巖土工程課件9-原位測試技術

10原位測試技術原位測試指的是在土(巖)體的本來位置，對處于天然狀態(tài)下的土（巖）體所進行的工程性質的測試。它具有直接性、真實性和實用性的特點。對土巖體工程性質的判斷起著十分重要的作用。8/15/2024110.1載荷試驗10.1.1載荷試驗設備載荷試驗簡稱DLT(DeadLoadTeoc)，有平板和螺旋板載荷試驗兩種，常用平板載荷試驗。8/15/20242平板載荷試驗是在現(xiàn)場試坑坑底土層面上放置剛性平扳，亦稱承壓板或載荷板，在板上分級施加中心豎向荷載，直至地基破壞，量測各級荷載作用下承壓板的下沉量，即地基的沉降量，利用荷載沉降p－s關系曲線，確定地基土的有關工程性質。8/15/20243加載設備木質或鐵質加載平臺液壓加載平臺8/15/2024410.1.2載荷試驗方法(1)試坑的準備工作·①試坑底寬應不小于承壓板寬度或直徑的3倍，以便排除承壓板周圍超載的影響。②坑底應鋪設1cm左右的砂墊層(中砂或粗砂)，以便確保承壓板與土層間水平和均勻接觸。③為保證試驗土層的天然狀態(tài)，當測試土層為軟塑粘土或飽和松砂時，試驗開始前承壓板周圍應預留20—30cm厚的原狀土作為保護層。8/15/20245(2)設備標定和穩(wěn)壓工作

試驗前必須進行千斤頂、油泵和壓力表等加載系統(tǒng)的標定，試驗中需考慮加壓過程中壓力的穩(wěn)定性，往往由于地錨的上拔，承壓板的下降，加載設備的變形和千斤頂?shù)穆┯停Ы镯數(shù)膲毫?表現(xiàn)在油表的讀數(shù)上)

不易穩(wěn)定，出現(xiàn)松壓現(xiàn)象，必須及時補充壓力，保持恒壓．8/15/20246(3)加荷方式加荷方式有3種．第1種為常規(guī)的慢速加載法：采取分級加載，待沉降穩(wěn)定后再施加下一級荷載；第2種為快速加載法：同樣采取分級加載，每級荷載只需維持2h便可施加下一級荷載，而不必等待沉降穩(wěn)定，最后一級荷載沉降觀測達穩(wěn)定標準或仍維持2h；第3種為等沉降速率法：控制承壓板按一定的沉降速率下沉，測量與沉降相應的所施加的荷載，直至破壞狀態(tài)．8/15/20247慢速加載法①分級荷載量一般取試驗土層極限荷載的1/8～1/10，或臨塑荷載的1/4～1/5，當難以預估極限荷載值時，可參考表10.1取用。8/15/20248②各級荷載下的沉降穩(wěn)定標準該標準直接影響試驗成果，它的確定與測量沉降的精度有關。通常采用的百分表其量測精度為0.1mm時，沉降相對穩(wěn)定標準為連續(xù)2h觀測沉降量不大于0.1mm／h，但每級荷載下的觀測時間，對軟粘土不少于

24h，對一般粘性土不少于8h，對較堅實的土(如老粘土、密實砂土、碎石土等)不應小于4h。8/15/20249③各級荷載下沉降的讀數(shù)每加一次荷載都要按一定的時間間隔記錄沉降讀數(shù)，壓力剛加上時承壓板下降很快，開始5～15min需測讀變形，1h后可放寬到30～60min測讀一次(砂土取小值，粘性土取大值)。8/15/202410

(4)試驗終止條件在載荷試驗中，一般應以地基破壞為試驗終止條件．具體操作時可按如下現(xiàn)象進行判斷：①承壓板周圍地表土出現(xiàn)隆起、或明顯的側向擠出(砂土)、或發(fā)生裂縫現(xiàn)象(粘性土)；②當荷載不變時，24h內沉降速率幾乎等速或加速發(fā)展：③荷載增量雖然小，但沉降卻急劇發(fā)展。8/15/20241110.1.3荷載試驗資料整理及試驗結果試驗成果臨塑荷載極限荷載8/15/202412當p－s曲線的直線段不通過原點時，應進行修正8/15/2024138/15/20241410.1.4載荷試驗成果的利用8/15/2024158/15/2024168/15/20241710.1.4.2確定地基土的變形模量8/15/2024188/15/2024198/15/20242010.2十字板剪切試驗

十字板剪切試驗簡稱FVT(FieldVaneTest)，是用十字板剪切儀在現(xiàn)場原位測試軟土地基不排水抗剪強度的試驗。與室內試驗比較，它避免了土樣擾動，并保存了其天然狀態(tài)，且所需設備簡單，操作方便，是一種有效的測試方法．8/15/2024218/15/2024228/15/2024238/15/2024248/15/2024258/15/2024268/15/20242710.3標準貫入試驗

標準貫入試驗簡稱SPT(StandardPenetrationTest)，它是用重635N的穿心錘，以760mm高的落距，將置于試驗土層上的特制的對開式標準貫人器(圖10．8)，先不記錘擊數(shù)打入孔底15cm，然后再打入30cm，并記下錘擊數(shù)N63.5，或N。最后提出鉆桿和標準貫人器，取出土樣，進行土的物理力學性質試驗。標準貫入試驗實際上也屬于土的動力觸探試驗類型之一，只不過探頭不是圓錐探頭，而是標準的圓筒形探頭，由兩個半圓筒合成的取土器．8/15/202428標準貫入試驗(SPT)8/15/2024298/15/2024308/15/20243110.4靜力觸探試驗

靜力觸探試驗簡稱CPT（ComePenetrationTest)，它是將一錐形金屬探頭，按一定的速率(一般為0.5-1.2m/min)勻速地靜力壓入士中，量測其貫入阻力，而進行的一種原位測試方法。靜力觸探是一種快速的現(xiàn)場勘探和原位測試方法，具有設備簡單、輕便、機械化和自動化程度高、操作方便等一系列優(yōu)點，受到了國內外工程界的普遍重視，無論從理論和應用等方面發(fā)表的文獻很多，值得學習和參考。8/15/20243210.4.1靜力觸探設備10.4.1.1靜力觸探儀靜力觸探儀按貫入能力大致可分為：輕型(20一50kN)、中型(80—120kN)，重型(200～300kN)3種；按貫入的動力及傳動方式可分為：人力鉆進、機械傳動及液壓傳動3種；按測力裝置可分為：油壓表式，應力環(huán)式、電阻應變式及自動記錄等不同類型。8/15/2024338/15/20243410.4.1.2探頭和探桿8/15/2024358/15/2024368/15/20243710.4.1.3量測系統(tǒng)

量測系統(tǒng)是靜力觸探儀的重要組成部分，測量靜力觸探的貫人阻力，國外常用油壓法或電測法，在我國不論是生產(chǎn)部門，還是科研部門，幾乎都采用電測法．8/15/20243810.4.2靜力觸探的基本原理8/15/20243910.4.3靜力觸探成果及利用8/15/20244010.4.3.2靜力觸探成果的利用（1）劃分土層和判別土類8/15/202441（2）確定淺基礎的承載力8/15/202442（3）確定樁的承載力8/15/2024438/15/2024448/15/2024458/15/2024468/15/20244710.5動力觸探試驗動力觸探試驗簡稱DPT(DynamicPenetrationTest)。它是用一定質量的落錘(沖擊錘)，提升到與型號相應的高度，讓其自由下落，沖擊鉆桿上端的錘墊，使與鉆桿下端相連的探頭貫入土中，根據(jù)貫入的難易程度，即貫入規(guī)定深度所需的錘擊次數(shù)(擊數(shù))，來判定土的工程性質，這種原位測試方法叫動力觸探試驗。8/15/2024488/15/2024498/15/2024508/15/2024518/15/2024528/15/2024538/15/2024548/15/2024558/15/20245610.6旁壓試驗

旁壓試驗簡稱PMT(PressuremeterTest)。它是利用旁壓器(亦稱探頭)的主腔對土層中柱狀孔穴的孔壁施加橫向水平力，致使孔壁向外膨脹，直至破壞，通過壓力和孔穴體積變化之間的關系，來確定土的力學性質指標的一種原位測試方法。8/15/20245710.6.1預鉆式旁壓儀8/15/202458

繪制體積增加量V與壓力P的關系曲線，或s—p曲線，稱為旁壓曲線，如圖10.23所示。