Đây là một nội dung nằm trong đề tài nghiên cứu "Những luận chứng khoa học lịch sử” nhằm xác định 3 vị trí lịch sử để phục vụ cho công tác quy hoạch, đầu tư, tôn tạo các di tích liên quan đến chúa Nguyễn trên địa bàn huyện Triệu Phong.
Cuộc khai quật được tiến hành tại khu vực thực địa ở Cát Dinh, thôn Trà Liên, xã Triệu Giang, huyện Triệu Phong trong vòng 14 ngày từ 20/7-2/8/2016 trên tổng diện tích 113,63m2, bao gồm 3 khu vực: Trà Bát 1, Trà Bát 2 và Trà Bát 3.
Khu vực Trà Bát 1, lực lượng chức năng đã thực hiện tại 3 hố với mục tiêu thăm dò cấu trúc La thành dinh Chúa Nguyễn với diện tích 67,13m2.
Tại khu vực Trà Bát 2, mục tiêu thăm dò là dấu tích Dinh Cát với diện tích 18m2.
Tại khu vực Trà Bát 3, mục tiêu thăm dò cấu trúc di tích Phủ Thờ sau khi chúa Nguyễn dời dinh, khu vực này được lấy làm nơi thờ bài vị trung ương, với tổng diện tích 28,5m2.
Ngoài ra, đề tài còn thăm dò thêm 2 bờ đất nghi là lũy thành. Trong quá trình khai quật, người dân thôn Trà Liên Tây đã có nhiều đóng góp trong việc cung cấp thông tin và nhân lực.
Cuộc thăm dò và khai quật khảo cổ đã đưa ra được nhiều bằng chứng quan trọng để tìm ra những ký ức lịch sử về Lỵ sở của chúa Nguyễn thời 1570-1626, qua đó chứng minh rằng nơi đây là một khu vực quan trọng với sự tồn tại của nhiều công trình kiến trúc, đặc biệt là kiến trúc la thành.
Kết quả cuộc khai quật đã phát hiện nhiều dấu tích khác nhau như gạch ngói và đồ gốm gạch, chủ yếu là gạch thẻ màu đỏ, có độ nung thấp, dễ gọt cắt; ngói chủ yếu là ngói phẳng, mỏng, độ nung thấp, có phát hiện thấy ngói mũi sen nhưng rất hiếm; đồ đất nung chủ yếu là các loại bát, nhiều mảnh nối còn giữ nguyên cả vết cháy đen do hun nấu, có niên đại từ thế kỷ XVI-XIX; gốm sành khá phổ biến, đa dạng về loại hình như bình, vò, hũ, chậu, lọ...
Tại các hố khai quật ở Trà Bát 1, các vệt thành Đông, Tây và Nam đã lộ diện, đồng thời những phát hiện khảo cổ cũng đưa đến những kiến thức về kỹ thuật xây dựng thành thời kỳ này.
Bên cạnh đó, những chứng cứ khảo cổ ở khu vực trà Bát 2 và Trà Bát 3 cũng đưa đến những kết luận quan trọng như: khu vực Trà Bát 1 chính là nơi có khả năng là Lỵ sở của chúa Nguyễn những năm đầu thế kỷ XVII; kết quả khai quật ở Cồn Dinh hay Phủ Thờ chứng minh trước đây nơi sầm uất, nơi tụ cư đông đúc với những phiên chợ đầy đủ các mặt hàng, đặc biệt là gốm sứ chứng minh sự quan trọng của Triệu Phong xưa trong lịch sử.
Dấu ấn chúa Nguyễn Hoàng tại Quảng Trị được ghi lại theo lịch sử bắt đầu từ tháng 10/1558 khi chúa Nguyễn Hoàng xin vua vào trấn thủ vùng đất mới. Ông đã dừng lại ở Ái Tử (nay là huyện Triệu Phong, tỉnh Quảng Trị) và đặt thủ phủ đầu tiên tại đây, còn gọi là Dinh Ái tử từ năm 1558-1570.
Đến tháng 1/1570, chúa Nguyễn Hoàng cho dời dinh từ Ái Tử sang làng Trà Bát, còn gọi là Dinh Trà Bát.
Năm 1600, Nguyễn Hoàng trở lại Thuận Hóa và tiến hành chuyển Lỵ sở một lần nữa gọi là Dinh Cát hay Cát Dinh.
Năm 1626, ông tiến hành cho dời Lỵ sở từ Quảng Trị vào vùng Phước Yên của Thừa Thiên-Huế.
Tuy nhiên, Dinh Cát vẫn được sử dụng như một căn cứ tiền tiêu. Lúc này, Dinh Cát được xem là 1 trong 12 dinh của xứ đàng trong; đồng thời là trung tâm hành chính, chính trị từ thế kỷ XVII-XVIII.
Vào thời kỳ 1802-1809 khi vua Gia Long lập dinh Quảng Trị thì Dinh Cát là được xem là Lỵ sở của dinh Quảng Trị buổi ban đầu.
Tại lễ công bố, Ban tổ chức đã tiến hàng trưng bày một số hiện vật tiêu biểu trong quá trình thăm dò, khai quật như bát sứ, miệng vò, miệng nồi, hũ sành, gạch, ngói, đồ đất nung.