《土體原位測(cè)試》ppt課件

1、第一章第一章 概述概述一、土體原位測(cè)試的概念原位測(cè)試In-Situ Testing ：在巖土體原有的位置上，在堅(jiān)持巖土的天然構(gòu)造、天然含水量以及天然應(yīng)力形狀條件下測(cè)定巖土性質(zhì)稱(chēng)為原位測(cè)試。土體原位測(cè)試：普通指的是在工程地質(zhì)勘察現(xiàn)場(chǎng)，在不擾動(dòng)或根本不擾動(dòng)土層的情況下對(duì)土層進(jìn)展測(cè)試，以獲得所測(cè)土層的物理力學(xué)性質(zhì)目的及劃分土層一種土工勘察技術(shù)。二、優(yōu)點(diǎn)與室內(nèi)實(shí)驗(yàn)比較二、優(yōu)點(diǎn)與室內(nèi)實(shí)驗(yàn)比較不需經(jīng)過(guò)鉆探取樣，直接測(cè)定巖土力學(xué)性質(zhì)，不需經(jīng)過(guò)鉆探取樣，直接測(cè)定巖土力學(xué)性質(zhì)，更能真實(shí)反映巖土的天然構(gòu)造及天然應(yīng)力更能真實(shí)反映巖土的天然構(gòu)造及天然應(yīng)力形狀下的特性。形狀下的特性。原位測(cè)試所涉及的土尺寸較室內(nèi)實(shí)驗(yàn)樣品

2、要原位測(cè)試所涉及的土尺寸較室內(nèi)實(shí)驗(yàn)樣品要大得多，因此更能反映土的宏觀構(gòu)造如裂大得多，因此更能反映土的宏觀構(gòu)造如裂隙等隙等)對(duì)土的性質(zhì)的影響，比土樣具代表對(duì)土的性質(zhì)的影響，比土樣具代表性。性?？煞磸?fù)進(jìn)展驗(yàn)證，縮短實(shí)驗(yàn)周期?？煞磸?fù)進(jìn)展驗(yàn)證，縮短實(shí)驗(yàn)周期。l土體原位測(cè)試方法很多，可以歸納為以下兩類(lèi)：l (1)土層剖面測(cè)試法(logging or stratigraphic profiling methods)：主要包括靜力觸探、動(dòng)力觸探、扁鏟松脹儀實(shí)驗(yàn)及波速法等。土層剖面測(cè)試法具有可延續(xù)進(jìn)展、快速經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)。 l (2)專(zhuān)門(mén)測(cè)試法(specific test methods) ：主要包括載荷實(shí)驗(yàn)、旁

3、壓實(shí)驗(yàn)、規(guī)范貫入實(shí)驗(yàn)、抽水和注水實(shí)驗(yàn)、十字板剪切實(shí)驗(yàn)等。土的專(zhuān)門(mén)測(cè)試法可得到土層中關(guān)鍵部位土的各種工程性質(zhì)目的，精度高，測(cè)試成果可直接供設(shè)計(jì)部門(mén)運(yùn)用。其精度超越室內(nèi)實(shí)驗(yàn)的成果。三、土體原位測(cè)試的種類(lèi)三、土體原位測(cè)試的種類(lèi)四、土體原位測(cè)試的運(yùn)用四、土體原位測(cè)試的運(yùn)用根據(jù)不同的測(cè)試方法包括根據(jù)不同的測(cè)試方法包括CPT、DPT、PLT、PMT、FVST、SDPT，其運(yùn)用可，其運(yùn)用可歸納為：歸納為：1、土層土類(lèi)劃分；、土層土類(lèi)劃分；2、求天然地基承載力；、求天然地基承載力；3、測(cè)定土的物理力學(xué)性質(zhì)目的；、測(cè)定土的物理力學(xué)性質(zhì)目的；4、在樁基勘察中的運(yùn)用；、在樁基勘察中的運(yùn)用；5、評(píng)價(jià)砂土和粉土的地震液

4、化；、評(píng)價(jià)砂土和粉土的地震液化；6、求解土的固結(jié)系數(shù)、浸透系數(shù)及不排、求解土的固結(jié)系數(shù)、浸透系數(shù)及不排水抗剪強(qiáng)度等；水抗剪強(qiáng)度等；7、檢驗(yàn)壓實(shí)填土的質(zhì)量及強(qiáng)夯效果；、檢驗(yàn)壓實(shí)填土的質(zhì)量及強(qiáng)夯效果；8、進(jìn)展淺根底的沉降計(jì)算；、進(jìn)展淺根底的沉降計(jì)算；9、其它。、其它。第二章第二章 靜力觸探靜力觸探一、定義一、定義靜力觸探靜力觸探(Static Cone Penetration Test,簡(jiǎn)稱(chēng)簡(jiǎn)稱(chēng)CPT)是借助機(jī)械把一定是借助機(jī)械把一定規(guī)格的圓錐形探頭勻速規(guī)格的圓錐形探頭勻速壓入土中，經(jīng)過(guò)測(cè)定探壓入土中，經(jīng)過(guò)測(cè)定探頭的端阻頭的端阻q，側(cè)壁摩阻，側(cè)壁摩阻力力f來(lái)確定土體的物理來(lái)確定土體的物理力學(xué)參數(shù)，

5、劃分土層的力學(xué)參數(shù)，劃分土層的一種土體勘測(cè)技術(shù)。一種土體勘測(cè)技術(shù)。l靜力觸探首先在荷蘭研制勝利，因此靜力觸探也叫“荷蘭錐實(shí)驗(yàn)。l按丈量機(jī)理分：機(jī)械式靜力觸探和電測(cè)式靜力觸探l按探頭功能分：?jiǎn)螛蜢o力觸探、雙橋靜力觸探、孔壓靜力觸探l電測(cè)式靜力觸探的優(yōu)點(diǎn)：1測(cè)試延續(xù)、快速，效率高，功能多，兼具勘探與測(cè)試雙重作用；2測(cè)試數(shù)據(jù)精度高，再現(xiàn)性好；3采用電測(cè)技術(shù)，便于實(shí)現(xiàn)測(cè)試工程的自動(dòng)化，測(cè)試成果可由計(jì)算機(jī)自動(dòng)處置，減少了任務(wù)強(qiáng)度。二、測(cè)試設(shè)備與種類(lèi)二、測(cè)試設(shè)備與種類(lèi)設(shè)備組成：觸探主機(jī)和反力安裝觸探主機(jī)可分為液壓式和機(jī)械式反力安裝可分為自重式和錨式丈量與記錄顯示安裝探頭和探桿觸探主機(jī)為液壓傳動(dòng)式的，反力安

6、裝為自重式。觸探主機(jī)為液壓傳動(dòng)式的，反力安裝為地錨式。觸探主機(jī)為機(jī)械傳動(dòng)式的，反力安裝為地錨式。探頭是靜力觸探儀的關(guān)鍵部件分為三種類(lèi)型：?jiǎn)斡脴蛱筋^、雙用橋探頭、多用孔壓探頭Ps：比貫入阻力，qc：錐尖阻力，fs：側(cè)壁摩阻力，uw ：孔隙水壓力國(guó)際規(guī)范探頭的規(guī)格：錐頭頂角60、底面積10cm2、側(cè)壁摩擦筒面積150cm2、透水石在錐底單用橋探頭 雙用橋探頭 多用孔壓探頭三、測(cè)試原理三、測(cè)試原理 電阻應(yīng)變片電阻應(yīng)變片 電橋電橋I電流電流R電阻電阻 U電壓根據(jù)歐姆定律電壓根據(jù)歐姆定律 電壓變化（測(cè)量值）電流變化應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系 21 LLKR ULLKURELLE四、測(cè)試步驟四、測(cè)試步驟一探頭率定一探頭

7、率定率定的目的是求出丈量率定的目的是求出丈量?jī)x表的讀數(shù)與荷載之儀表的讀數(shù)與荷載之間的關(guān)系間的關(guān)系率定系率定系數(shù)數(shù)率定的設(shè)備可分為兩個(gè)率定的設(shè)備可分為兩個(gè)主要部分主要部分1.可挪動(dòng)的活動(dòng)架可挪動(dòng)的活動(dòng)架2.量力環(huán)量力環(huán)探頭率定的步驟探頭率定的步驟: a.安裝設(shè)備安裝設(shè)備b.把連著電纜線和記錄儀表的探頭安裝上把連著電纜線和記錄儀表的探頭安裝上c.旋轉(zhuǎn)手輪施加壓力，邊記錄儀表上的讀數(shù)旋轉(zhuǎn)手輪施加壓力，邊記錄儀表上的讀數(shù) d.畫(huà)壓力畫(huà)壓力讀數(shù)曲線，普通情況下應(yīng)該是直線讀數(shù)曲線，普通情況下應(yīng)該是直線e.求率定系數(shù)求率定系數(shù)KK等于直線的斜率等于直線的斜率)mVkN/A( xkx)(kPaAP0 二野外測(cè)

8、試的關(guān)鍵步驟二野外測(cè)試的關(guān)鍵步驟:a.布孔位，平整場(chǎng)地布孔位，平整場(chǎng)地b.安裝觸探機(jī)安裝觸探機(jī) ，并調(diào)平機(jī)座為使貫入壓力堅(jiān)持，并調(diào)平機(jī)座為使貫入壓力堅(jiān)持垂直方向，把機(jī)座與反力安裝銜接垂直方向，把機(jī)座與反力安裝銜接 c.將探頭、丈量電纜、探桿銜接起來(lái)，并檢查丈將探頭、丈量電纜、探桿銜接起來(lái)，并檢查丈量?jī)x表，并調(diào)零量?jī)x表，并調(diào)零d.將連著探桿的探頭壓入地下將連著探桿的探頭壓入地下 ，同時(shí)記錄深度值，同時(shí)記錄深度值和丈量?jī)x表的數(shù)據(jù)和丈量?jī)x表的數(shù)據(jù)本卷須知本卷須知觸探機(jī)就位后，應(yīng)調(diào)平機(jī)座，并運(yùn)用程度尺校準(zhǔn)，使貫入壓力堅(jiān)持豎直方向，并使機(jī)座與反力安裝銜接、鎖定。觸探機(jī)的貫入速率應(yīng)控制在1-2cm/s，普

9、通為2cm/s；運(yùn)用手搖式觸探機(jī)時(shí)，手把轉(zhuǎn)速應(yīng)力求均勻。運(yùn)用記讀式儀器時(shí)，每貫入0.1m或0.2m時(shí)應(yīng)記錄一次讀數(shù)。遇以下情況時(shí)應(yīng)停頓貫入： a、觸探主機(jī)負(fù)荷到達(dá)其額定荷載的120%時(shí)； b、貫入時(shí)探桿出現(xiàn)明顯彎曲； c、反力安裝失效； d、探頭負(fù)荷到達(dá)額定荷載時(shí)； e、記錄儀器顯示異常。五、測(cè)試數(shù)據(jù)的處置五、測(cè)試數(shù)據(jù)的處置1.原始數(shù)據(jù)的整理原始數(shù)據(jù)的整理 回零修正回零修正觸探參數(shù)的計(jì)算觸探參數(shù)的計(jì)算摩阻比摩阻比FR%100%100csRqfF錐尖阻力側(cè)壁摩阻力ffsqqcXKfXKq側(cè)壁摩阻力：錐尖阻力：xkx深度m錐頭阻力qckPa側(cè)壁摩阻力fskPaFR讀數(shù)回零校正值qc讀數(shù)回零fs0.

10、14004020.00.840.24214120.51.20.34324120.50.91.03663015.01.14104120.51.2421.338例如：如下表Kq=0.5kPa/R；Kf=0.02kPa/R2繪制觸探參數(shù)隨深度的變化曲線繪制觸探參數(shù)隨深度的變化曲線包括包括qc-H，fs-H，F(xiàn)R-H 3.可以用計(jì)算機(jī)來(lái)數(shù)據(jù)處置和繪圖可以用計(jì)算機(jī)來(lái)數(shù)據(jù)處置和繪圖 ( page 245-249)240頁(yè)表頁(yè)表 8-10，填表并繪圖，填表并繪圖六、測(cè)試精度影響要素六、測(cè)試精度影響要素1.探頭規(guī)格探頭規(guī)格單橋單橋PS 雙橋雙橋 qc，fsPS qcqc，fs都隨錐底面積的增大而減??；都隨錐底

11、面積的增大而減??；側(cè)壁摩擦筒長(zhǎng)度增大時(shí)，側(cè)壁摩擦筒長(zhǎng)度增大時(shí)， qc增大，增大， fs減小。減小。探桿外徑、摩擦筒與錐底面直徑應(yīng)堅(jiān)持一致探桿外徑、摩擦筒與錐底面直徑應(yīng)堅(jiān)持一致錐尖角度錐尖角度 60探頭外形及尺寸的規(guī)范化與科學(xué)化對(duì)測(cè)試成果的探頭外形及尺寸的規(guī)范化與科學(xué)化對(duì)測(cè)試成果的運(yùn)用、交流和對(duì)比都有很重要的意義。運(yùn)用、交流和對(duì)比都有很重要的意義。貫入速率貫入速率假設(shè)貫入速率大于假設(shè)貫入速率大于1cm/s以上時(shí)，讀數(shù)受貫入速以上時(shí)，讀數(shù)受貫入速率的影響就很小了率的影響就很小了現(xiàn)實(shí)上，靜力觸探的貫現(xiàn)實(shí)上，靜力觸探的貫入速率普通用入速率普通用2cm/s 3.溫度影響溫度影響.溫度變化會(huì)引起探頭內(nèi)部的

12、電阻應(yīng)變片長(zhǎng)度發(fā)生溫度變化會(huì)引起探頭內(nèi)部的電阻應(yīng)變片長(zhǎng)度發(fā)生變化，從而使其阻值發(fā)生變化，導(dǎo)致丈量結(jié)果變化，從而使其阻值發(fā)生變化，導(dǎo)致丈量結(jié)果的大誤差。的大誤差。 產(chǎn)生溫度變化的重要緣由之一是地面溫度與地下產(chǎn)生溫度變化的重要緣由之一是地面溫度與地下溫度的不同，特別在夏天與冬天。溫度的不同，特別在夏天與冬天。措施：措施：1采用溫度補(bǔ)償或自動(dòng)溫度補(bǔ)償應(yīng)變采用溫度補(bǔ)償或自動(dòng)溫度補(bǔ)償應(yīng)變片來(lái)補(bǔ)償溫度變化對(duì)探頭測(cè)試數(shù)據(jù)的影響；片來(lái)補(bǔ)償溫度變化對(duì)探頭測(cè)試數(shù)據(jù)的影響； 2防止暴曬與受凍；防止暴曬與受凍； 3探頭貫入地下約探頭貫入地下約0.5-1.0m，停頓貫入，停頓貫入5-10min，使探頭的溫度，使探頭的溫

13、度與地下的溫度一致，然后調(diào)零。與地下的溫度一致，然后調(diào)零。 七、測(cè)試成果的運(yùn)用七、測(cè)試成果的運(yùn)用lCPT 在土木工程中的運(yùn)用特別廣泛在土木工程中的運(yùn)用特別廣泛 l1.土層劃分土層劃分: l繪制繪制CPT的貫入曲線包括的貫入曲線包括qc-H，fs-H，F(xiàn)R-H ，然后根據(jù)相近的，然后根據(jù)相近的qc、fs和和FR，將觸探孔，將觸探孔分層分層力學(xué)分層，并計(jì)算各參數(shù)的平均值。力學(xué)分層，并計(jì)算各參數(shù)的平均值。 l結(jié)合鉆探取樣，思索臨界深度進(jìn)一步分層結(jié)合鉆探取樣，思索臨界深度進(jìn)一步分層工工程地質(zhì)分層，并定土名。程地質(zhì)分層，并定土名。l臨界深度臨界深度l模型實(shí)驗(yàn)及實(shí)測(cè)闡明，模型實(shí)驗(yàn)及實(shí)測(cè)闡明，地表厚層均質(zhì)土

14、的貫地表厚層均質(zhì)土的貫入阻力自地表向下是入阻力自地表向下是逐漸增大的。當(dāng)超越逐漸增大的。當(dāng)超越一定深度后，阻力才一定深度后，阻力才趨近一個(gè)常數(shù)值，這趨近一個(gè)常數(shù)值，這個(gè)土層外表一定深度個(gè)土層外表一定深度就稱(chēng)為臨界深度。就稱(chēng)為臨界深度。l臨界深度在砂土中表臨界深度在砂土中表現(xiàn)明顯，在粘土中根現(xiàn)明顯，在粘土中根本不存在。本不存在。1：1002.土類(lèi)劃分土類(lèi)劃分單橋探頭單橋探頭根據(jù)根據(jù)Ps， Ps 大的普通為砂層，大的普通為砂層， Ps 小的普小的普通為粘土層。通為粘土層。雙橋探頭雙橋探頭 在劃分土類(lèi)時(shí)，以在劃分土類(lèi)時(shí)，以qc為主，結(jié)合為主，結(jié)合fs或或FR，并在同一層內(nèi)的觸探參數(shù)值根本相近為原那并

15、在同一層內(nèi)的觸探參數(shù)值根本相近為原那么。么。不同的土有不同的不同的土有不同的FR，砂類(lèi)土，砂類(lèi)土 FR通常小于或等通常小于或等于于1，粘性土，粘性土FR常大于常大于2。常用的有以下幾種方法常用的有以下幾種方法l鐵道部鐵道部TBJ37-93規(guī)那么法規(guī)那么法l中國(guó)中國(guó)地質(zhì)地質(zhì)大學(xué)大學(xué)法法l國(guó)外法國(guó)外法3.確定土的物理力學(xué)性質(zhì)目的確定土的物理力學(xué)性質(zhì)目的CPT可以確定如可以確定如 c, , Cu, Dr, Es, sat, 等土的等土的物理力學(xué)性質(zhì)目的。物理力學(xué)性質(zhì)目的。表表2-13為用靜力觸探評(píng)定砂土的密實(shí)度為用靜力觸探評(píng)定砂土的密實(shí)度圖圖2-59為砂土的內(nèi)摩擦角與錐尖阻力的關(guān)系圖為砂土的內(nèi)摩擦角

16、與錐尖阻力的關(guān)系圖表表2-14 砂土的內(nèi)摩擦角砂土的內(nèi)摩擦角確定粘性土的確定粘性土的Cu等，自學(xué)等，自學(xué)66-73頁(yè)頁(yè)P(yáng)s(Mpa)12346111530()29313233343637394.確定淺基的承載力確定淺基的承載力l用靜力觸探確定地基承載力普通根據(jù)的是閱歷公式，是建立在靜力觸探與載荷實(shí)驗(yàn)的對(duì)比關(guān)系上。l確定的是地基承載力的根本值，需經(jīng)過(guò)深、寬修正l用于普通的建筑物l地基土的成因、時(shí)代及含水量等對(duì)靜力觸探求地基承載力的閱歷公式有影響，閱歷公式有地域性。l表表2-24地基根本承載力地基根本承載力f0與與PS (qc)閱歷關(guān)系式閱歷關(guān)系式(Mpa) .序號(hào)提出者閱歷關(guān)系式范圍值PS(qc

17、)土層1武漢結(jié)合實(shí)驗(yàn)組f0=0.1043Pa+0.02690.36.0粘性土2交通部三航院f0=0.1Pa+0.0250.52.5長(zhǎng)江三角洲土3兗州煤礦設(shè)計(jì)院f0=0.1012Pa+0.0590.353.0淮北粘性土4江蘇省建筑設(shè)計(jì)院f0=0.084Pa+0.050.355.7南京粘性土5青島城建局f0=0.074Pa+0.08241.00.5青島粘性土6連云港規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)院f0=0.0807Pa+0.049濱海軟土7鐵三院f0=5.8(Pa)1/2-0.046PS單位(kPa)IP7粘性土8鐵四院f0=0.112Pa+0.0050.0850.9軟土9武漢冶金勘察公司f0=0.02Pa+0.0

18、55.0長(zhǎng)江中下游粉細(xì)砂土 032. 01 . 00sPf序號(hào)提出者閱歷關(guān)系式范圍值PS(qc)土層10鐵一、四院f0=0.044Pa+0.051.011.0中粗砂11同濟(jì)大學(xué)等f(wàn)0=0.055Pa+0.045上海粉土12陜西綜合堪察院f0=0.0878Pa+0.024濕陷性黃土13原一機(jī)部勘測(cè)公司f0=0.098qc+0.019黃土地基14大慶油田、長(zhǎng)春地院1996f0=0.089qc+0.075f0=0.108qc+0.0644f0=0.0813qc+0.069大慶粘性土、粉土、大慶粘性土大慶粉土15荷蘭，比利時(shí)f0=(0.0330.025)qcf0=0.1qc砂土粘性土經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，有人提

19、出：式中、為土類(lèi)修正系數(shù)，可參見(jiàn)表2-25 l靜力觸探機(jī)理和樁的作用機(jī)理類(lèi)似，靜力觸探相當(dāng)于沉樁的模擬實(shí)驗(yàn)。l與靜力觸探相比，樁的外表粗糙，直徑大，沉樁對(duì)樁周土的擾動(dòng)大，沉降速度慢。l應(yīng)與樁載荷測(cè)試配合運(yùn)用，相互驗(yàn)證。l靜力觸探法計(jì)算單樁極限承載力的根本公式如下：5.確定單樁的承載力確定單樁的承載力niisspcfdpLfUAqqqqii1a: 國(guó)外法國(guó)外法b.國(guó)內(nèi)的方法國(guó)內(nèi)的方法鐵路系統(tǒng)法鐵路系統(tǒng)法單樁的允許承載力單樁的允許承載力看相關(guān)的表看相關(guān)的表 2-282-35)(11niisipcppLfUAqKqi第三章第三章 孔壓靜力觸探孔壓靜力觸探一、定義一、定義孔隙水壓力靜力觸探孔隙水壓力靜

20、力觸探(Piezo Cone penetration Test)，簡(jiǎn)稱(chēng)孔壓觸探，簡(jiǎn)稱(chēng)孔壓觸探(CPTU)，它是在普通的，它是在普通的CPT探頭上安裝了可以丈量孔隙水壓力的傳感器，探頭上安裝了可以丈量孔隙水壓力的傳感器，使貫入時(shí)能在丈量使貫入時(shí)能在丈量q，s的同時(shí)，丈量貫入引的同時(shí)，丈量貫入引起的超孔隙水壓力，當(dāng)停頓貫入時(shí)，可丈量起的超孔隙水壓力，當(dāng)停頓貫入時(shí)，可丈量超孔隙水壓力的散失過(guò)程及完全散失時(shí)的靜超孔隙水壓力的散失過(guò)程及完全散失時(shí)的靜止孔隙水壓力止孔隙水壓力u孔壓觸探是可測(cè)孔隙水壓力的電測(cè)式靜力觸探?？讐河|探是可測(cè)孔隙水壓力的電測(cè)式靜力觸探。l 孔壓觸探與普通的靜力觸探相比，具有下面一些

21、突出優(yōu)點(diǎn)： l 由于不同土體的浸透性差別很大，CPTU量測(cè)孔隙水壓力的靈敏度很高，可以分辨12cm厚的薄土層土性的變化，因此可以詳細(xì)分層。特別是在區(qū)分砂層和粘土層方面精度很高。l 可以量測(cè)到孔隙水壓力，從而有能夠進(jìn)展有效應(yīng)力分析。l 可以估算土體的浸透系數(shù)和固結(jié)系數(shù)。l 可以測(cè)定土層不同深度的靜止水壓力，獲得地下水條件的資料。l 可以區(qū)分排水、部分排水和不排水的貫入條件。l 可計(jì)算土的超固結(jié)比，評(píng)價(jià)土層應(yīng)力歷史，計(jì)算靜止側(cè)壓力系數(shù)k等。二、孔壓探頭二、孔壓探頭三、孔壓探頭的飽和與標(biāo)定三、孔壓探頭的飽和與標(biāo)定l探頭飽和的方法有加熱排氣法和真空排氣法l可以用水、硅油、甘油等對(duì)探頭進(jìn)展飽和l孔壓探頭

22、飽和與檢驗(yàn)的安裝l孔壓探頭測(cè)力傳感器的檢驗(yàn)與率定同常規(guī)探頭l對(duì)孔壓探頭，還應(yīng)進(jìn)展如下檢驗(yàn)與標(biāo)定1.飽和度檢驗(yàn)采用孔壓呼應(yīng)實(shí)驗(yàn)2.測(cè)力傳感器與孔壓傳感器之間的干擾3.探頭孔壓傳感器的絕緣性檢驗(yàn)l孔壓傳感器的率定孔壓率定系數(shù)ku四、孔壓的測(cè)試與數(shù)據(jù)處置四、孔壓的測(cè)試與數(shù)據(jù)處置1.貫入過(guò)程中測(cè)孔壓貫入過(guò)程中測(cè)孔壓 )%(csRuuffscccqfFxkuxkfxkq回零修正觸探參數(shù)的計(jì)算要畫(huà)隨深度變化觸探參數(shù)曲線孔隙水壓力和靜水壓力10：1孔壓散失曲線2.孔壓散失測(cè)試a.停頓貫入b.記錄超孔壓隨時(shí)間的散失過(guò)程超孔壓的散失速度不僅與土類(lèi)有關(guān)，還與散失時(shí)間有關(guān)c.繪制超孔壓隨時(shí)間的消散過(guò)程曲線d.繪制歸

23、一化超孔壓散失曲線繪制歸一化超孔壓散失曲線靜止孔隙水壓力及平衡孔隙水壓力靜止孔隙水壓力及平衡孔隙水壓力靜止孔隙水壓力按測(cè)試土層中的靜水壓力計(jì)值靜止孔隙水壓力按測(cè)試土層中的靜水壓力計(jì)值平衡孔隙水壓力取孔壓散失達(dá)穩(wěn)定時(shí)的孔壓值平衡孔隙水壓力取孔壓散失達(dá)穩(wěn)定時(shí)的孔壓值各時(shí)辰的歸一化超孔壓比各時(shí)辰的歸一化超孔壓比 按下式計(jì)算按下式計(jì)算以以 為縱軸，以時(shí)間為縱軸，以時(shí)間t(s)的對(duì)數(shù)的對(duì)數(shù)lgt為橫軸，繪為橫軸，繪制歸一化的超孔壓散失曲線制歸一化的超孔壓散失曲線UU wwtuuuuU0/本卷須知：本卷須知：在地下水埋藏較深的地域運(yùn)用探頭觸探時(shí)，應(yīng)先運(yùn)用外徑不小于孔壓探頭的單或雙橋探頭開(kāi)孔至地下水位以下，

24、而后向孔內(nèi)注水與地面平，再換用孔壓探頭觸探。運(yùn)用孔壓探頭時(shí)，在整個(gè)貫入過(guò)程中不得提升探頭。當(dāng)在預(yù)定深度進(jìn)展孔壓散失實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)從探頭停頓貫入之時(shí)起，用秒表記時(shí)。當(dāng)移位于第二個(gè)孔時(shí)，應(yīng)對(duì)孔壓探頭的應(yīng)變腔和濾水器重新進(jìn)展脫氣處置。五、測(cè)試成果的運(yùn)用五、測(cè)試成果的運(yùn)用1.利用孔壓靜力觸探利用孔壓靜力觸探貫入曲線劃分土層貫入曲線劃分土層孔壓探頭在區(qū)分砂層孔壓探頭在區(qū)分砂層和粘土層方面精度和粘土層方面精度極高，能區(qū)分極高，能區(qū)分1-2cm厚的砂土層厚的砂土層2.確定土名采用孔隙水壓力參數(shù)比來(lái)劃分土類(lèi)，常用的孔壓參數(shù)比用Bq來(lái)表示，表達(dá)式如下：土層上覆壓力；假定的靜水壓力；孔隙水壓力在某一深度測(cè)得的最大00

25、0max00max)1 ()1 ()()(vqncctwvtqAAUqUqqhUkPaUkPaUqUUBl鐵道部規(guī)那么法透水濾器位于錐面l國(guó)外方法如圖2-56，2-57，2-583.用孔壓散失求飽和土層固結(jié)系數(shù)Ch(Cv) 與浸透系數(shù)l繪制超孔壓散失實(shí)驗(yàn)曲線，確定 t50l用下式計(jì)算固結(jié)系數(shù)Chl 如何確定T、r0l時(shí)間因數(shù)T：根據(jù)圖2-68。Af：與土類(lèi)有關(guān)的孔壓系數(shù)l透水濾器的半徑r0：孔穴半徑，由透水濾器的位置確定。錐底r0=r；錐面r0=r/2；r為探頭錐底半徑5020tTrCh六、測(cè)試精度影六、測(cè)試精度影響要素響要素除與普通靜力觸除與普通靜力觸探一樣的影探一樣的影響要素外，響要素外，

26、還有：還有：孔壓探頭的飽和孔壓探頭的飽和問(wèn)題問(wèn)題l透水濾器位置的影響第四章第四章 動(dòng)力觸探動(dòng)力觸探一、定義一、定義動(dòng)力觸探測(cè)試動(dòng)力觸探測(cè)試(DPT: dynamic penetration test)：是利用一定的錘擊動(dòng)能，將一定規(guī)格的探頭打入是利用一定的錘擊動(dòng)能，將一定規(guī)格的探頭打入土中，根據(jù)打入土的難易程度可用貫入度、錘土中，根據(jù)打入土的難易程度可用貫入度、錘擊數(shù)或探頭單位面積動(dòng)貫入阻力來(lái)表示斷定土擊數(shù)或探頭單位面積動(dòng)貫入阻力來(lái)表示斷定土層性質(zhì)的一種原位測(cè)試的方法。層性質(zhì)的一種原位測(cè)試的方法。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1設(shè)備簡(jiǎn)單，且鞏固耐用；設(shè)備簡(jiǎn)單，且鞏固耐用；2操作及測(cè)試方法容易，一學(xué)就會(huì)；操作及測(cè)

27、試方法容易，一學(xué)就會(huì)；3適用性廣；適用性廣；4快速，經(jīng)濟(jì)，能延續(xù)測(cè)試土層；快速，經(jīng)濟(jì)，能延續(xù)測(cè)試土層；5有些動(dòng)力觸探，可同時(shí)取樣，察看描畫(huà)；有些動(dòng)力觸探，可同時(shí)取樣，察看描畫(huà)；6閱歷豐富，運(yùn)用廣泛。閱歷豐富，運(yùn)用廣泛。l分類(lèi)：分類(lèi)：根據(jù)為穿心錘的分量和探頭類(lèi)型根據(jù)為穿心錘的分量和探頭類(lèi)型，可取樣），貫入，落距標(biāo)準(zhǔn)貫入測(cè)試（）超重型（）重型（）中型（）輕型（穿心錘重圓錐動(dòng)力觸探cmcmkgkgkgkgkg30765 .631205 .632810l標(biāo)貫與普通動(dòng)探的主要區(qū)別在于探頭不同圓錐動(dòng)力觸探圓錐動(dòng)力觸探簡(jiǎn)稱(chēng)動(dòng)力觸探或動(dòng)探簡(jiǎn)稱(chēng)動(dòng)力觸探或動(dòng)探規(guī)范貫入測(cè)試規(guī)范貫入測(cè)試(Standard penet

28、ration Test)簡(jiǎn)稱(chēng)標(biāo)貫簡(jiǎn)稱(chēng)標(biāo)貫 (SPT)：63.5kg的穿心錘自的穿心錘自0.76m高處高處自在下落，撞擊錘座，經(jīng)過(guò)探桿將規(guī)范貫入器自在下落，撞擊錘座，經(jīng)過(guò)探桿將規(guī)范貫入器貫入孔底土層中，記錄貫入貫入孔底土層中，記錄貫入0.30m的錘擊數(shù)，的錘擊數(shù)，用來(lái)測(cè)試土層物理力學(xué)參數(shù)的一種測(cè)試方法。用來(lái)測(cè)試土層物理力學(xué)參數(shù)的一種測(cè)試方法。每次測(cè)試共貫入每次測(cè)試共貫入0.45m，其中僅，其中僅0.3m記錘擊數(shù)記錘擊數(shù)二、測(cè)試設(shè)備與測(cè)試原理二、測(cè)試設(shè)備與測(cè)試原理一測(cè)試設(shè)備一測(cè)試設(shè)備 a. 探桿包括導(dǎo)向桿探桿包括導(dǎo)向桿 b.提引器分內(nèi)掛式和外掛式兩種提引器分內(nèi)掛式和外掛式兩種c.穿心錘穿心錘d.

29、錘座包括鋼砧與錘墊錘座包括鋼砧與錘墊e. 探頭探頭滄州濱海公路實(shí)驗(yàn)儀器廠研制的電動(dòng)觸探儀二測(cè)試原理二測(cè)試原理lDPT 的根本原理可以用能量平衡法來(lái)分析。在一次錘擊作用下的功能轉(zhuǎn)換按能量守恒原理，其關(guān)系可寫(xiě)成： l Em=Ek+Ec+Ef+Ep+Eel 式中：l Em-穿心錘下落能量；l Ek-錘與觸探器碰幢時(shí)損失的能量；l Ec-觸探器彈性變形所耗費(fèi)的能量；l Ef-貫入時(shí)用于抑制桿側(cè)壁磨阻力所耗能量；l Ep-由于土的塑性變形而耗費(fèi)的能量；l Ee-由于土的彈性變形而耗費(fèi)的能量；l思索在動(dòng)力觸探測(cè)試中，只能量測(cè)到土的永久變形，故將和彈性有關(guān)的變形略去，經(jīng)過(guò)推導(dǎo)可得土的動(dòng)貫入阻力Rd為：l其中

30、：e貫入度mm，每擊貫入的深度；l M重錘質(zhì)量；m觸探器質(zhì)量；l A圓錐探頭底面積m2)()(2kPaAmMeghMRd三、測(cè)試程序與要求三、測(cè)試程序與要求一輕型動(dòng)力觸探一輕型動(dòng)力觸探1先用輕便鉆具鉆至實(shí)驗(yàn)土層標(biāo)高先用輕便鉆具鉆至實(shí)驗(yàn)土層標(biāo)高以上以上0.3m處，然后對(duì)土層進(jìn)展延續(xù)觸處，然后對(duì)土層進(jìn)展延續(xù)觸探；探；2實(shí)驗(yàn)時(shí)，穿心錘落距為實(shí)驗(yàn)時(shí)，穿心錘落距為0.500.02m，記錄每打入，記錄每打入0.30m所需所需的錘擊數(shù)；的錘擊數(shù)；3如想取樣，那么需把觸探桿拔出，如想取樣，那么需把觸探桿拔出，換鉆頭進(jìn)展取樣。換鉆頭進(jìn)展取樣。4普通用于觸探深度小于普通用于觸探深度小于4m的土層。的土層。二中型動(dòng)

31、力觸探省略二中型動(dòng)力觸探省略三重型動(dòng)力觸探三重型動(dòng)力觸探1實(shí)驗(yàn)前將觸探架安裝平穩(wěn)，使觸探堅(jiān)持垂直地實(shí)驗(yàn)前將觸探架安裝平穩(wěn)，使觸探堅(jiān)持垂直地進(jìn)展。垂直度的最大偏向不得超越進(jìn)展。垂直度的最大偏向不得超越2%；2貫入時(shí)應(yīng)使穿心錘自在落下。地面上的觸探桿貫入時(shí)應(yīng)使穿心錘自在落下。地面上的觸探桿的高度不宜過(guò)高，以免傾斜與擺動(dòng)太大；的高度不宜過(guò)高，以免傾斜與擺動(dòng)太大；3錘擊速率宜為每分鐘錘擊速率宜為每分鐘15-30擊；擊；4及時(shí)記錄每貫入及時(shí)記錄每貫入0.10m所需的錘擊數(shù)；所需的錘擊數(shù)；5對(duì)于普通砂、圓礫和卵石，觸探深度不宜超越對(duì)于普通砂、圓礫和卵石，觸探深度不宜超越12-15m；超越該深度時(shí)，需思索觸

32、探桿的側(cè)壁摩；超越該深度時(shí)，需思索觸探桿的側(cè)壁摩阻的影響；阻的影響；6每貫入每貫入0.1m所需錘擊數(shù)延續(xù)三次超越所需錘擊數(shù)延續(xù)三次超越50擊時(shí)，擊時(shí)，即停頓實(shí)驗(yàn)。即停頓實(shí)驗(yàn)。 四、測(cè)試數(shù)據(jù)處置四、測(cè)試數(shù)據(jù)處置1. 實(shí)測(cè)擊數(shù)的統(tǒng)計(jì)分析實(shí)測(cè)擊數(shù)的統(tǒng)計(jì)分析a. 每層實(shí)測(cè)擊數(shù)的算術(shù)平均值。每層實(shí)測(cè)擊數(shù)的算術(shù)平均值。 x-腳標(biāo)代表錘重。腳標(biāo)代表錘重。 式中，式中， -Nx 的平均值；的平均值； Nx實(shí)測(cè)錘擊數(shù)；實(shí)測(cè)錘擊數(shù)； n參與統(tǒng)計(jì)的測(cè)點(diǎn)數(shù)。參與統(tǒng)計(jì)的測(cè)點(diǎn)數(shù)。對(duì)于輕型動(dòng)力觸探為每貫入對(duì)于輕型動(dòng)力觸探為每貫入30cm的錘擊數(shù)的錘擊數(shù)中型、重型為每貫入中型、重型為每貫入10cm的錘擊數(shù)的錘擊數(shù)nixxNn

33、N11xN分別為10，28，63.5，120等b.假設(shè)土很硬，完全貫入很難，那么：假設(shè)土很硬，完全貫入很難，那么： 對(duì)于標(biāo)貫有對(duì)于標(biāo)貫有 式中，式中， NSPT錘擊數(shù)；錘擊數(shù)； n實(shí)踐貫入深度的實(shí)測(cè)擊數(shù)實(shí)踐貫入深度的實(shí)測(cè)擊數(shù) s實(shí)踐貫入深度實(shí)踐貫入深度snN3 . 0table 3-2 中型動(dòng)力觸探桿長(zhǎng)修正系數(shù)中型動(dòng)力觸探桿長(zhǎng)修正系數(shù)factor. corecting1 / NN探桿長(zhǎng)度lm 1234568101215 1.000.960.900.850.830.810.780.760.750.742.擊數(shù)的桿長(zhǎng)修正對(duì)于中、重型動(dòng)力觸探擊數(shù)的桿長(zhǎng)修正對(duì)于中、重型動(dòng)力觸探重型見(jiàn)表重型見(jiàn)表3-3，

34、超重型見(jiàn)表，超重型見(jiàn)表3-43. 繪制Nx-H曲線 五、測(cè)試精度影響要素五、測(cè)試精度影響要素1.動(dòng)力觸探的有效錘擊能量動(dòng)力觸探的有效錘擊能量 有效錘擊能量的大小是影響動(dòng)力觸探成果有效錘擊能量的大小是影響動(dòng)力觸探成果N值的值的最主要要素。最主要要素。探頭的單位動(dòng)貫入阻力和錘擊數(shù)成正比關(guān)系，因探頭的單位動(dòng)貫入阻力和錘擊數(shù)成正比關(guān)系，因此可以用探頭的動(dòng)貫入阻力作為動(dòng)力觸探的成此可以用探頭的動(dòng)貫入阻力作為動(dòng)力觸探的成果，評(píng)價(jià)土的工程性質(zhì)。果，評(píng)價(jià)土的工程性質(zhì)。動(dòng)力觸探探頭大小、穿心錘分量等差別較大，可動(dòng)力觸探探頭大小、穿心錘分量等差別較大，可以用動(dòng)貫入阻力將各種動(dòng)探做歸一化處置，即以用動(dòng)貫入阻力將各種

35、動(dòng)探做歸一化處置，即可相互通用?？上嗷ネㄓ?。)()(2kPaAmMeghMRd2.測(cè)試設(shè)備與方法的規(guī)范化測(cè)試設(shè)備與方法的規(guī)范化落錘技術(shù)比較關(guān)鍵落錘技術(shù)比較關(guān)鍵人力牽引落錘與自動(dòng)落錘的錘擊數(shù)之間的關(guān)系人力牽引落錘與自動(dòng)落錘的錘擊數(shù)之間的關(guān)系參考參考3-22、3-23等：人力牽引的等：人力牽引的錘擊數(shù)要小于自動(dòng)落錘的錘擊數(shù)。錘擊數(shù)要小于自動(dòng)落錘的錘擊數(shù)。自動(dòng)落錘的錘擊數(shù)再現(xiàn)性好，結(jié)果可靠。自動(dòng)落錘的錘擊數(shù)再現(xiàn)性好，結(jié)果可靠。人力牽引落錘的錘擊數(shù)需修正，建議采用自動(dòng)落人力牽引落錘的錘擊數(shù)需修正，建議采用自動(dòng)落錘技術(shù)。錘技術(shù)。3.動(dòng)力觸探設(shè)備貫入才干動(dòng)力觸探設(shè)備貫入才干動(dòng)力觸探的設(shè)備貫入才干由錘重、落

36、距、探頭截動(dòng)力觸探的設(shè)備貫入才干由錘重、落距、探頭截面外形等決議。面外形等決議。在軟土中測(cè)試，應(yīng)采用輕型動(dòng)力觸探，以獲得較在軟土中測(cè)試，應(yīng)采用輕型動(dòng)力觸探，以獲得較高的精度。高的精度。在礫石等土中，運(yùn)用重型或超重型的動(dòng)力觸探，在礫石等土中，運(yùn)用重型或超重型的動(dòng)力觸探，以獲得有效的貫入。以獲得有效的貫入。不同類(lèi)型的動(dòng)力觸探適宜于不同土層，輕型不大不同類(lèi)型的動(dòng)力觸探適宜于不同土層，輕型不大于于10m，重型的為，重型的為14-25m，超重型的可達(dá)，超重型的可達(dá)40m。4.探桿長(zhǎng)度的影響探桿長(zhǎng)度的影響我國(guó)我國(guó)GBJ7-89中規(guī)中規(guī)定應(yīng)對(duì)桿出息展修正。定應(yīng)對(duì)桿出息展修正。table 3-6 鉆探桿長(zhǎng)度校

37、正系數(shù)鉆探桿長(zhǎng)度校正系數(shù)表表factor. corecting1 / NN探桿長(zhǎng)度lm 36912151821 10.920.860.810.770.730.705.鉆進(jìn)方式的影響鉆進(jìn)方式的影響在標(biāo)貫實(shí)驗(yàn)中，在測(cè)試前不能采用沖擊鉆進(jìn)，必在標(biāo)貫實(shí)驗(yàn)中，在測(cè)試前不能采用沖擊鉆進(jìn)，必需采用回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方式。需采用回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方式。在砂層中鉆進(jìn)應(yīng)采用泥漿護(hù)壁。在砂層中鉆進(jìn)應(yīng)采用泥漿護(hù)壁。6.土的深度土的有效上覆壓力的影響土的深度土的有效上覆壓力的影響7.探桿偏斜影響探桿偏斜影響六、測(cè)試成果的運(yùn)用六、測(cè)試成果的運(yùn)用1. 劃分土類(lèi)或土層剖面劃分土類(lèi)或土層剖面錘擊數(shù)越少，土的顆粒錘擊數(shù)越少，土的顆粒越細(xì)；錘擊數(shù)越多

38、，越細(xì)；錘擊數(shù)越多，土的顆粒越粗。土的顆粒越粗。動(dòng)力觸探直方圖及土層劃分2. 確定地基土承載力645. 1)(10NN 或式修正錘擊數(shù)：探確定承載力時(shí)應(yīng)按下根據(jù)標(biāo)貫或輕型動(dòng)力觸 N土類(lèi)10153050中、粗砂180250340500粉、細(xì)砂140180250340表3-7 砂土地基允許承載力kPa標(biāo)貫法表3-8 粘性土、粉土地基承載力中型動(dòng)力觸探N28234681012fk(kPa)1201501802402903504003. 確定單樁允許承載力確定單樁允許承載力kPaNqkPaNtNBNhqfd1002)(400/(44 . 02）英尺)(252 )100(421kNANANqNNNkPa

39、Nqssccfd其中1Meyerhof法法式中：式中：B B為樁寬度或直徑為樁寬度或直徑mm，h h為樁進(jìn)入砂層的深度為樁進(jìn)入砂層的深度mm2日本法日本法式中：式中：N1N1為樁端處的為樁端處的N N值，值，N2N2為樁尖上為樁尖上10B10B范圍內(nèi)的平范圍內(nèi)的平均均N N值值3國(guó)內(nèi)法國(guó)內(nèi)法 書(shū)上書(shū)上126129頁(yè)頁(yè)利用標(biāo)貫錘擊數(shù)確定粘性土稠度及c、值見(jiàn)表3-21至3-24，確定Es見(jiàn)表3-25表3-22 N手與稠度形狀的關(guān)系N手35IL液性指數(shù)11-0.750.75-0.50.5-0.250.25-00稠度形狀流動(dòng)軟塑軟可塑硬可塑硬塑鞏固4. 確定粘性土稠度及確定粘性土稠度及c、Es值值5.

40、 砂土密實(shí)度與液化判別1砂土密實(shí)度 砂土密實(shí)度是確定砂土承載力和判別砂土液化的主要目的表3-28 N63.5與砂土密實(shí)度的關(guān)系土類(lèi)N63.5密實(shí)度孔隙比e礫砂0.655-8稍密0.65-0.508-10中密0.50-0.4510密實(shí)0.45粗砂中砂。時(shí)，取土中粘粒百分含量，當(dāng)）；地下水位埋藏深度（）；標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)點(diǎn)深度（數(shù)基準(zhǔn)值，由下表查；液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值；液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊3P%3: : : : : 31 . 09 . 0 cc00PPmdm dNNPddNNcwscrcwscr地震烈度7度8度9度N0值近震區(qū)根本烈度比震中小2度以上61016遠(yuǎn)震區(qū)根本烈度比震中小2度以內(nèi)81

41、2規(guī)范貫入錘擊數(shù)基準(zhǔn)值N02砂土液化第五章第五章 載荷實(shí)驗(yàn)載荷實(shí)驗(yàn)一、定義一、定義l平板靜力載荷實(shí)驗(yàn)(PLT: plate load test)，簡(jiǎn)稱(chēng)載荷實(shí)驗(yàn)，在堅(jiān)持地基土天然形狀下，在一定面積的承壓板上向地基土逐級(jí)施加荷載，并觀測(cè)每級(jí)荷載下地基土的變形特性，是模擬建筑物根底任務(wù)條件的一種測(cè)試方法 。l載荷實(shí)驗(yàn)按承壓板的外形有平板與螺旋板之分l按用途可分普通載荷和樁載荷l我們主要講的是淺層平板靜力載荷測(cè)試 l優(yōu)點(diǎn)：對(duì)地基土不產(chǎn)生擾動(dòng)，結(jié)果最可靠、最優(yōu)點(diǎn)：對(duì)地基土不產(chǎn)生擾動(dòng)，結(jié)果最可靠、最具有代表性，可直接用于工程設(shè)計(jì)。是確定承具有代表性，可直接用于工程設(shè)計(jì)。是確定承載力的最主要方法。載力的最主

42、要方法。l缺陷：價(jià)錢(qián)昂貴、費(fèi)時(shí)缺陷：價(jià)錢(qián)昂貴、費(fèi)時(shí)二、測(cè)試設(shè)備與方法二、測(cè)試設(shè)備與方法一儀器設(shè)備一儀器設(shè)備承壓板承壓板要有足夠的剛度，面要有足夠的剛度，面積普通為積普通為1000-5000cm2 加荷安裝加荷安裝包括壓力源、載荷臺(tái)包括壓力源、載荷臺(tái)架或反力構(gòu)架。架或反力構(gòu)架。加荷方式有重物加荷加荷方式有重物加荷和油壓千斤頂反力和油壓千斤頂反力加荷加荷沉降觀測(cè)安裝沉降觀測(cè)安裝二實(shí)驗(yàn)方法二實(shí)驗(yàn)方法載荷測(cè)試普通在方形坑中進(jìn)展載荷測(cè)試普通在方形坑中進(jìn)展安裝設(shè)備安裝設(shè)備分級(jí)加荷分級(jí)加荷加荷原那么：第一級(jí)為坑底原有重力，加荷原那么：第一級(jí)為坑底原有重力，后每級(jí)按：中低緊縮性土后每級(jí)按：中低緊縮性土50kP

43、a，高緊，高緊縮性土縮性土25kPa，特軟土為，特軟土為10kPal觀測(cè)每級(jí)荷載下的沉降l觀測(cè)時(shí)間間隔：加荷開(kāi)場(chǎng)后，第一個(gè)30min內(nèi)，每10min觀測(cè)沉降1次；第二個(gè)30min內(nèi)，每15min觀測(cè)1次；以后每30min進(jìn)展一次。l穩(wěn)定的規(guī)范：延續(xù)4次觀測(cè)的沉降量，每小時(shí)累計(jì)不大于0.1mm，對(duì)于軟粘土最好觀測(cè)24h以上，對(duì)于正常固結(jié)粘土要8h，對(duì)于老粘土、砂土、礫石等要4h。l盡能夠使最終荷載到達(dá)地基土的極限承載力，以評(píng)價(jià)承載力的平安度。終了實(shí)驗(yàn)的規(guī)范：當(dāng)下述情況出現(xiàn)時(shí)即可停頓實(shí)驗(yàn)la) 承壓板周?chē)耐馏w出現(xiàn)裂痕或隆起，沉降的很快；lb)在荷載不變的情況下，沉降速率加速開(kāi)展或接近一個(gè)常數(shù)。壓

44、力沉降曲線出現(xiàn)明顯拐點(diǎn)；lc) 總沉降量超越承壓板寬度或直徑的1/10。l當(dāng)需求卸載觀測(cè)回彈時(shí)，每級(jí)卸荷量可為加荷量的2倍，歷時(shí)1h，每隔15min觀測(cè)一次。荷載完全卸除后，繼續(xù)觀測(cè)3h。三、測(cè)試數(shù)據(jù)整理三、測(cè)試數(shù)據(jù)整理1.壓力沉降量關(guān)系曲線P-s曲線的特征：I段直線段II段曲線段III段直線段1以壓力為根據(jù) Ps 曲線上的兩個(gè)特征點(diǎn) 比例極限P0(臨塑荷載Pcr)： P-s曲線上第不斷線段的終點(diǎn)對(duì)應(yīng)的荷載，可以作為砂土、超固結(jié)粘土、礫石土的承載力。極限承載力PU ： P-s曲線上的第二個(gè)拐點(diǎn)對(duì)應(yīng)的荷載2.地基的承載力可用下述方法確定確定地基的允許承載力RR= Pcr R= PU /F，平安系

45、數(shù)F=232以相對(duì)沉降量為根據(jù)對(duì)于中、高緊縮性土，地基受壓破壞方式為部分剪切破壞或沖剪破壞，P-s曲線無(wú)明顯拐點(diǎn)。這時(shí)用P-s曲線上沉降量s與承壓板的寬度B之比為0.02所對(duì)應(yīng)的壓力為地基允許承載力。對(duì)砂土和新近堆積的粘性土那么采用s/B=0.01-0.015所對(duì)應(yīng)的壓力3計(jì)算變形模量計(jì)算變形模量E0土的變形模量是指土在單軸受力，無(wú)側(cè)限情況下土的變形模量是指土在單軸受力，無(wú)側(cè)限情況下的應(yīng)力與應(yīng)變之比。的應(yīng)力與應(yīng)變之比?？捎煽捎蒔-s曲線的直線變形段，按彈性實(shí)際公式求曲線的直線變形段，按彈性實(shí)際公式求得，下式適用于同一層位的均勻地基。得，下式適用于同一層位的均勻地基。當(dāng)承壓板位于地表時(shí)：當(dāng)承壓板

46、位于地表時(shí)：當(dāng)承壓板位于地表以下時(shí)：當(dāng)承壓板位于地表以下時(shí)： sPBE201sPBIE2101四、測(cè)試精度影響要素四、測(cè)試精度影響要素1. 承壓板的尺寸承壓板的尺寸B45cm(5000cm2)時(shí)，沉降量隨時(shí)，沉降量隨B的添加而降低的添加而降低B45cm(5000cm2)時(shí)，沉降量隨時(shí)，沉降量隨B的添加而添加的添加而添加由于根底寬度普通均超越由于根底寬度普通均超越30cm，所以，所以B不宜太小不宜太小 S(mm)045B(cm)l普通來(lái)說(shuō)，大的比小的好，最好與實(shí)踐根底面積一樣；但太大那么需大的壓力，有時(shí)難以到達(dá)。l所以承壓板的面積應(yīng)適中 1000cm2A5000cm2。2. 沉降穩(wěn)定時(shí)間規(guī)范沉降

47、穩(wěn)定時(shí)間規(guī)范 每級(jí)壓力下的沉降穩(wěn)定規(guī)范不同，那么所觀測(cè)的每級(jí)壓力下的沉降穩(wěn)定規(guī)范不同，那么所觀測(cè)的沉降量就不同，那么所得出壓力沉降量就不同，那么所得出壓力沉降量曲沉降量曲線就不一樣，從而得出的變形模量或承載力就線就不一樣，從而得出的變形模量或承載力就不同。不同。采用一致的規(guī)范，消除這種影響。采用一致的規(guī)范，消除這種影響。每施加一級(jí)荷載，待沉降速率到達(dá)穩(wěn)定后再加下每施加一級(jí)荷載，待沉降速率到達(dá)穩(wěn)定后再加下一級(jí)荷載。一級(jí)荷載。 (1) s0.1mm/h, s0.2mm/h 很慢很慢(2)快速方法：每級(jí)繼續(xù)快速方法：每級(jí)繼續(xù)2h，然后根據(jù)規(guī)范方法的，然后根據(jù)規(guī)范方法的外推，根本原理自學(xué)教材外推，根本

48、原理自學(xué)教材P140-142。3. 承壓板埋深承壓板埋深載荷測(cè)試的影響深度普通為載荷測(cè)試的影響深度普通為1.5-2倍承壓板寬度倍承壓板寬度或直徑；或直徑；在影響深度范圍內(nèi)土性應(yīng)堅(jiān)持一致，否那么測(cè)試在影響深度范圍內(nèi)土性應(yīng)堅(jiān)持一致，否那么測(cè)試成果就不能反映出土層的真實(shí)性質(zhì)；成果就不能反映出土層的真實(shí)性質(zhì)；假設(shè)場(chǎng)地土層多，且都是重要的持力層，應(yīng)分層假設(shè)場(chǎng)地土層多，且都是重要的持力層，應(yīng)分層做載荷實(shí)驗(yàn)；做載荷實(shí)驗(yàn)；假設(shè)土層較薄，達(dá)不到假設(shè)土層較薄，達(dá)不到2倍承壓板的寬度，就應(yīng)采倍承壓板的寬度，就應(yīng)采用小的承壓板或螺旋板載荷實(shí)驗(yàn)用小的承壓板或螺旋板載荷實(shí)驗(yàn)4.地基土的均勻性地基土的均勻性五、測(cè)試成果的運(yùn)

49、用五、測(cè)試成果的運(yùn)用一PLT 可以確定地基的承載力(fk),變形模量(Ea), 沉降量(s)。 fk R= Pcr R= PU /F Ea.S-P ;-B ;- 0.886,0.875 ,;-:120曲線直線段的斜率承壓板的寬度土體的泊松比方形圓形承壓板的形狀系數(shù)式中SPSPBE計(jì)算地基沉降量(sj) 二確定濕陷性黃土的濕陷起始?jí)毫?自學(xué)P143-144設(shè)計(jì)基礎(chǔ)寬度壓板的沉降量作用下承在與基底壓力相同壓力式中砂土粘土-b -S: 30b30B 22BbSSBbSSjj六、其它類(lèi)型的載荷實(shí)驗(yàn)一樁載荷實(shí)驗(yàn) 樁靜載荷實(shí)驗(yàn)可以確定樁基的承載力二程度載荷實(shí)驗(yàn)單樁程度載荷實(shí)驗(yàn) 2.地基土程度載荷實(shí)驗(yàn)第六章

50、 旁壓實(shí)驗(yàn)一、定義旁壓測(cè)試PMT: pressuremeter test是利用鉆孔做的原位橫向載荷實(shí)驗(yàn)，是工程勘察中的一種常用原位測(cè)試技術(shù)。l測(cè)試原理：經(jīng)過(guò)旁壓器在豎直的孔內(nèi)加壓，使旁壓膜膨脹，并由旁壓膜將壓力傳給周?chē)馏w，使土體產(chǎn)生變形直至破壞，并經(jīng)過(guò)量測(cè)安裝測(cè)出施加的壓力和土體變形之間的關(guān)系，然后繪制應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線。根據(jù)這種關(guān)系對(duì)孔周所測(cè)土體的承載力、變形性質(zhì)等進(jìn)展評(píng)價(jià)。l優(yōu)點(diǎn)：可在不同深度上進(jìn)展測(cè)試，所求根本承載力精度高。l缺陷：受成孔質(zhì)量影響大，在軟土中測(cè)試精度不高。二、旁壓測(cè)試的儀器設(shè)備二、旁壓測(cè)試的儀器設(shè)備分為兩類(lèi)：預(yù)鉆式旁壓儀自鉆式旁壓儀預(yù)鉆式旁壓儀由4部分組成1.旁壓器2.壓

51、力和體積控制箱3.管路系統(tǒng)4.成孔工具等l旁壓器是旁壓儀中的旁壓器是旁壓儀中的最重要部件，由圓形最重要部件，由圓形金屬骨架和包在其外金屬骨架和包在其外的橡皮膜組成。的橡皮膜組成。l分為三個(gè)腔分為三個(gè)腔l中間為主腔測(cè)試腔中間為主腔測(cè)試腔l上、下為護(hù)腔上、下為護(hù)腔1、儀器校正率定率定旁壓儀的目的是為了校正彈性膜和管路系統(tǒng)所引起的壓力損失或體積損失。分為旁壓器彈性膜約束和旁壓器綜合變形的率定。1)彈性膜約束力的率定彈性膜約束力的率定 方法：旁壓器豎立于地方法：旁壓器豎立于地面，讓彈性膜在自在面，讓彈性膜在自在膨脹形狀下率定，對(duì)膨脹形狀下率定，對(duì)彈性膜分級(jí)加壓，穩(wěn)彈性膜分級(jí)加壓，穩(wěn)定后讀取測(cè)管水位下定

52、后讀取測(cè)管水位下降值。繪制降值。繪制P-V(S)曲曲線。線。三、測(cè)試步驟和本卷須知三、測(cè)試步驟和本卷須知在壓力作用下，銜接控制箱和旁壓器的管路會(huì)膨脹，呵斥測(cè)在壓力作用下，銜接控制箱和旁壓器的管路會(huì)膨脹，呵斥測(cè)管中液體的體積損失，所以要進(jìn)展綜合變形的率定。管中液體的體積損失，所以要進(jìn)展綜合變形的率定。方法：將旁壓器放在無(wú)縫鋼管或有機(jī)玻璃管內(nèi)，使旁壓器的方法：將旁壓器放在無(wú)縫鋼管或有機(jī)玻璃管內(nèi)，使旁壓器的橫向變形遭到約束，分級(jí)加壓，丈量管路變形與壓力的關(guān)系。橫向變形遭到約束，分級(jí)加壓，丈量管路變形與壓力的關(guān)系。求儀器綜合變形校正系數(shù)求儀器綜合變形校正系數(shù)2)儀器綜合變形的率定儀器綜合變形的率定開(kāi)孔

53、至預(yù)定深度以下開(kāi)孔至預(yù)定深度以下35cm處處把旁壓器放入孔中把旁壓器放入孔中測(cè)試測(cè)試分級(jí)加壓，記錄測(cè)管中的水位下降值分級(jí)加壓，記錄測(cè)管中的水位下降值留意加壓等級(jí)和變形穩(wěn)定規(guī)范留意加壓等級(jí)和變形穩(wěn)定規(guī)范終止實(shí)驗(yàn)終止實(shí)驗(yàn)規(guī)范為：規(guī)范為：a.壓力到達(dá)儀器的最大額定值壓力到達(dá)儀器的最大額定值 b.測(cè)管水位下降值接近最大允許值測(cè)管水位下降值接近最大允許值S35cm本卷須知本卷須知1鉆孔終了后，應(yīng)將旁壓器盡快放入孔中的預(yù)定鉆孔終了后，應(yīng)將旁壓器盡快放入孔中的預(yù)定深度；深度；2必需保證旁壓器三腔都位于同一土層中，不應(yīng)必需保證旁壓器三腔都位于同一土層中，不應(yīng)該放置在強(qiáng)度差別較大的土層中；該放置在強(qiáng)度差別較大的

54、土層中；3注水時(shí)，測(cè)管的水位絕對(duì)不可超越最高刻度線；注水時(shí)，測(cè)管的水位絕對(duì)不可超越最高刻度線；4測(cè)試時(shí)，不得運(yùn)用雜質(zhì)水，應(yīng)運(yùn)用蒸溜水或冷測(cè)試時(shí)，不得運(yùn)用雜質(zhì)水，應(yīng)運(yùn)用蒸溜水或冷開(kāi)水；開(kāi)水；5不能恣意將旁壓器裸露放置；不能恣意將旁壓器裸露放置；6將快速接頭取下后，應(yīng)立刻套上維護(hù)套罩，嚴(yán)將快速接頭取下后，應(yīng)立刻套上維護(hù)套罩，嚴(yán)防泥沙進(jìn)入管道中，使儀器損壞；防泥沙進(jìn)入管道中，使儀器損壞；7不得恣意裝配調(diào)壓閥，以防其精度降低；不得恣意裝配調(diào)壓閥，以防其精度降低；8假設(shè)旁壓儀長(zhǎng)時(shí)間不用，應(yīng)排盡水箱、管路系假設(shè)旁壓儀長(zhǎng)時(shí)間不用，應(yīng)排盡水箱、管路系統(tǒng)和旁壓器的水統(tǒng)和旁壓器的水四、數(shù)據(jù)處置四、數(shù)據(jù)處置繪制彈性

55、膜約束曲線和儀器綜合變形曲線繪制彈性膜約束曲線和儀器綜合變形曲線數(shù)據(jù)校正數(shù)據(jù)校正把測(cè)試數(shù)據(jù)把測(cè)試數(shù)據(jù)Pm, Sm校正為校正為P, S(kPa) -P (kPa);-P (kPa);-P (kPa);-P : 23)-(5 ) 1 iwm的彈性膜約束力管水位下降值對(duì)應(yīng)彈性膜約束曲線上與測(cè)靜水壓力壓力表讀數(shù)校正后的壓力式中iwmPPPPP(kPa)S(cm)Pm(kPa)Pt=Pm+PwPiPSm(3min) Si=(Pm+Pw)S000.0Pw13850.20.026080.0761.724506344194.10.1263.974100.113.57.56.7.0.0

56、.226.6.774.例如：(cm/kPa)- ; )(-S (cm);-S : 26)-(5 )(S )2 m儀器綜合變形校正系數(shù)實(shí)測(cè)測(cè)管水位下降值值校正后的測(cè)管水位下降式中cmPPSwmmP(kPa)S(cm)Pm(kPa)Pt=Pm+PwPiPSm(3min) Si=(Pm+Pw)S000.0Pw13850.20.026080.0761.724506344194.10.1263.974100.113.57.56.7.0.0.226.6.774.例如：繪制旁壓測(cè)試曲線如圖繪制旁壓測(cè)試曲線如圖5-23曲線可以分為三部分：曲線可以分為三部分：1)第一曲線段第一曲線段2

57、)直線段直線段 3)尾段曲線段尾段曲線段兩個(gè)特征點(diǎn)：兩個(gè)特征點(diǎn)：PL，Pf P0靜止土壓力靜止土壓力五、測(cè)試的影響要素五、測(cè)試的影響要素 1、成孔質(zhì)量這對(duì)于預(yù)鉆式旁壓實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)是非常重、成孔質(zhì)量這對(duì)于預(yù)鉆式旁壓實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)是非常重要要軟土的擾動(dòng)對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響很大，必需根據(jù)土類(lèi)軟土的擾動(dòng)對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響很大，必需根據(jù)土類(lèi)選擇不同的鉆孔方法選擇不同的鉆孔方法成孔應(yīng)該是垂直，且其直徑與旁壓器吻合的好。成孔應(yīng)該是垂直，且其直徑與旁壓器吻合的好。l加壓方式加壓方式分為加壓速率與加壓等級(jí)兩個(gè)方面分為加壓速率與加壓等級(jí)兩個(gè)方面l加壓等級(jí)普通按預(yù)估土的臨塑壓力或極限壓力加壓等級(jí)普通按預(yù)估土的臨塑壓力或極限壓力而定

58、，為它們的而定，為它們的1/81/12l加荷速率反映了不同的實(shí)驗(yàn)條件，如排水或不加荷速率反映了不同的實(shí)驗(yàn)條件，如排水或不排水排水l快速法：快速法：1、2、3minl慢速法：慢速法：5、10min l不同的加壓速率對(duì)臨塑荷載影響不大，而對(duì)于不同的加壓速率對(duì)臨塑荷載影響不大，而對(duì)于極限荷載影響比較大。極限荷載影響比較大。旁壓器的有效長(zhǎng)旁壓器的有效長(zhǎng)(l)、徑、徑(D)比是設(shè)計(jì)旁壓器的關(guān)鍵比是設(shè)計(jì)旁壓器的關(guān)鍵參數(shù)。參數(shù)。當(dāng)單腔式有效長(zhǎng)徑比為當(dāng)單腔式有效長(zhǎng)徑比為10時(shí)，與三腔式旁壓器所時(shí)，與三腔式旁壓器所獲得變形模量的結(jié)果沒(méi)有明顯的差別，但單腔式獲得變形模量的結(jié)果沒(méi)有明顯的差別，但單腔式的臨塑壓力和極

59、限壓力那么偏小。的臨塑壓力和極限壓力那么偏小。土體變形近似為圓柱形 104Dl3.旁壓器構(gòu)造和規(guī)格旁壓器構(gòu)造和規(guī)格在均質(zhì)土層中測(cè)試，在均質(zhì)土層中測(cè)試，Pf自地表向下逐漸增大，當(dāng)超越自地表向下逐漸增大，當(dāng)超越一定深度后，才趨近一個(gè)常數(shù)值，這個(gè)土層外表一定一定深度后，才趨近一個(gè)常數(shù)值，這個(gè)土層外表一定深度就稱(chēng)為臨界深度。深度就稱(chēng)為臨界深度。砂土中表現(xiàn)明顯，臨界深度隨砂土密實(shí)度的添加而添砂土中表現(xiàn)明顯，臨界深度隨砂土密實(shí)度的添加而添加，普通為加，普通為13m。在臨界深度內(nèi)，由于地面是臨空面，土體可以產(chǎn)生較在臨界深度內(nèi)，由于地面是臨空面，土體可以產(chǎn)生較明顯的垂向變形，而在臨界深度以下，因上覆土層壓明顯

60、的垂向變形，而在臨界深度以下，因上覆土層壓力加大，限制了垂向變形，根本上只需徑向變形。力加大，限制了垂向變形，根本上只需徑向變形。4.旁壓測(cè)試臨界深度的影響旁壓測(cè)試臨界深度的影響1、確定地基土的承載力2、確定單樁的軸向承載力旁壓器周?chē)耐馏w受的作用為剪切為主，與樁的作用機(jī)理相近六、旁壓實(shí)驗(yàn)的運(yùn)用六、旁壓實(shí)驗(yàn)的運(yùn)用紅粘土、軟土硬土、一般土 3)-2(F )2 ) 100FPPfPPfLkfk203)1978(LfLdPqPqBaguelin樁側(cè)容許摩阻力樁端容許承載力3、確定地基土層旁壓模量、確定地基土層旁壓模量地基土層旁壓模量是反映土層中應(yīng)力和體積變地基土層旁壓模量是反映土層中應(yīng)力和體積變形可