多功能CPT测试技术在环境岩土工程中的应用研究现状研究.pdf

第四篇原位土工试验及测试技术 ·313· 多功能CPT测试技术在环境岩土 工程中的应用研究现状 杜广印 刘松玉 童立元 蔡国军 (东南大学岩土工程研究所，南京210096) 摘要：概述了国际上多功能CFI技术在环境岩土工程领域中的应用研究现状，介绍了应用于环境岩 土的基于CPT的传感器技术，并引用了国际上一些典型应用实例以验证多功能CPT技术的可行性与有 效性，同时还分析了国内CPT技术与国际上在该领域的差距，加强多功能CFF技术的开发与研究工作， 以赶上国际先进水平。 关键词：多功能CPT；环境岩土工程；传感器 1前言 自1932年静力触探试验问世以来，经过70余年的努力，国内外对静力触探的操作及其在岩土 工程领域的应用已经积累了大量经验，并制定了有关规范。国外从20世纪40年代C门的出现开 始到现在一直没有放弃对CPT的改进工作，我国CPT技术在早期基本上与国际水平同步发展，但 由于制造技术等方面的原因，80年代后期始，我国的CPT技术无论在观念方面，还是从理论研究 与应用方面已明显落后于国际水平…。 从20世纪80年代中期开始，随着环境岩土工程的发展，国际不少机构研制开发了用于CPT 的新型传感器，进一步加强了CPT技术在环境岩土工程领域中的应用，促进了CPT向多功能、多 领域方向的发展。而国内CPT技术受限于传感器等技术的落后，在此方面处于空白状态。 本文旨在对国际上多功能CPT技术在环境岩土工程领域中的应用及其研究成果进行系统的 介绍，同时引用国际上一些典型应用实例以验证其使用效果，供国内同行参考，并期望引起国内环 境岩土工程领域专家的兴趣，以促进国内CPT技术的发展。 2 CPT应用于环境岩土工程的背景 场地环境岩土工程特性调查的目的主要是为了确定场地地层剖面、水文地质条件、污染范围及 污染程度。由于化学污染物对人体的危害，导致场地调查的复杂性，传统的钻孑L取样技术在国外已 不再像以前一样得到重视，最近研究的重点在于发展地下取样与测试技术，包括半侵人性的CPT 技术和非侵入性的地面地震波技术等。但是，污染程度的定量评价需要得到某些地下水与土壤的 特定参数，这些是地面物探方法难以准确得到的，而附加有特定传感器的CPT技术毫无疑问是很 好的选择，因此现在在国外，这种多功能的CPT技术已经成为场地污染调查的常用方法。 在环境岩土工程领域，多功能CPT通常有两种测试方法：一种是不取样的直接测试；另一种是 使用可取样的传感器来获得一定量的地下水、气样(直接贮存在探头中或通过传输线输送至地面进 行现场采集分析)。但要注意的是，不取样的传感器提供的仅仅是地下水和土壤测试参数相对量的 变化(如地下水土体积电阻率的相对改变量)，不能提供污染绝对量分析的数据。场地污染物集中 程度的定量评价，只能通过传感器取样，并对水、土、气样进行室内试验分析获得。 江苏省交通科学研究计划项目资助。 ·314· 土工测试技术实践与发展 3应用于环境岩土的传感器技术 传统的CPT测试参数包括锥尖阻力、侧壁摩阻力及孔压，而当把额外的传感器集成在探头中 后，大大提高了其反映土特性或环境特性的能力。一般情况下，附加的传感器直接安装在摩擦套管 的后面，有时也作为一个独立的模块连接于整个探头的后面。目前，已开发出的应用于CPT环境 岩土测试的传感器如表1所示幢J。 在表1中，以RCPT技术的应用最为成熟，已经有较多的成功应用实例。当然，其他方法如可 视化CPT等在环境岩土工程中也逐渐得到了使用。 表1环境岩土工程中使用的应用于CPT的传感器 传感器 测试参数 应用情况 资料来源 HorsneU，1988；Campanella， 土壤污染范围调查，如探 土层体积电阻率及其 et