第二章 貫入試驗(yàn)

第二章貫入試驗(yàn)一、動(dòng)力觸探（DPT）

1、概述 利用一定的錘擊動(dòng)能，將一定規(guī)格的圓錐探頭打入土中，根據(jù)貫入的阻力大小判別土的性質(zhì)（分層、物理力學(xué)指標(biāo)、評(píng)價(jià)）。

分類：輕型、重型、超重型；2、探頭及機(jī)具設(shè)備觸探類型錘重／kg落距/cm探頭規(guī)格貫入指標(biāo)探桿外徑/cm輕型1050園錐探頭，錐角600，錐底直徑4.0cm，面積12.6cm2.貫入30cm的錘擊數(shù)N1025重型63.576園錐探頭，錐角600，錐底直徑7.4cm，面積43cm2.貫入10cm的錘擊數(shù)N63.542超重型120100園錐探頭，錐角600，錐底直徑7.4cm，面積43cm2.貫入10cm的錘擊數(shù)N12050～60輕型重型（超重型）導(dǎo)向桿提引器重錘觸探桿探頭動(dòng)力設(shè)備承重架提升設(shè)備起拔設(shè)備3、輕型動(dòng)力觸探試驗(yàn)

設(shè)備由探頭、觸探桿和落錘三部分組成。 試驗(yàn)要點(diǎn)：

1）先用輕便鉆具，鉆至試驗(yàn)土層標(biāo)高，然后連續(xù)錘擊貫入，測(cè)記每貫入30cm的錘擊數(shù)N10。

2）穿心錘落距50cm，自由落下，保持探桿垂直；

3）若貫入30cm超過100擊（或按一半算），則停止。輕型動(dòng)力觸探設(shè)備適用范圍：深度小于4.0m的一般粘性土、粘性素填土、粉、細(xì)砂；可提供淺層地基承載力，檢驗(yàn)地基夯實(shí)度，施工驗(yàn)槽。成果應(yīng)用：1）粘性土、填土承載力（見下表）；2）壓縮模量、砂土密實(shí)度等。（kPa）廣州地區(qū)N1015202530fk105145190230N1010203040fk85115135160粘性土填土4、重型動(dòng)力觸探

試驗(yàn)要點(diǎn)：

1）可自地表向下連續(xù)貫入，或分段貫入； 2）穿心錘落距76cm，探桿垂直，自由落下，連續(xù)貫入，約20擊/min左右；

3）記錄貫入10cm的錘擊數(shù)；或記錄每一陣擊的貫入度，再換算成每貫入10cm的錘擊數(shù)：n—一陣擊的擊數(shù)4）當(dāng)N63.5>50擊時(shí),可考慮采用超重型動(dòng)力觸探;5）當(dāng)探桿長度>3m時(shí)，按下式進(jìn)行桿長修正：—桿長校正系數(shù)，可查表獲得。6）在地下水位以下的中、粗礫石和園礫、卵石層，還需作進(jìn)一步修正：適用范圍：

16～20m以內(nèi)的砂類、卵礫類土。成果應(yīng)用：

1）對(duì)連續(xù)貫入，可繪制N63.5—H關(guān)系圖，由該圖可劃分土層界限；

2）由校正后的錘擊數(shù)，確定地基承載力和變形模量；

3）確定土體的密實(shí)度；

4）確定單樁承載力。沈陽地區(qū)5、超重型動(dòng)力觸探

與重型動(dòng)力觸探類似。

二、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)（SPT）1、設(shè)備及試驗(yàn)要點(diǎn) 帶排水氣孔的對(duì)開式貫入器 導(dǎo)向桿（落距76cm） 錘墊 穿心落錘（重63.5kg） 探桿（Φ42mm）觸探類型錘重／kg落距/cm探頭規(guī)格貫入指標(biāo)探桿外徑/cm標(biāo)準(zhǔn)貫入63.576對(duì)開管式貫入器，外徑5.1cm，內(nèi)徑3.5cm，刃口角19047‘，長度70cm.貫入30cm的錘擊數(shù)N63.542試驗(yàn)要點(diǎn)：

1）用鉆具鉆至預(yù)定深度以上約10～15cm處；需要時(shí)護(hù)壁；

2）連接設(shè)備，檢查接頭，將貫入器放入孔中至孔底；保持桿整體垂直；

3）先將貫入器打入土層15cm，不計(jì)錘擊數(shù)；

4）采用自動(dòng)脫鉤落錘裝置，保證落距為76cm，自由下落，將貫入器連續(xù)打入土中，記錄打入30cm的錘擊數(shù)N063.5；5）提取貫入器，對(duì)貫入器中的土樣進(jìn)行描述；或送實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)；6）每隔1~1.5m深度，或根據(jù)需要，重復(fù)上述步驟進(jìn)行試驗(yàn)；7）錘擊數(shù)達(dá)50擊仍未貫入30cm，應(yīng)停止貫入，并記錄該貫入度ΔS，按下式換算成相當(dāng)于30cm的錘擊數(shù)：2、資料整理

1）桿長修正（不同規(guī)范有不同要求）

探桿長度/m36912151821α1.00.920.860.810.770.730.70

2）地下水的修正

Terzaghi和Peck（1953）提出對(duì)于d10＝0.1～0.05mm的飽和粉細(xì)砂，當(dāng)實(shí)測(cè)標(biāo)貫擊數(shù)>15時(shí)，應(yīng)按下式修正：3、適用范圍及成果應(yīng)用

1）粘性土，砂性土；軟土精度低；碎石土不適用。

2）利用N—H劃分土層；

3）確定土的承載力；N357911131517192123fak105145190220295325370430515600680粘性土，89規(guī)范4）砂土密實(shí)度及粘性土稠度狀態(tài)N10松散15<N30中密10<N15稍密N>30密實(shí)5）判斷飽和砂及粉土的液化 地層地震液化臨界標(biāo)貫擊數(shù)：（建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范）不液化液化N0對(duì)設(shè)計(jì)裂度為7、8、9度時(shí)，分別為6、10、16（近震）6）估算單樁極限承載力7）估算土的強(qiáng)度指標(biāo)（c、φ值）8）估算地基土的變形指標(biāo)（變形模量、壓縮模量）9）估算地基基床系數(shù)10）估算地層的平均剪切波速正在進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)貫入器與鉆桿的連接標(biāo)準(zhǔn)貫入器內(nèi)的土樣三、靜力觸探試驗(yàn)（CPT）1、概述

利用準(zhǔn)靜力將觸探頭（內(nèi)部裝有傳感器）以勻速壓入土中，以獲取土層的貫入阻力，從而判定土的物理力學(xué)性質(zhì)。 優(yōu)點(diǎn)：連續(xù) 快速 精確尤其對(duì)不易取樣的飽和砂、軟粘土 不足：不能對(duì)土直接觀察、鑒別2、探頭工作原理及構(gòu)造

靜力觸探儀—

探頭（地層阻力傳感器） 量測(cè)記錄設(shè)備（自動(dòng)數(shù)據(jù)采集儀） 貫入裝置（加壓、反力、探桿）

1）Pε轉(zhuǎn)換2）ε

ΔR轉(zhuǎn)換電阻應(yīng)變片靈敏度系數(shù)3）ΔR

ΔU轉(zhuǎn)換電橋平衡時(shí)，ΔU

＝0：等橋壁：采用適當(dāng)?shù)馁N法，當(dāng)探頭受力時(shí)，R1、R3變小，R2、R4增大，有輸出電壓：3、靜力觸探設(shè)備

電動(dòng)式 液壓式 手搖式 靜力觸探車電動(dòng)式液壓式反力裝置（地錨）量測(cè)記錄儀表： 雙筆自動(dòng)記錄儀 微機(jī)自動(dòng)采集、分析儀 角機(jī)4、探頭的類型

錐底面積A/cm2直徑D/mm錐角α／度單橋有效側(cè)壁長L/mm雙橋摩擦筒長L/mm摩擦筒側(cè)面積Fs/cm210152035.743.750.4606060577081179219200300

1）單橋探頭 測(cè)比貫入阻力ps—包括錐尖阻力和側(cè)壁阻力：2）雙橋探頭 可分別測(cè)出錐尖總阻力Qc和側(cè)壁總摩阻力Pf：3）孔隙水壓探頭 可同時(shí)測(cè)孔隙水壓力摩阻比：5、探頭的標(biāo)定

找出探頭內(nèi)傳感器的應(yīng)變值與貫入阻力之間的關(guān)系。 可在經(jīng)過計(jì)量的材料試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行。

1）固定橋壓法 組裝好設(shè)備，選好供橋電壓； 逐級(jí)加荷，記錄荷載及相應(yīng)儀表輸出毫伏電壓（或微應(yīng)變）；再卸荷；平行標(biāo)定3～4次，檢驗(yàn)其一致性； 繪荷載—輸出曲線（直線），即為標(biāo)定曲線。

改變供橋電壓，重復(fù)上述步驟，獲得各種橋壓下的標(biāo)定系數(shù)。標(biāo)定系數(shù)：2）標(biāo)定供橋電壓法

適用于供橋電壓連續(xù)可調(diào)的自動(dòng)記錄儀。先指定一個(gè)標(biāo)定系數(shù)，計(jì)算儀表滿量程荷載；給供橋電壓一個(gè)初始值，施加滿量程荷載，看輸出是否滿量程，否則改變供橋電壓，直至輸出滿量程。重復(fù)上述步驟，獲得各種標(biāo)定系數(shù)下的供橋電壓。6、試驗(yàn)要點(diǎn)

1）準(zhǔn)備工作 探頭、鉆桿選用，信號(hào)電纜檢查； 自動(dòng)記錄系統(tǒng)檢查 平整場地

2）操作要點(diǎn)（1）選好勘探點(diǎn)；下地錨（位置、數(shù)量）；（2）安裝機(jī)架（水平）；（3）接上電纜、探頭，調(diào)好自動(dòng)記錄儀；（4）穿入探桿，試壓，檢查記錄是否正常；

接上角機(jī)，保持探桿垂直，開始試驗(yàn)；（5）試驗(yàn)過程應(yīng)注意消除溫差的影響；（6）貫入速率為1.2m/min，25％；（7）貫入深度記錄誤差不應(yīng)大于觸探深度的1％；（8）探桿連接應(yīng)快速、穩(wěn)固；（9）貫入過程應(yīng)注意地層變化，及時(shí)采取措施；（停機(jī)、改變橋壓）（10）終孔后，關(guān)閉記錄，移開角機(jī)，起拔鉆桿；（11）起拔地錨；（12）移至下一勘探點(diǎn)，重新開始試驗(yàn)。7、資料的整理

1）原始數(shù)據(jù)修正（1）深度修正 傾斜修正（2）零漂修正 按歸零檢查的深度間隔按線性內(nèi)插法對(duì)測(cè)試值加以修正。（3）曲線形狀修正（4）變換供橋電壓修正2）貫入阻力計(jì)算

對(duì)電腦自動(dòng)記錄儀，其直接輸出即為貫入阻力（可調(diào)）；對(duì)電阻應(yīng)變儀，貫入阻力指標(biāo)按下式計(jì)算：3）繪圖及分層 對(duì)電腦自動(dòng)記錄儀，其直接輸出即為貫入阻力的曲線，也可輸出文本文件。繪圖比例尺：深度：1：100 1：200比貫入或端阻：1cm代表0.5、1.0、2.0MPa側(cè)阻：1cm代表5、10、20kPa；摩阻比：1cm代表1％。分層方法：

曲線變化趨勢(shì)，及地區(qū)經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合； 以錐尖阻力qc為主，結(jié)合考慮側(cè)壁阻力fs或摩阻比Rf； 分層界限的“超前”、“滯后”問題；界限往硬層靠5～10cm；場地指標(biāo)： 每一層的觸探指標(biāo)； 加權(quán)平均值（場地比較均勻）； 最小平均值（場地土質(zhì)不均）。4）影響因素

貫入速率 探頭面積 探頭結(jié)構(gòu)形式 臨界深度（淺部影響） 成層土8、成果應(yīng)用

3）確定單樁承載力單橋

1）確定土層剖面和土的類別、砂土密實(shí)度

2）提供地基承載力 如對(duì)上?；疑惩琳承酝练弁良吧靶酝岭p橋粘性土砂性土α