孔隙水压力静力触探(简称孔压静探)是80年代发展起来的一项土体原位测试新技术.这一技术是把测孔隙水压力的传感元件与标准静力触探组合在一起,能在测定锥尖阻力q<,c>和侧壁摩阻力f<,s>的同时,量测探头贯入时土体中产生的超孔隙水压力△u,以及能在探头停止贯入后,量测超孔隙水压力△u随时间的消散过程,这使得它能够被用来求解土体的渗透和固结系数.孔压静探有着其它勘测技术不可比拟的优势.它划分土层精度高,可修正孔压对q<,c>和f<,s>的影响,还能用来计算土层的渗透系数、固结系数以及超固结比等重要土性参数,也可进行有效应力分析等.它还具有快速、连续、直观、经济等众多优点.由于该项技术的这些突出优点,在国际上得到迅速的发展.然而,至今对孔压静探测试结果的分析应用绝大部分还停留在经验、半经验公式基础上,其测试机理还不十分清楚,机理研究仍处于探索阶段,这必然会阻碍它在工程实践中的应用.只有理论才能解决本质问题,只有弄清测试机理,才能提高测试精度,从而求解出令人信服的参数,才能使孔压静探进一步发展.该论文主要致力于孔压静探测试土层固结系数的机理方面的研究.该次研究主要从两个方面开展,即理论方面研究和模型试验研究,先通过理论求解,然后用模型试验进行验证.该文广泛收集了前人的相关资料,简明总结介绍了前人的理论研究和模型试验研究的成果,并充分分析其优缺点.在此基础上,通过深入分析探头贯入的过程,在已有的静力触探贯入机理的基础上,对复杂的贯入过程及贯入过程中周围土体的排水条件和应力条件等作了必要的简化,根据Terzaghi固结理论,建立了用孔压静探测试土层固结系数的空间轴对称问题的数学模型.通过进一步分析求解探头贯入时,周围土体中超孔隙水压力的产生、初始分布及消散过程,从而对所建立的数学模型进行解析求解,由此得到用CPTU推算土层固结系数的计算公式.理论推导分析和模型试验是各种研究工作的两条主要途径,模型试验和原位观测一样,是验证理论可靠性的基础.该文在分析、借鉴前人所做模型试验的基础上,结合目前的测试条件,以孔隙水压力计和土压力盒作为量测的基本手段,以粘土作为填料,在室内进行了孔压静探(CPTU)测试机理的模型槽试验.通过在粘土中的模型槽试验,主要进行了以下方面的分析研究:①探头贯入时,探头周围土体中超孔隙水压力的变化及分布;②停止贯入后,孔压消散过程中探头周围土体中的超孔压变化;③探头贯入时,周围土体的轴向附加应力和径向附加应力的变化及分布;④探头贯入时的锥尖、侧壁摩阻力孔隙水压力的变化.