巖土工程勘察-原位測(cè)試

第一章

概述一、土體原位測(cè)試的概念原位測(cè)試（In-SituTesting）：在巖土體原有的位置上，在保持巖土的天然結(jié)構(gòu)、天然含水量以及天然應(yīng)力狀態(tài)條件下測(cè)定巖土性質(zhì)稱為原位測(cè)試。土體原位測(cè)試：一般指的是在工程地質(zhì)勘察現(xiàn)場(chǎng)，在不擾動(dòng)或基本不擾動(dòng)土層的情況下對(duì)土層進(jìn)行測(cè)試，以獲得所測(cè)土層的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)及劃分土層一種土工勘察技術(shù)。二、優(yōu)點(diǎn)（與室內(nèi)試驗(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)，更能真實(shí)反映巖土的天然結(jié)構(gòu)及天然應(yīng)力狀態(tài)下的特性。原位測(cè)試所涉及的土尺寸較室內(nèi)試驗(yàn)樣品要大得多，因而更能反映土的宏觀結(jié)構(gòu)如裂隙等)對(duì)土的性質(zhì)的影響，比土樣具代表性?？芍貜?fù)進(jìn)行驗(yàn)證，縮短試驗(yàn)周期。第二章靜力觸探一、定義靜力觸探(StaticConePenetrationTest,簡(jiǎn)稱CPT)是借助機(jī)械把一定規(guī)格的圓錐形探頭勻速壓入土中，通過(guò)測(cè)定探頭的端阻qｃ，側(cè)壁摩阻力fｓ來(lái)確定土體的物理力學(xué)參數(shù)，劃分土層的一種土體勘測(cè)技術(shù)。靜力觸探首先在荷蘭研制成功，因此靜力觸探也叫“荷蘭錐”試驗(yàn)。按測(cè)量機(jī)理分：機(jī)械式靜力觸探和電測(cè)式靜力觸探按探頭功能分：?jiǎn)螛蜢o力觸探、雙橋靜力觸探、孔壓靜力觸探電測(cè)式靜力觸探的優(yōu)點(diǎn)：

（1）測(cè)試連續(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)處理，減少了工作強(qiáng)度。二、測(cè)試設(shè)備與種類設(shè)備組成：觸探主機(jī)和反力裝置觸探主機(jī)可分為液壓式和機(jī)械式反力裝置可分為自重式和錨式測(cè)量與記錄顯示裝置探頭和探桿觸探主機(jī)為液壓傳動(dòng)式的，反力裝置為自重式。觸探主機(jī)為液壓傳動(dòng)式的，反力裝置為地錨式。觸探主機(jī)為機(jī)械傳動(dòng)式的，反力裝置為地錨式。探頭是靜力觸探儀的關(guān)鍵部件分為三種類型：?jiǎn)斡茫颍┨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)際標(biāo)準(zhǔn)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)試原理電阻應(yīng)變片電橋I—電流R—電阻

U—電壓（根據(jù)歐姆定律）

第四章

動(dòng)力觸探一、定義動(dòng)力觸探測(cè)試(DPT:dynamicpenetrationtest)：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、錘擊數(shù)或探頭單位面積動(dòng)貫入阻力來(lái)表示）判定土層性質(zhì)的一種原位測(cè)試的方法。優(yōu)點(diǎn)：

（1）設(shè)備簡(jiǎn)單，且堅(jiān)固耐用；

（2）操作及測(cè)試方法容易，一學(xué)就會(huì)；

（3）適用性廣；

（4）快速，經(jīng)濟(jì)，能連續(xù)測(cè)試土層；

（5）有些動(dòng)力觸探，可同時(shí)取樣，觀察描述；

（6）經(jīng)驗(yàn)豐富，使用廣泛。分類：

依據(jù)為穿心錘的重量和探頭類型標(biāo)貫與一般動(dòng)探的主要區(qū)別在于探頭不同圓錐動(dòng)力觸探簡(jiǎn)稱動(dòng)力觸探或動(dòng)探標(biāo)準(zhǔn)貫入測(cè)試(StandardpenetrationTest)簡(jiǎn)稱標(biāo)貫(SPT)：63.5kg的穿心錘自0.76m高處自由下落，撞擊錘座，通過(guò)探桿將標(biāo)準(zhǔn)貫入器貫入孔底土層中，記錄貫入0.30m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。每次測(cè)試共貫入0.45m，其中僅0.3m記錘擊數(shù)二、測(cè)試設(shè)備與測(cè)試原理（一）測(cè)試設(shè)備

a.探桿（包括導(dǎo)向桿）

b.提引器（分內(nèi)掛式和外掛式兩種）c.穿心錘d.錘座（包括鋼砧與錘墊）e.探頭滄州濱海公路試驗(yàn)儀器廠研制的電動(dòng)觸探儀六、測(cè)試成果的應(yīng)用1.劃分土類或土層剖面錘擊數(shù)越少，土的顆粒越細(xì)；錘擊數(shù)越多，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

N土類10153050中、粗砂180250340500粉、細(xì)砂140180250340表3-7砂土地基容許承載力（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.確定單樁容許承載力（1）Meyerhof法式中：B為樁寬度或直徑[m]，h為樁進(jìn)入砂層的深度[m]（2）日本法式中：N1為樁端處的N值，N2為樁尖上10B范圍內(nèi)的平均N值（3）國(guó)內(nèi)法書上126——129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3-22N手與稠度狀態(tài)的關(guān)系N手<22-44-77-1818-35>35IL（液性指數(shù)）>11-0.750.75-0.50.5-0.250.25-0<0稠度狀態(tài)流動(dòng)軟塑軟可塑硬可塑硬塑堅(jiān)硬4.確定粘性土稠度及c、、Es值5.砂土密實(shí)度與液化判斷（1）砂土密實(shí)度砂土密實(shí)度是確定砂土承載力和判斷砂土液化的主要指標(biāo)表3-28N63.5與砂土密實(shí)度的關(guān)系土類N63.5密實(shí)度孔隙比e礫砂<5松散>0.655-8稍密0.65-0.508-10中密0.50-0.45>10密實(shí)<0.45粗砂中砂地震烈度7度8度9度N0值近震區(qū)（基本烈度比震中小2度以上）61016遠(yuǎn)震區(qū)（基本烈度比震中小2度以內(nèi)）812——標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)基準(zhǔn)值N0（2）砂土液化第五章

載荷試驗(yàn)一、定義平板靜力載荷試驗(yàn)(PLT:plateloadtest)，簡(jiǎn)稱載荷試驗(yàn)，在保持地基土天然狀態(tài)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，是模擬建筑物基礎(chǔ)工作條件的一種測(cè)試方法。載荷試驗(yàn)按承壓板的形狀有平板與螺旋板之分 按用途可分一般載荷和樁載荷我們主要講的是淺層平板靜力載荷測(cè)試

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)。是確定承載力的最主要方法。缺點(diǎn)：價(jià)格昂貴、費(fèi)時(shí)二、測(cè)試設(shè)備與方法（一）儀器設(shè)備承壓板要有足夠的剛度，面積一般為1000-5000cm2

加荷裝置包括壓力源、載荷臺(tái)架或反力構(gòu)架。加荷方式有重物加荷和油壓千斤頂反力加荷沉降觀測(cè)裝置五、測(cè)試成果的應(yīng)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計(jì)算地基沉降量(sj)

（二）確定濕陷性黃土的濕陷起始?jí)毫?/p>

六、其它類型的載荷試驗(yàn)（一）樁載荷試驗(yàn)

（樁靜載荷試驗(yàn)）可以確定樁基的承載力（二）水平載荷試驗(yàn)單樁水平載荷試驗(yàn)2.地基土水平載荷試驗(yàn)第六章旁壓試驗(yàn)一、定義旁壓測(cè)試（PMT:pressuremetertest）是利用鉆孔做的原位橫向載荷試驗(yàn)，是工程勘察中的一種常用原位測(cè)試技術(shù)。測(cè)試原理：通過(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圍土體，使土體產(chǎn)生變形直至破壞，并通過(guò)量測(cè)裝置測(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)行評(píng)價(jià)。優(yōu)點(diǎn)：可在不同深度上進(jìn)行測(cè)試，所求基本承載力精度高。缺點(diǎn)：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)備分為兩類：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.壓力和體積控制箱3.管路系統(tǒng)4.成孔工具等旁壓器是旁壓儀中的最重要部件，由圓形金屬骨架和包在其外的橡皮膜組成。分為三個(gè)腔中間為主腔（測(cè)試腔）上、下為護(hù)腔第七章十字板剪切試驗(yàn)一、定義十字板剪切試驗(yàn)(FVST：fieldvanesheartest)是用插入軟粘土中的十字板頭，以一定的速率旋轉(zhuǎn)，測(cè)出土的抵抗力矩，然后換算成土的抗剪強(qiáng)度的一種測(cè)試方法。

FVST主要用于測(cè)定飽水軟粘土的不排水抗剪強(qiáng)度。它具有下列優(yōu)點(diǎn)：(1)不用取樣，特別是對(duì)難以取樣的靈敏度高的粘性土，可以在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)基本上處于天然應(yīng)力狀態(tài)下的土層進(jìn)行扭剪。所求軟土抗剪強(qiáng)度指標(biāo)比其他方法都可靠。(2)野外測(cè)試設(shè)備輕便，操作容易。(3)測(cè)試速度較快，效率高，成果整理簡(jiǎn)單。其缺點(diǎn)是僅適用于江河湖海的沿岸地帶的軟土，適應(yīng)范圍有限，對(duì)硬塑粘性土和含