1 引言
波利山尾矿坝事故发生后【事故发生8年后,Mount Polley尾矿坝溃坝涉事的三名岩土工程师受到处罚;尾矿坝稳定性分析和设计的数值模拟】,为了配合调查组的审查,矿山的开发者---波利山矿业公司(Mount Polley Mining Corporation)委托ConeTec公司(一家专门从事CPT的公司,加拿大的一些重大工程项目试验都是由ConeTec完成的)在溃坝场地附近作了一系列现场试验(10/01/2014至11/04/2014)。该试验以CPT为主,包括20次电阻率地震静力触探试验(RSCPTu), 1次静力触探试验(RCPTu),10个电子十字板剪切试验(VST)和两个钻孔的标准贯入试验能量测试(SPTe)。
在ConeTec提供的原始文档中,有以下四种类型的文件格式。为了对这些数据进行更深入的分析,例如导入到CPT分析软件进行参数回归和液化分析,需要详细解读各个文件代表的具体含义。
14-02091_RP06.COR
14-02091_RP06-BSC.XLS
14-02091_RS01-NLI.XLS
14-02091_RP06-PPD.XLS
2 格式解读
2.1 COR格式
象其它CPT公司提供的标准数据文件一样,ConeTec CPT的数据文件格式后缀是COR,实际上是一个ASCII文本文件,几乎任何文本编辑器都可以读取。如上显示的ConeTec文件名称是按一定规则来定名的:
(1) 项目编号。项目编号以两位数的年份开始,连接号后面的数值应该代表的是当年完成的第几个项目,大多数公司偏爱使用这种格式进行项目管理。
(2) 下划线作为分隔符,随后的两个字母代表着测试类型,例如RP表示的是电阻率CPT试验(Resistivity Seismic Cone Penetration), 后面的两位数字06代表的是试验编号ID。最后一个字符的位置是为识别(如b、c、d等)保留的,用于同一地点的多个测试结果。
因此14-02091_RP06.COR保存的是标准的CPT数据。COR文件由四部分组成:
(1) 前两行是项目信息(Header Lines),包括工作时间,地点,项目编号之类的东西。
(2) 数据记录(Data records)。标准的数据记录包含4列用一个逗号和空格分隔每个数据项。第1列是探测深度,第2列是端阻力qc, 第3列是摩阻力fs, 第4列是动态孔隙压力u。第5列为空或可能包含其他要求的数据,如伽马、电阻率或UVIF数据。在14-02091_RP06.COR中,包含了5列数据,第5列是电阻率Resistivity。
(3) 数据结束符(End of data marker)。在最后一行数据之后,有一行包含一个ASCII 26(CTL-Z)字符(小的矩形字符),后面是换行(回车/换行), 用来标记数据结束,如下图所示。
(4) 单位信息(Units information)。文件的最后部分包含了为探测所选择的单位信息,如上图所示。第一行是一个分隔条(===), 第二行是测试时使用的单位,即前四列数值的单位,操作工在测试时可以选择使用哪一种单位,第三行是记录的数据单位与ConeTec公司软件的转换值,为了写报告时出图使用。
2.2 BSC文件
BSC文件(14-02091_RP06-BSC.XLS)是Excel格式文件,由COR文件生成,BSC文件包含了测试的额外信息,如坐标信息、探头净面积比以及平均间隔等。与COR文件相比,主要多出来的两列数据是qt和Rf, 这是根据前四列基本数据推导出来的值。qt根据测得的端阻力考虑了孔隙压力进行了修正:
Rf是摩擦比,Rf=fs/qt(%),以百分比表示。
2.3 NLI文件
NLI文件(14-02091_RS01-NLI.XLS)是ConeTec增强的CPT数据解释输出,总共有37列。这些数据是通过半经验的回归关系式得出的,我们将在以后详细讨论。
2.4 PPD文件
PPD文件(14-02091_RP06-PPD.XLS)是孔隙压力耗散(Pore pressure dissipation)文件, 以Excel格式储存,其中包含每个超过最小持续时间的耗散轨迹,第一列包含以秒为单位的时间,第二列包含以分钟为单位的时间。随后的几列包含耗散跟踪数据,这些列延伸至数据集中最长的轨迹。
3 CPT数据解释
上面提及的NLI文件是对CPT试验数据的解释。在这个领域,最经典的参考书是《Lunne, T., Robertson, P. K. and Powell, J. J. M. (1997) Cone Penetration Testing in Geotechnical Practice》,后来Dr. Robertson从阿尔伯塔大学(University of Alberta)退休后, 加入了美国的Greggdrilling公司,另一家专门作CPT的公司,继续完善他的CPT数据解释方法。目前世界上大部分的CPT数据解释方法包括ConeTec公司的软件都是基于Dr. Robertson的研究成果。