数的平均值就可确定Xi与X0关联度γ0i=1nΣk=1nr(x0(k),xi(k))---(12)]]>(2)主要、次要与不显著孔壁缩径影响因素的确定，关联度越大，说明孔壁缩径影响因素对钻孔缩径的关联与作用就越大，对各因素得出的关联度进行比较，取值越大说明所对应的孔壁缩径影响因素对钻孔缩径的影响与作用越大。