原状土取样质量的高低将直接影响地质评价和岩土工程设计、施工，尤其在软土地区的取土扰动分析对研究土体强度特性非常重要。采用理论研究、模型试验和透明土试验等方法，本项目重点研究了原状土取样过程产生的扰动和取土器的改进等内容：1）基于圆孔扩张理论和采用应力函数解修正地表应力的方法，得到了半无限土体中取土贯入引起的位移解和应变解，扰动大小主要与取土器的径厚比、长径比和刃角等参数有关；2）基于粒子图像测速（PIV）技术，分别在干砂、饱和砂和黏土中开展了半模取土器贯入室内模型试验，获得了不同取土器尺寸、密实度等条件下取土贯入引起的土体扰动变形场和剪切应变带分布特性。增大取土器内径能有效减小管内土体压缩变形，增大壁厚只会明显增大管外土体的扰动变形；管内横截面不同部位的土体变形规律基本一致，随着与管壁距离的增大而减小。松砂中的侧壁边缘扰动变形较大，影响范围在1/4-1/2倍取土器半径；由于密砂的密实度较高，不同部位土体变形差异较小，土体剪切变形影响范围较小；3）基于透明土试验技术，自制了一套动态扰动变形测量的透明土模型试验装置及数据采集系统。贯入过程中的刃脚挤土效应显著，土体总体上呈现隆起变形。增大取土贯入速率可以减小土体所受外部扰动的时间，从而有效减小扰动变形；4）利用PIV三维技术获得了取土贯入过程中土体表面的三维变形场，发现周边扰动土体产生对称分布的隆起变形，随着与取土器距离的增大而不断衰减，其影响范围约为0.5倍取土器半径，且主要集中在浅层贯入深度内；5）通过对现有薄壁取土器的结构改进，内外管的双层设计提高了管体刚度，内管壁附着聚脂薄膜减小了管体和土体之间的摩擦力和扰动，多个现场工程的应用表明其能够取得更好反映土体力学性质的高质量原状土样。研究成果不仅对土体扰动理论的研究具有科学意义，而且对我国透明土试验技术的发展和完善也起到了积极的推动意义，实现了通过高质量取样为施工设计提供科学准确的工程参数。 2100433B

原状取样是岩土工程勘察中的一项基础工作，取样质量的高低将直接影响地质评价和岩土工程设计、施工。取土过程中土样扰动分析在研究土体强度特性非常重要，尤其在软土地区。以往对取土过程中的扰动研究较少。本项目重点研究目前岩土工程勘察中的原状土取样过程产生的扰动和取土器的改进等内容，将采用理论研究、透明土试验和模型试验等研究方法。在理论研究中，分别将对取土器贯入过程中土体附加应力分布计算及取土过程中的扰动理论进行研究；在试验研究中，将通过结合模型试验，对取土过程中水气运移机理研究，引入透明土试验技术，将研制一种动态扰动变形测量的透明土模型试验装置及数据采集系统，并应用于本项目取土器内部土体扰动变形的研究。通过对现有薄壁取土器进行改进，取得高质量的、更好反映土体力学性质的原状土样。本项目实现高质量取样的目标，不仅会对土体扰动理论的研究有科学意义，而且对我国透明土试验技术的发展和完善也将起到积极推动意义。

本书针对软土地区取土过程中的扰动理论、数值模拟及室内取土试验进行了系统研究，主要内容包括取土贯入引起扰动的理论分析，通过取土贯入过程的数值模拟对取土器参数影响进行分析，并对国内常用的薄壁取土器进行改进等。

封面

软土地区取土扰动理论及试验研究

内容简介

前言

第1章 绪论

第2章 取土贯入引起扰动的理论分析

第3章 取土贯入的数值模拟及参数分析

第4章 取土器改进设计及试验注意事项

第5章 取土器贯入引起的土体变形试验研究

第6章 基于透明土的取土器贯入试验研究

第7章 土样质量评价及减小扰动措施

索引

封底

土样是指进行室内试验以确定土体的工程性质而专门借助钻孔用取土器从天然地基中取得原状土的试样。可在试坑、平洞、竖井或钻孔及天然地面采取。通常分为原状土样和扰动土样两类。前者保持土的天然结构和含水量，用以测定堆积密度、渗透性、压缩和抗剪强度等指标。后者的天然结构已被扰动，用以进行土的粒度分析、测定土的液性和塑性界限、密度、相对密度、天然坡角等。采集的土样数量和规格，应能以满足试验项目和试验方法而定。要求土样基本保持原有结构和含水量，应及时严密封蜡，以防止水分蒸发，启用前应妥善保管，不受震、受热和受冻。