江苏近海地层原位剪切波速相关特性及预测方法研究.docxVIP

第３６卷第３期海洋学报Ｖｏｌ．３６，Ｎｏ．３２０１４年３月ＡＣＴＡＯＣＥＡＮＯＬＯＧＩＣＡＳＩＮＩＣＡＭａｒｃｈ２０１４狄圣杰，汪明元，张昆，等．江苏近海地层原位剪切波速相关特性及预测方法研究［Ｊ］．海洋学报，２０１４，３６（３）：１２７—１３３，ｄｏｉ： １０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０２５３－４１９３．２０１４．０３．０１４ＤｉＳｈｅｎｇｊｉｅ，ＷａｎｇＭｉｎｇｙｕａｎ，ＺｈａｎｇＫｕｎ，ｅｔａｌ．Ｓｔｕｄｙｏｎｒｅｌａｔｅｄｆｅａｔｕｒｅｓａｎｄｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｉｎ－ｓｉｔｕｓｈｅａｒｗａｖｅｖｅｌｏｃｉｔｙｏｆｏｆｆ－ｓｈｏｒｅｓｔｒａｔｕｍｉｎＪｉａｎｇｓｕＰｒｏｖｉｎｃｅ［Ｊ］．ＡｃｔａＯｃｅａｎｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ），２０１４，３６（３）：１２７—１３３，ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０２５３－４１９３．２０１４．０３．０１４江苏近海地层原位剪切波速相关特性及预测方法研究狄圣杰１，２，汪明元１，张昆３，杜文博１，徐学勇１（１．中国水电顾问集团华东勘测设计研究院有限公司，浙江杭州３１００１４；２．浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心，浙江杭州３１００５８；３．浙江华东建设工程有限公司，浙江杭州３１００２８）摘要：剪切波速测试是原位勘测常用且有效的技术之一，其测试成果可用于分析场地土层动力学特性。海洋地层测试条件恶劣，在某些情况下对剪切波速的预测分析尤为重要。为了研究海洋地层精 确的剪切波速预测方法，结合江苏近海及潮间带的剪切波速原位测试成果，总结和对比分析了剪切波速预测方法，评判了剪切波速的变化特性和与土体物理力学指标的统计关系。基于广义回归神经网 络（ＧＲＮＮ）方法，通过剪切波速与土体各参数的统计关系，建立了剪切波速与土体各物理力学指标的非线性映射关系，进行了剪切波速的预测分析，得到了较好的预测结果。关键词：海洋地层；剪切波速；相关特性；ＧＲＮＮ；预测分析中图分类号：ＴＵ４１文献标志码：Ａ文章编号：０２５３－４１９３（２０１４）０３－０１２７－０７１引言剪切波速可较好地反映场地土的动力特性，是土层动力反应中不可缺少的重要参数，亦为判别饱和土 液化的重要依据，被广泛地应用于工程实践中。国内外学者在剪切波速预测和应用方面进行了大量的有益探索和研究。Ｏｈｔａ和Ｇｏｔｏ［１］研究了土体剪切波速与土体物理力学参数之间的回归关系，并进行了工程评价和应用；Ｍａｙｎｅ和Ｒｉｘ［２］在天然黏性土层中进行了原位测试，总结了静力触探锥尖阻力和剪切波速的相关性；Ｈａｒｄｉｎ和Ｄｒｎｅｖｉｃｈ［３］基于测试的剪切波速研究了地基土的动剪切模量，并对应用于工程设计的相关公式和规律曲线进行了总结；Ｐａｏｌｅｔｔｉ等［４］基于亚得里亚海近海岸静力触探（ＣＰＴ）测试数据，建立锥尖阻力、 相对密度及剪切波速的关系，进行了砂性土剪切波速的预测分析；Ｍａｎｄａｒ等［５］针对印度洋沿岸不同区域海相黏土进行了原位测试和室内土工试验，将剪切波速和土体压缩指标和强度指标进行了相关性分析；张 宇辉等［６］评价了土石混合介质中石料间隙土剪切波速规律，对砂土、粉质黏土、低液限黏性土３种土样的土体和土石混合体试件进行了不同含水率、不同含石量情况下试件剪切波速对比试验，可通过石料间隙土剪切波速评价混合料压实程度；刘红帅等［７］研究了常规土类剪切波速和测试深度的关系，并进行了综合评价和分析；潘国富等［８］对我国海域一些典型海底浅表收稿日期：２０１３－０６－１４；修订日期：２０１３－０８－０５。基金项目：国家自然科学基金；浙江省博士后科研项目二类择优资助（ＢＳＨ１３０２０１３）；中国水电顾问集团重大科技项目资助（ＧＷ－ＫＪ－２０１１－１８）；华东勘测设计研究院科技项目（ＫＹ２０１３－０２－０９）。作者简介：狄圣杰（１９８４—），男，山东省菏泽市人，博士后，工程师，从事岩土体参数方面的测试及分析研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｂｌｕｒｔｏｕｔ＠１６３．ｃｏｍ１２８层沉积物样品进行了剪切波速室内测试，获得了较有价值的研究数据，为海洋地层剪切波速研究提供了指导。海洋学报３６卷目前，剪切波速与岩土体各指标关系研究已取得了不少成果，但对于海洋土剪切波速测试及预测的研究工作报道较少。海洋地层原位测试条件恶劣，海域潮大流急，兼受风浪影响，在某些情况下，当无法进行原位剪切波速测试时，可根据土体物理力学特性和其他测试指标进行预测分析，估算出工程中认可的勘测信息，总结和发展其相应关系和评价方法，可一定程度上解决海上勘测面临的问题。根据该区域工程地质条件，选取江苏海域４个典型场地进行了原位剪切波速测试及土工试验成果分析，运用优化算法对剪切波速预测方法进行研究。２ 原位剪切波速测试江苏如东、东台近海、潮间带等区域拟建风电场工程项目，对４个