第7章原位测试1.docx

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第7章原位测试1

第七章原位测试

（1）

工程地质勘察中的试验有室内试验和现场的原位测试。

通过试验可以得到岩土的物理力学性质指标以及地下水等性质指标，供土木工程师设计时采用。

原位测试：

在岩土体原有的位置上，在保持岩土的天然结构、天然含水量以及天然应力状态条件下测定岩土性质称为原位测试。

优点（与室内试验比较）

●可以测定难以取得不扰动土样的有关工程力学性质。

●可以避免取样过程中的应力释放的影响。

●测试的土体影响范围大，因此代表性强。

●可大大缩短勘察周期。

缺点

●适用条件的限制。

●所得参数与土的工程力学性质之间的关系建立在统计经验关系上。

●成果影响因素复杂。

国内外所用的主要原位测试技术

●静载荷试验

●静力触探试验

●圆锥动力触探试验

●标准贯入试验

●十字板剪切试验

●扁铲侧胀试验

●旁压试验、现场直接剪切试验、波速测试、岩体原位应力测试和激振法测试等。

一、静力载荷试验（PLT）

1.概述

指在拟建场地上，在挖至设计的基础置深度的平整坑底放置一定规格的方形或圆形承压板，在其上逐级加荷载，测定相应荷载作用下地基土的稳定沉降量，分析研究地基土的强度与变形特性，求得地基土承载力与变形模量等力学数据。

●优点：

对地基土不产生扰动，结果最可靠、最具有代表性，可直接用于工程设计。

是确定承载力的最主要方法。

●缺点：

价格昂贵、费时。

●适用条件：

各种地基土，包括填土和含碎石的土。

●静力载荷试验的分类？

●按照承压板性状，可分平板载荷试验（PLT）和螺旋板载荷试验（SPLT）。

螺旋板载荷试验适用于深层地基土或地下水位以下地基土。

●按照承压板埋深可分为浅层平板载荷试验和深层平板载荷试验。

本章主要讲述浅层平板载荷试验。

2.试验装置及技术要点

●承压板

●要有足够的刚度，面积一般为1000-5000cm2。

●加荷装置

●包括压力源、载荷台架或反力构架。

●加荷方式有重物加荷和油压千斤顶反力加荷。

沉降观测装置

重物加荷

油压千斤顶反力加荷

试验技术要点

（1）加荷方法～分级加荷，可分为慢速法和快速法。

（2）沉降相对稳定标准；

（3）中止试验标准。

3.试验成果整理及其成果应用

A.试验成果整理：

p~s关系曲线；s~t关系曲线或者s~lgt关系曲线

典型p－s曲线

B.试验成果应用：

（1）确定地基承载力（确定方法？

）；

（2）确定变形模量E0；

（3）估算饱和软粘土的不排水剪强度Cu；

（4）估算地基的基床反力系数ks。

2、静力触探试验（CPT）

3、

1.概述

什么是静力触探试验？

静力触探（StaticConePenetrationTest,简称CPT）是借助机械把一定规格的圆锥形探头匀速压入土中，通过测定探头的阻力来确定土体的物理力学参数，划分土层的一种土体勘测技术。

●静力触探首先在荷兰研制成功，因此静力触探也叫“荷兰锥”试验。

●静力触探是可以迅速、连续的反映土质变化。

●适用于:

黏性土、粉土、砂土。

不适用于含碎石、砾石土层以及很密实的砂层。

按探头功能分：

单桥静力触探、双桥静力触探、孔压静力触探。

2.试验装置及技术要点

静力触探试验装置主要设备为静力触探仪，其由贯入装置（包括主机和反力装置）、传动系统和量测系统三部分组成。

其中主机可分为液压式和机械式；反力装置可分为自重式和锚式。

触探主机为机械传动式

3.试验成果整理及其成果应用

A.试验成果整理：

单桥：

ps~h关系曲线；

双桥：

fs~h、qc~h、Rf~h关系曲线；

双桥静力触探成果图

B.试验成果应用：

（1）划分土层；

（2）评定地基土强度参数（如估算黏性土Cu或砂土φ）；

（3）评定地基土变形参数（如土的E0，Es）；

（4）评定地基土承载力；

（5）预估单桩承载力；

（6）判断饱和砂土和粉土的液化势。

步骤：

（1）将静力触探探头阻力与深度曲线分段。

分段的依据是根据各种阻力大小和曲线形状进行综合分段。

（2）按临界深度等概念准确判定各土层界面深度。

临界深度及曲线第一较为恒定值段为第一层；探头继续贯入到第二层附近时，探头阻力会受到上下土层的共同影响而发生变化，变大或变小，一般规律是位于曲线变化段的中间深度即为层面深度，第二层也有较为恒定值段，以下类推。

（3）经过上述两步骤后，再将每一层土的探头阻力等参数分别进行算术平均，其平均值可用来定土层名称，定土层（类）名称办法可依据各种经验图形进行。

还可用多孔静力触探曲线求场地土层剖面。

幻灯片37

三、圆锥动力触探试验（DPT）

1.概述

什么是动力触探试验：

是利用一定的锤击动能，将一定规格的探头打入岩土中，根据打入土的难易程度（可用贯入度、锤击数或探头单位面积动贯入阻力来表示）判定岩土层性质的一种原位测试的方法。

●分类：

依据为穿心锤的重量和探头类型：

优点：

（1）设备简单，且坚固耐用；

（2）操作及测试方法容易，一学就会；

（3）适用性广；

（4）快速，经济，能连续测试土层；

（5）有些动力触探，可同时取样，观察描述；

（6）经验丰富，使用广泛。

适用于:

强风化、全风化的硬质岩石、各种软质岩石及各类土。

2.试验装置及技术要点

试验装置主要设备为：

（1）落锤（穿心锤）；

（2）圆锥探头；

（3）探杆。

锥状探头

测试程序及其技术要点

以重型动力触探试验为例：

（1）试验前将触探架安装平稳，使触探保持垂直地进行。

垂直度的最大偏差不得超过2%；

（2）贯入时应使穿心锤自由落下。

地面上的触探杆的高度不宜过高，以免倾斜与摆动太大；

（3）锤击速率宜为每分钟15-30击；

（4）及时记录每贯入0.10m所需的锤击数；

（5）对于一般砂、圆砾和卵石，触探深度不宜超过12-15m；超过该深度时，需考虑触探杆的侧壁摩阻的影响；

（6）每贯入0.1m所需锤击数连续三次超过50击时，即停止试验。

3.试验成果整理及其成果应用

A.试验成果整理：

贯入击数N10、N63.5、N120~h关系曲线；

B.试验成果应用：

（1）确定砂土、碎石土密实度；如N与密实度关系

（2）确定（评定）地基承载力；如N与f0关系

（3）确定（评定）地基变形参数；如N与E0关系

（4）确定（评定）地基强度参数；如N与φ关系

（5）预估单桩承载力；如N与Rk关系

（6）判断砂土液化势；如N63.5