《岩土工程原位测试》教案

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1、岩土工程原位测试教岩土工程原位测试教案案岩土工程原位测试主要内容岩土工程原位测试主要内容 绪论绪论第一章第一章 载荷试验载荷试验 第二章第二章 静力触探试验静力触探试验 第三章第三章 圆锥动力触探试验圆锥动力触探试验 第四章第四章 标准贯入试验标准贯入试验 第五章第五章 十字板剪切试验十字板剪切试验第六章第六章 旁压试验旁压试验第七章第七章 波速测试波速测试第八章第八章 扁铲侧胀试验扁铲侧胀试验第九章第九章 现场直接剪切试验现场直接剪切试验第十章第十章 岩块声波测试岩块声波测试第十一章第十一章 岩体应力测试岩体应力测试主要参考资料主要参考资料(1)岩土工程勘察规范)岩土工程勘察规范(GB500

2、21-2001),中国建筑工业出版社,中国建筑工业出版社,2002(2)建筑地基基础设计规范)建筑地基基础设计规范(GB50007-2002),中国建筑工业出,中国建筑工业出版社版社,2002(3)工程岩体试验方法标准()工程岩体试验方法标准(GB/T50266-99),中国计划出版),中国计划出版社社,1999(4)地基基础测试新技术,祝龙根)地基基础测试新技术,祝龙根 刘利明等编著,机械工业出刘利明等编著,机械工业出版社版社,1999(5)土体原位测试机理、方法及其工程应用,孟高头著,地质出)土体原位测试机理、方法及其工程应用,孟高头著,地质出版社,版社,1997(6)岩土工程测试技术,王

3、锺琦等编著,中国建筑)岩土工程测试技术,王锺琦等编著,中国建筑工业出版社,工业出版社,1986课程教材课程教材岩土工程原位测试,徐超编著,同济大学出版社岩土工程原位测试,徐超编著,同济大学出版社,2005 0.1 0.1 原位测试技术原位测试技术 岩土工程:岩土工程:0 0 绪绪 论论 岩土工程勘察岩土工程勘察(可行性研究、初勘、详勘和施(可行性研究、初勘、详勘和施工勘察)工勘察)岩土工程设计(地基基础、地基处理、基坑支岩土工程设计(地基基础、地基处理、基坑支护、工程降水、边坡和滑坡治理设计等)护、工程降水、边坡和滑坡治理设计等)岩土工程施工岩土工程施工岩土工程监理岩土工程监理岩土工程监测岩土

4、工程监测岩土工程检测岩土工程检测 岩土工程勘察规范(岩土工程勘察规范(GB5002l2001)对)对岩土工程勘岩土工程勘察察(geotechnical investigation)的)的定义定义为:为:“根据建设工程的要求,查明、分析、评价建设场地的地根据建设工程的要求,查明、分析、评价建设场地的地质、环境特征和岩土工程条件,编制勘察文件的活动。质、环境特征和岩土工程条件,编制勘察文件的活动。”岩土岩土工程勘察所采用的方法和手段较多,主要有勘探(包括钻探、工程勘察所采用的方法和手段较多,主要有勘探(包括钻探、井探、槽探、坑探、洞探、物探、触探等)、井探、槽探、坑探、洞探、物探、触探等)、原位测

5、试原位测试和室内和室内试验等。试验等。原位测试(原位测试(in-situ tests,或,或field test):):从广义上讲,包括从广义上讲,包括原位检测和原位试验原位检测和原位试验两部分,即指在被两部分,即指在被测试对象的原始位置,在不破坏、不扰动或少扰动被测试或检测测试对象的原始位置,在不破坏、不扰动或少扰动被测试或检测对象原有(天然)状态的情况下,通过试验手段测定特定的指标,对象原有(天然)状态的情况下,通过试验手段测定特定的指标,进而评价被测试对象阶性能和状态。进而评价被测试对象阶性能和状态。从狭义上讲,原位测试是指利用一定的从狭义上讲,原位测试是指利用一定的试验试验手段在天然状

6、态手段在天然状态(天然应力、天然结构和天然含水量)下,测试岩土的反应或一(天然应力、天然结构和天然含水量)下,测试岩土的反应或一些特定的物理、力学指标,进而依据理论分析或经验公式评定岩些特定的物理、力学指标,进而依据理论分析或经验公式评定岩土的工程性能和状态。土的工程性能和状态。原位测试技术是岩土工程中的一个重要分支,它不仅是岩土原位测试技术是岩土工程中的一个重要分支,它不仅是岩土工程勘察的重要组成部分和获得岩土体设计参数的重要手段,而工程勘察的重要组成部分和获得岩土体设计参数的重要手段,而且是岩土工程施工质量检验的主要手段,并可用于施工过程中岩且是岩土工程施工质量检验的主要手段,并可用于施工

7、过程中岩土体物理、力学性质及状态变化的监测。土体物理、力学性质及状态变化的监测。0.2 0.2 原位测试方法原位测试方法 岩土工程勘察规范(岩土工程勘察规范(GB5002l-2001)所列的原位)所列的原位测试方法有:载荷试验、静力触探、圆锥动力触探、标准贯测试方法有:载荷试验、静力触探、圆锥动力触探、标准贯入试验、十字板剪切试验、旁压试验、扁铲侧胀试验、现场入试验、十字板剪切试验、旁压试验、扁铲侧胀试验、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。直接剪切试验、波速测试、岩体原位应力测试和激振法测试。静力触探、圆锥动力触探、标准贯入试验静力触探、圆锥动力触探、标准贯入试验触探试

8、验触探试验 十字板剪切试验、直接剪切试验十字板剪切试验、直接剪切试验剪切试验剪切试验 旁压试验、扁铲侧胀试验旁压试验、扁铲侧胀试验侧胀试验侧胀试验 声波测试、弹性波波速测试、激振法测试声波测试、弹性波波速测试、激振法测试动力参数动力参数测试测试0.3 0.3 原位测试优缺点原位测试优缺点项项目目原原 位位 测测 试试室室 内内 试试 验验试验试验对对象象1测测定土体范定土体范围围大,能反映微大,能反映微观观、宏、宏观结观结构构对对土性的影响,代表性好;土性的影响,代表性好;2对难对难以取以取样样的土的土层层仍能仍能试验试验;3对试验对试验土土层层基本不基本不扰动扰动或少或少扰动扰动;4有的能有

9、的能给给出出连续连续的土性的土性变变化剖面,化剖面,可用以确定分可用以确定分层层界界线线;5测试测试土体土体边边界条件不明界条件不明显显 1试样试样尺寸小,不能反映宏尺寸小,不能反映宏观结观结构、非构、非均均质质性性对对土性的影响,代表性土性的影响,代表性较较差;差;2对难对难以或无法取以或无法取样样的土的土层层无法无法试验试验,只能人工制只能人工制备备土土样进样进行行试验试验;3无法避免无法避免钻进钻进取取样对样对土土样样的的扰动扰动;4只能只能对对有限的若干点取有限的若干点取样试验样试验,点,点间间土土样变样变化是推化是推测测的;的;5试验试验土土样边样边界条件明界条件明显显应应力力条件条

10、件1基本上在原位基本上在原位应应力条件下力条件下试验试验;2试验应试验应力路径无法很好控制;力路径无法很好控制;3排水条件不能很好控制;排水条件不能很好控制;4试验时应试验时应力条件有局限性力条件有局限性1在明确、可控制的在明确、可控制的应应力条件下力条件下试验试验;2试验应试验应力路径可以事先力路径可以事先预预定;定;3能能严严格控制排水条件;格控制排水条件;4可模可模拟拟各种各种应应力条件力条件进进行行试验试验应变应变条件条件1应变场应变场不均匀;不均匀;2应变应变速率一般大于速率一般大于实际实际工程条件下工程条件下的的应变应变速率速率1试样试样内内应变场应变场比比较较均匀;均匀;2可以控

11、制可以控制应变应变速率速率岩土岩土参数参数反映反映实际实际状状态态下的基本特性下的基本特性反映取反映取样样点上,在室内控制条件下的特性点上,在室内控制条件下的特性试验试验周期周期周期短,效率高周期短,效率高周期周期较长较长,效率,效率较较低低 1.1 1.1 概述概述 1.1.1 载荷试验方法载荷试验方法 载荷试验(载荷试验(P1ate Load Test,简称,简称PLT):):是在现场通过一定面积的刚性承压板向地基逐级施加荷是在现场通过一定面积的刚性承压板向地基逐级施加荷载,测定天然地基、单桩或复合地基的沉降随荷载的变化,载,测定天然地基、单桩或复合地基的沉降随荷载的变化,借以确定地基土的

12、承载能力和变形特征的现场试验。借以确定地基土的承载能力和变形特征的现场试验。1 1 载荷试验载荷试验 1.1.2 载荷试验分类载荷试验分类按试验对象划分按试验对象划分 一般载荷试验、复合地基载荷试验和桩载荷试验(包括竖一般载荷试验、复合地基载荷试验和桩载荷试验(包括竖向和水平载荷试验)向和水平载荷试验)按加荷性质划分按加荷性质划分 静力载荷试验和动力载荷试验静力载荷试验和动力载荷试验按承压板形状划分按承压板形状划分 平板载荷试验和螺旋板载荷试验平板载荷试验和螺旋板载荷试验按试验深度划分按试验深度划分 浅层载荷试验和深层板载荷试验浅层载荷试验和深层板载荷试验 本章主要讲述本章主要讲述浅层平板静力

13、载荷试验浅层平板静力载荷试验及其原理、设备组成、及其原理、设备组成、试验要点及技术要求、操作步骤、资料整理和成果应用。试验要点及技术要求、操作步骤、资料整理和成果应用。1.1.3 载荷试验的适用条件载荷试验的适用条件p浅层平板载荷试验浅层平板载荷试验 适用于地表浅层地基土(包括各种填土和碎石土)适用于地表浅层地基土(包括各种填土和碎石土)p深层平板载荷试验深层平板载荷试验 适用于埋深等于或大于适用于埋深等于或大于3.0m和地下水位以上的地基土和地下水位以上的地基土p螺旋板载荷试验螺旋板载荷试验 适用于深层地基或地下水位以下的土层适用于深层地基或地下水位以下的土层 1.1.4 载荷试验的优点载荷

14、试验的优点 对地基土不产生扰动,确定地基承载力最可靠、最具代表对地基土不产生扰动,确定地基承载力最可靠、最具代表性,可直接用于工程设计,还可用于预估建筑物的沉降量,对性,可直接用于工程设计,还可用于预估建筑物的沉降量,对大型工程、重要建筑物,载荷试验一般不可少,是世界各国用大型工程、重要建筑物,载荷试验一般不可少,是世界各国用以确定地基承载力的最主要方法,也是比较其它原位测试成果以确定地基承载力的最主要方法,也是比较其它原位测试成果的基础。的基础。1.2 1.2 浅层平板静力载荷试验的基本原理浅层平板静力载荷试验的基本原理 (1)直线变形阶段直线变形阶段 p-s呈线性关系呈线性关系 p0比例界

15、限压力比例界限压力(2)剪切(塑性)变形阶段)剪切(塑性)变形阶段 p-s关系为曲线,斜率逐关系为曲线,斜率逐渐变大渐变大 pu极限压力极限压力(3)破坏阶段)破坏阶段 当荷载大于极限压力当荷载大于极限压力pu,即使荷载维持不变,沉降也会持即使荷载维持不变,沉降也会持续发展或急剧增大,始终达不到续发展或急剧增大,始终达不到稳定标准。稳定标准。典型的平板载荷试验典型的平板载荷试验p-s曲线曲线 载荷试验的直线变形阶段,可用弹性理论分析压力与变形载荷试验的直线变形阶段,可用弹性理论分析压力与变形之间的关系。之间的关系。(1)对于)对于各向同性弹性半空间各向同性弹性半空间,由弹性理论,刚性承压板,由

16、弹性理论,刚性承压板作用在弹性半空间表面或近地表时,有作用在弹性半空间表面或近地表时,有式中式中E0变形模量变形模量 b承压板直径或方形承压板边长(承压板直径或方形承压板边长(m););I0承压板位于半空间表面的影响系数(承压板的形状承压板位于半空间表面的影响系数(承压板的形状系数);系数);对于圆形刚性板,对于圆形刚性板,;对于方形承压板,;对于方形承压板,I0=0.886;I1承压板埋深承压板埋深z时的修正系数;时的修正系数;当当z b时,时,;Kp-s关系曲线直线段的斜率(关系曲线直线段的斜率(kN/m3););土的泊松比。土的泊松比。(2)对于)对于非均质各向异性弹性半空间非均质各向异

17、性弹性半空间,情况比较复杂。,情况比较复杂。当地基土变形模量随深度的变化规律为:当地基土变形模量随深度的变化规律为:式中式中E0z承压板放置深度承压板放置深度 (b为承压板直径)的变为承压板直径)的变形模量;形模量;K1、K2承压板直径分别为承压板直径分别为b1、b2时载荷试验时载荷试验p-s关系关系曲线直线段的斜率。曲线直线段的斜率。1.3 1.3 浅层平板静力载荷试验的仪器设备浅层平板静力载荷试验的仪器设备 承压板承压板 承压板是模拟建筑物的基础,将施加的荷载通过承压板承压板是模拟建筑物的基础,将施加的荷载通过承压板传递给地基土,其刚度和尺寸应与建筑物基础接近。传递给地基土,其刚度和尺寸应

18、与建筑物基础接近。承压板的承压板的刚度刚度要求容易达到,可采用加肋的厚钢板、铸要求容易达到,可采用加肋的厚钢板、铸铁板、混凝土板或钢筋混凝土板,常用的是加肋钢板。无论铁板、混凝土板或钢筋混凝土板,常用的是加肋钢板。无论选用什么样材质的承压板,都要求承压板具有足够的刚度、选用什么样材质的承压板,都要求承压板具有足够的刚度、板底平整光滑、板的尺寸中心和传力重心一致、搬运和安装板底平整光滑、板的尺寸中心和传力重心一致、搬运和安装方便,在使用过程中不易变形。方便,在使用过程中不易变形。承压板的承压板的形状形状有圆形和方形的两种,也有根据试验的具有圆形和方形的两种,也有根据试验的具体要求采用矩形承压板。

19、体要求采用矩形承压板。承压板的承压板的尺寸尺寸要与实际基础接近则难于达到,因为承压要与实际基础接近则难于达到,因为承压板的面积太大,对设备的质量要求也越高;而承压板面积过板的面积太大,对设备的质量要求也越高;而承压板面积过小,则影响地基土的沉降量和极限荷载值。一般来说,地基小,则影响地基土的沉降量和极限荷载值。一般来说,地基土的极限荷载会因承压板的宽度或直径土的极限荷载会因承压板的宽度或直径b过小而降低(过小而降低(s增大)增大),但,但b值过大极限荷载增加也不明显,因此,值过大极限荷载增加也不明显,因此,在确定承压板尺在确定承压板尺寸时,既不能过小,也不必太大。寸时,既不能过小,也不必太大。

20、由于承压板的尺寸大小对评定地基土承载力有一定的影由于承压板的尺寸大小对评定地基土承载力有一定的影响。为统一试验条件,使试验结果具有可比性。我国的大部响。为统一试验条件,使试验结果具有可比性。我国的大部分勘察规范规定分勘察规范规定承压板面积以承压板面积以0.25-0.50 为主,另外还有为主,另外还有0.1和和1.0。选择承压板尺寸时选择承压板尺寸时,可根据地基土质情况,强度低变形,可根据地基土质情况,强度低变形大的土层宜采用大尺寸的承压板,强度高变形小的土层则采大的土层宜采用大尺寸的承压板,强度高变形小的土层则采用小尺寸的承压板。一般情况下,可参照下面的经验值选取:用小尺寸的承压板。一般情况下

21、,可参照下面的经验值选取:(1)对于软土、新近沉积土和人工填土,或用载荷试验)对于软土、新近沉积土和人工填土,或用载荷试验确定黄土湿陷性时,承压板尺寸不应小于确定黄土湿陷性时,承压板尺寸不应小于0.50 ;(2)对于一般粘性土地基,常用)对于一般粘性土地基,常用0.25-0.5 的承压板;的承压板;(3)对于碎石类土,承压板直径(或宽度)应为最大碎)对于碎石类土,承压板直径(或宽度)应为最大碎石直径的石直径的1020倍;倍;(4)对于岩石类土或均质密实土,如老粘土或密实砂土,)对于岩石类土或均质密实土,如老粘土或密实砂土,以以0.10 为宜为宜.加荷系统加荷系统 加荷系统是指通过承压板对地基土

22、施加额定荷载的加荷系统是指通过承压板对地基土施加额定荷载的装置。装置。常见有四种类型:常见有四种类型:l重物加荷装置重物加荷装置 l油压千斤顶加荷装置油压千斤顶加荷装置l重物、机械、液压放大加荷装置重物、机械、液压放大加荷装置l电控稳压式加荷装置电控稳压式加荷装置 常见的载荷试验反力与加载布置方式常见的载荷试验反力与加载布置方式1承压板;承压板;2千斤顶;千斤顶;3木跥;木跥;4钢梁;钢梁;5钢锭;钢锭;6百分表;百分表;7地锚;地锚;8桁架;桁架;9立柱;立柱;10分力帽;分力帽;11拉杆;拉杆;12载荷台;载荷台;13混凝土;混凝土;14测点测点(ad为千斤顶加载方式,为千斤顶加载方式,e

23、和和f为重物加载方式)为重物加载方式)反力系统反力系统 除重物加荷装置外,其它加荷装置均需反力系统配套。除重物加荷装置外,其它加荷装置均需反力系统配套。载荷试验的反力可由重物、地锚或地锚与重物联合提供。然载荷试验的反力可由重物、地锚或地锚与重物联合提供。然后再与梁架组合成稳定的反力系统。当在岩体内(如探坑或后再与梁架组合成稳定的反力系统。当在岩体内(如探坑或探槽)进行载荷试验时,可以利用围岩提供所需要的反力。探槽)进行载荷试验时,可以利用围岩提供所需要的反力。锚固式反力系统中,地锚个数应确保有足够的抗拔力,锚固式反力系统中,地锚个数应确保有足够的抗拔力,以免试验中间被拔起。反力梁亦应有足够的刚

24、度。以免试验中间被拔起。反力梁亦应有足够的刚度。坚硬岩土体内载荷试验反力系统示意图(撑壁式和平洞式)坚硬岩土体内载荷试验反力系统示意图(撑壁式和平洞式)量测系统量测系统 测量地基土沉降和承压板周围地面变形的量测系统由测量地基土沉降和承压板周围地面变形的量测系统由观测观测支架和测量仪表支架和测量仪表两部分组成。两部分组成。观测支架观测支架用来固定量测仪表,由支撑柱、基准梁及其它附用来固定量测仪表,由支撑柱、基准梁及其它附件等组成;件等组成;测量仪表测量仪表有百分表、位移计、位移传感器等。有百分表、位移计、位移传感器等。试坑的尺寸及要求试坑的尺寸及要求 试坑宽度或直径不应小于承压板宽度或直径的试坑

25、宽度或直径不应小于承压板宽度或直径的3倍。试倍。试坑底部的岩土应避免扰动,保持其原状结构和天然含水量,坑底部的岩土应避免扰动,保持其原状结构和天然含水量,在承压板下铺设不超过在承压板下铺设不超过20 mm的砂垫层找平,并尽快安装的砂垫层找平,并尽快安装设备。设备。承压板的尺寸承压板的尺寸 载荷试验宜采用圆形刚性承压板,根据土的软硬或岩体载荷试验宜采用圆形刚性承压板,根据土的软硬或岩体裂隙密度选用合适的尺寸。对于强夯处理后的场地的地基强裂隙密度选用合适的尺寸。对于强夯处理后的场地的地基强度测定,有时要求承压板的面积应大于度测定,有时要求承压板的面积应大于1.0m1.0 m。岩石。岩石载荷试验承压

26、板的面积不宜小于载荷试验承压板的面积不宜小于0.07 。1.4 1.4 浅层平板静力载荷试验的试验技术要求浅层平板静力载荷试验的试验技术要求 位移量测系统的安装位移量测系统的安装 基准梁的支撑柱或其他类型的支点应离承压板和地锚一基准梁的支撑柱或其他类型的支点应离承压板和地锚一定的距离,以避免再试验过程中地表变形对基准梁的影响。定的距离,以避免再试验过程中地表变形对基准梁的影响。支撑柱与承压板中心的距离应大于支撑柱与承压板中心的距离应大于1.5d(d为边长或直径),为边长或直径),与地锚的距离应不小于与地锚的距离应不小于0.8m。基准梁架设在支撑柱上时,不应两端固定,以避免由于基准梁架设在支撑柱

27、上时,不应两端固定,以避免由于基准梁杆热胀冷缩引起沉降观测的误差。沉降测量元件应对基准梁杆热胀冷缩引起沉降观测的误差。沉降测量元件应对称地布置在承压板上,百分表或位移传感器的测头应垂直于称地布置在承压板上,百分表或位移传感器的测头应垂直于承压板设置。承压板设置。千斤顶承压板基准梁试桩 载载荷荷试验试验装置示意装置示意图图垫块枕头次梁拉杆锚笼锚桩主筋地表锚桩试桩次梁基准梁基准桩锚桩主梁主梁 加载方式加载方式一般采用分级维持荷载沉降相对稳定法(通常一般采用分级维持荷载沉降相对稳定法(通常称为称为慢速法慢速法);有地区经验时,也可采用分级加荷沉降非稳);有地区经验时,也可采用分级加荷沉降非稳定法(通

28、常称为定法(通常称为快速法快速法)或)或等沉降速率法等沉降速率法。加荷等级加荷等级宜取宜取1012级,并不应小于级,并不应小于8级。最大加载量级。最大加载量不应小于地基土承载力设计值的不应小于地基土承载力设计值的2倍,荷载的量测精度应控制倍,荷载的量测精度应控制在最大加载量的在最大加载量的1以内。以内。第一级荷载第一级荷载(包括设备自重)宜接近挖除土柱的自重,(包括设备自重)宜接近挖除土柱的自重,其相应沉降不计。对软土地基每级荷载增量其相应沉降不计。对软土地基每级荷载增量10-25kPa;对一;对一般粘性土和中密砂土地基般粘性土和中密砂土地基25-50kPa;对坚硬粘性土、密实砂;对坚硬粘性土

29、、密实砂土和碎石土土和碎石土50-100kPa。加载方式及加荷等级加载方式及加荷等级 慢速法:慢速法:对于土体对于土体,每级荷载施加后,间隔,每级荷载施加后,间隔5min、5min、10min、10min、15min、15min测读一次沉降,以测读一次沉降,以后间隔后间隔30min测读一次沉降,当连续测读一次沉降,当连续2h、且每小时沉降量不、且每小时沉降量不大于大于0.1mm时,可认为沉降已达到相对稳定标准,施加下一时,可认为沉降已达到相对稳定标准,施加下一级荷载;级荷载;对于岩体对于岩体,间隔,间隔lmin、2min、2min、5min测读一测读一次沉降,以后每隔次沉降,以后每隔10min

30、测读一次,当连续三次读数之差小测读一次,当连续三次读数之差小于或等于于或等于0.01mm时,认为沉降已达到相对稳定标准,可施时,认为沉降已达到相对稳定标准,可施加下一级荷载。加下一级荷载。快速法:快速法:每加一级荷载按间隔每加一级荷载按间隔15min观测一次沉降。每观测一次沉降。每级荷载维持级荷载维持2h,即可施加下一级荷载。最后一级荷载可观测,即可施加下一级荷载。最后一级荷载可观测至沉降达到上述沉降相对稳定标准或仍维持至沉降达到上述沉降相对稳定标准或仍维持2h。等沉降速率法:等沉降速率法:控制承压板以一定的沉降速率沉降,测控制承压板以一定的沉降速率沉降,测读与沉降相应的所施加的荷载,直至试验

31、达到破坏阶段。读与沉降相应的所施加的荷载,直至试验达到破坏阶段。沉降观测和稳定标准沉降观测和稳定标准 载荷试验一般应尽可能加荷到试验土层破坏,然后终止载荷试验一般应尽可能加荷到试验土层破坏,然后终止试验。当出现下列试验。当出现下列4种情况之一时,认为地基已达到破坏阶段,种情况之一时,认为地基已达到破坏阶段,可终止试验:可终止试验:(1)承压板周边的土体出现明显侧向挤出,周边岩土出)承压板周边的土体出现明显侧向挤出,周边岩土出现明显隆起或径向裂缝持续发展;现明显隆起或径向裂缝持续发展;(2)本级荷载的沉降量急剧增大(大于前级荷载沉降量)本级荷载的沉降量急剧增大(大于前级荷载沉降量的的5倍),倍)

32、,p-s曲线出现陡降段;曲线出现陡降段;(3)在某级荷载下)在某级荷载下24h沉降速率不能达到相对稳定标准;沉降速率不能达到相对稳定标准;(4)总沉降量与承压板直径(或宽度)之比超过)总沉降量与承压板直径(或宽度)之比超过0.06。试验终止条件试验终止条件 原始资料整理原始资料整理 载载荷荷试试验验原原始始资资料料包包括括沉沉降降观观测测、荷荷载载等等级级和和其其他他与与载载荷荷试试验验相相关关的的信信息息,如如承承压压板板形形状状、尺尺寸寸、载载荷荷点点的的试试验验深深度度、试试验验深深度度处处的的土土性性特特征征,以以及及沉沉降降观观测测百百分分表表或或传传感感器器在在承承压压板板上上的的

33、位位置置等等(一一般般以以图图示示的的方方式式标标注注在在记记录录表上)。表上)。在在试试验验过过程程中中,应应对对原原始始记记录录数数据据及及时时检检查查,试试验验结结束束后再进行全面检查整理。后再进行全面检查整理。1.5 1.5 浅层平板静力载荷试验的试验资料整理浅层平板静力载荷试验的试验资料整理 慢速法的试验资料整理慢速法的试验资料整理l绘制绘制p-s曲线曲线lp-s曲线的修正曲线的修正 l绘制绘制s-lgt曲线和曲线和lg p-lg s曲线曲线 l确定比例界限压力(确定比例界限压力(p0)l确定极限界限压力(确定极限界限压力(pu)(1)图解法)图解法 适用于开始的一些适用于开始的一些

34、观测点(观测点(p,s)基本在)基本在一条直线上。将一条直线上。将p-s曲线曲线上的各点同时沿上的各点同时沿s(沉降)(沉降)坐标平移坐标平移s0,使,使p-s曲线曲线的直线段通过原点。的直线段通过原点。(2)最小二乘法)最小二乘法 对于已知对于已知p-s曲线开始一段近似为一直线(即曲线开始一段近似为一直线(即p-s曲线具曲线具有直线段和拐点),用最小二乘法求出最佳回归直线的方程有直线段和拐点),用最小二乘法求出最佳回归直线的方程式。假设式。假设p-s曲线的直线段可以用下式来表示:曲线的直线段可以用下式来表示:s修正后的沉降数据。修正后的沉降数据。对于圆滑型或不规则型的对于圆滑型或不规则型的p

35、-s曲线(即不具有明显的直曲线(即不具有明显的直线段和拐点),可假设其为抛物线或高阶多项式表示的曲线,线段和拐点),可假设其为抛物线或高阶多项式表示的曲线,通过曲线拟合求得常数项,即通过曲线拟合求得常数项,即so,然后按,然后按 对原始数据进行修正。对原始数据进行修正。慢速法的试验资料整理慢速法的试验资料整理l绘制绘制p-s曲线曲线lp-s曲线的修正曲线的修正 l绘制绘制s-lgt曲线和曲线和1g p-lg s曲线曲线 l确定比例界限压力(确定比例界限压力(p0)l确定极限界限压力(确定极限界限压力(pu)比例界限压比例界限压力可用力可用p-s曲曲线或线或1g p-lg s曲线(直线段曲线(直

36、线段不明显时)中不明显时)中的第一个拐点的第一个拐点确定。确定。慢速法的试验资料整理慢速法的试验资料整理l绘制绘制p-s曲线曲线lp-s曲线的修正曲线的修正 l绘制绘制s-lgt曲线曲线绘制1g p-lg s曲线 l确定比例界限压力(确定比例界限压力(p0)l确定极限界限压力(确定极限界限压力(pu)确定极限界限压力的方法有确定极限界限压力的方法有:(1)当试验荷载加荷至破坏荷载时,取破坏荷载的前一)当试验荷载加荷至破坏荷载时,取破坏荷载的前一级荷载为极限界限压力;级荷载为极限界限压力;(2)用)用p-s、1g p-lg s、p-s/p等曲线的第二个拐点;等曲线的第二个拐点;(3)当试验荷载未

37、加荷至破坏荷载时,可用)当试验荷载未加荷至破坏荷载时,可用外插作图法外插作图法确定。确定。相同的相同的 s,p逐渐变小,逐渐变小,当当 p 趋近趋近0时为时为极限荷载。极限荷载。快速法的资料整理快速法的资料整理 (1)假设)假设s与与ln(t+1)为直线关系,即为直线关系,即sn=n+nln(tn+1)式中式中sn 第第n级荷载下外推的稳定沉降量(级荷载下外推的稳定沉降量(mm););tn第第n级荷载下外推的稳定沉降时间(级荷载下外推的稳定沉降时间(h););n、n分别为第分别为第n级荷载下级荷载下sln(t+1)直线的截距与斜率。直线的截距与斜率。根据第根据第n级荷载下级荷载下2h内的内的s

38、-t观测值,按下式计算观测值,按下式计算n、n值:值:式中式中si第第n级荷载下第级荷载下第i次沉降观测值中扣除了次沉降观测值中扣除了s0后的沉降量后的沉降量(mm););ti第第n级荷载下第级荷载下第i次沉降观测值中扣除了次沉降观测值中扣除了s0后的沉降观测后的沉降观测时间(时间(h)。)。(2)由下式计算沉降速率达到相对稳定标准的时间)由下式计算沉降速率达到相对稳定标准的时间tw及沉降量及沉降量sw,当,当tw不是不是30min的倍数时,可将其增大为的倍数时,可将其增大为30min的倍数。的倍数。sw=n+nln(ti+1)利用上式进行计算时,相对稳定标准为每小时沉降量利用上式进行计算时,

39、相对稳定标准为每小时沉降量s小于小于0.1mm。(3)为了使快速法的成果与常规法取得一致,必须从施加第二级荷载开始,从)为了使快速法的成果与常规法取得一致,必须从施加第二级荷载开始,从沉降观测值中扣除其以前各级沉降未稳定而产生的残余沉降的影响。残余沉沉降观测值中扣除其以前各级沉降未稳定而产生的残余沉降的影响。残余沉降量的计算公式为:降量的计算公式为:式中式中 第第n级荷载下第级荷载下第i次沉降观测值中应扣除的残余沉降量(次沉降观测值中应扣除的残余沉降量(mm););m第第n级荷载前的荷载级数(级荷载前的荷载级数(m=1,2,n-1);t沉降观测的时间间隔(沉降观测的时间间隔(min););N每

40、级荷载下的沉降观测次数;每级荷载下的沉降观测次数;n荷载级数。荷载级数。(4)第)第n级荷载下第级荷载下第i次沉降观测值次沉降观测值 扣除扣除 后为沉降修正值后为沉降修正值sni:sni 1.6 1.6 浅层平板静力载荷试验的试验成果应用浅层平板静力载荷试验的试验成果应用 确定地基土的承载力确定地基土的承载力 (1)比例界限压力法)比例界限压力法 (2)极限压力法)极限压力法 当当pu小于对应的小于对应的p0荷载值的荷载值的2倍时,取倍时,取pu的一半作为的一半作为f k。(3)相对沉降法)相对沉降法 ,f k不应大于最大加载量的一半。不应大于最大加载量的一半。确定地基土的承载力时,同一土层参

41、加统计的试验点数确定地基土的承载力时,同一土层参加统计的试验点数不应小于不应小于3个,当各试验点实测的承载力的极差(即最大值与个,当各试验点实测的承载力的极差(即最大值与最小值之差)小于平均值的最小值之差)小于平均值的30时,取其平均值作为该土层时,取其平均值作为该土层的承载力特征值。的承载力特征值。f k=p0f k=pu/K(K一般取一般取2)f k=p0.010.015 f k=p0 或 f k=pu/K 或 f k=p0.010.015 确定地基土的变形模量确定地基土的变形模量 I0刚性承压板的形状系数;对于圆形刚性板,刚性承压板的形状系数;对于圆形刚性板,I0=0.785;对于方形承

42、压板,对于方形承压板,I0=0.886;土的泊松比土的泊松比(碎石土取碎石土取0.27,砂土砂土0.30,粉土粉土0.35,粉质粘土粉质粘土0.38,粘土粘土 0.42)。预估地基的最终沉降量预估地基的最终沉降量sj 砂土地基:砂土地基:粘性土地基粘性土地基:式中式中s与建筑物基底压力对应的承压板沉降量;与建筑物基底压力对应的承压板沉降量;B基础短边宽度;基础短边宽度;b承压板直径或宽度。承压板直径或宽度。估算地基土的不排水抗剪强度估算地基土的不排水抗剪强度cu 式中式中 pu极限压力(极限压力(kPa););地基土的重度(地基土的重度(kN/m3););h试验深度(试验深度(m)。)。Nc计

43、算系数,对方形、圆形承压板,无超载时,计算系数,对方形、圆形承压板,无超载时,Nc=6.15;承压板埋深大于或等于;承压板埋深大于或等于4倍承压板直径或宽度时,倍承压板直径或宽度时,Nc=9.25;其他值用内插法。;其他值用内插法。另外,载荷试验可以检验地基处理效果,判断黄土湿陷另外,载荷试验可以检验地基处理效果,判断黄土湿陷性和湿陷起始压力等。性和湿陷起始压力等。1.7 1.7 螺旋板载荷试验简介螺旋板载荷试验简介 将一螺旋形承压板旋入地将一螺旋形承压板旋入地下试验深度,通过传力杆对螺下试验深度,通过传力杆对螺旋板施加荷载,观测螺旋板的旋板施加荷载,观测螺旋板的沉降,以获得荷载沉降,以获得荷

44、载沉降沉降时时间关系,然后根据理论公式或间关系,然后根据理论公式或经验关系式获得地基土参数的经验关系式获得地基土参数的一种现场测试技术。通过螺旋一种现场测试技术。通过螺旋板试验可以确定地基土的承载板试验可以确定地基土的承载力、变形模量、基床系数和固力、变形模量、基床系数和固结系数等参数。结系数等参数。YDL型螺旋板载荷试验装置型螺旋板载荷试验装置1横梁;横梁;2千斤顶;千斤顶;3百分表及表座;百分表及表座;4基准梁;基准梁;5立柱;立柱;6传力杆;传力杆;7力传感器;力传感器;8螺旋板;螺旋板;9地锚地锚 2.1 2.1 概述概述 静力触探试验静力触探试验Static Cone Penetra

45、tion Test(简称简称CPT)是通过一系列探杆用准静力将一个内部装有传感器的触探头匀是通过一系列探杆用准静力将一个内部装有传感器的触探头匀速压入到土中,同时测记贯入过程中探头所受到的阻力,根据速压入到土中,同时测记贯入过程中探头所受到的阻力,根据测得的贯入阻力大小来间接判定土的物理力学性质的现场试验测得的贯入阻力大小来间接判定土的物理力学性质的现场试验方法。方法。1932年由荷兰人发明,又称为荷兰锥(年由荷兰人发明,又称为荷兰锥(Dutch Cone)试验。)试验。既是一种原位测试方法,又是一种勘探手段。既是一种原位测试方法,又是一种勘探手段。2 2 静力触探试验静力触探试验 适用土层:

46、适用土层:适应于软土、一般粘性土、粉土、砂类土和含有少适应于软土、一般粘性土、粉土、砂类土和含有少量碎石的土层。量碎石的土层。优点:优点:具有快速、准确、省时、省力、清洁、经济等优点,而具有快速、准确、省时、省力、清洁、经济等优点,而且可连续获得地层的强度和其他方面的信息,不受取样扰动且可连续获得地层的强度和其他方面的信息,不受取样扰动等人为因素的影响。这对于地层变化较大的复杂场地以及不等人为因素的影响。这对于地层变化较大的复杂场地以及不易取得原状土样的饱和砂土、砂质粉土和高灵敏性软土地层易取得原状土样的饱和砂土、砂质粉土和高灵敏性软土地层的勘察,具有独特的优越性。的勘察,具有独特的优越性。缺

47、点:缺点:不能直接识别土层,对碎石类土和密实的砂层难以贯入,不能直接识别土层,对碎石类土和密实的砂层难以贯入,有时需钻探与其配合才能完成工程地质勘察任务。有时需钻探与其配合才能完成工程地质勘察任务。2.2 2.2 仪器设备仪器设备 l贯入装置贯入装置l探头探头 l量测仪表量测仪表 l贯入装置贯入装置液压式静力触探机(总贯入力液压式静力触探机(总贯入力1020t)手摇链条式静力触探机手摇链条式静力触探机(总贯入力(总贯入力23t)电动机械式静力触探机(最大电动机械式静力触探机(最大45t,个别达,个别达10t)WSY-15液压式静力触探机液压式静力触探机 2.2 2.2 仪器设备仪器设备 l贯入

48、装置贯入装置l探头探头 l量测仪表量测仪表 l探头探头(地层阻力传感器)(地层阻力传感器)单桥探头(单桥探头(ps)双桥探头(双桥探头(qc,fs)多用探头多用探头(孔压、波速、旁压触探头,还有能测(孔压、波速、旁压触探头,还有能测温、测斜、测地磁、土壤电阻或温、测斜、测地磁、土壤电阻或pH值等的探头值等的探头)顶柱顶柱密封圈密封圈应变片应变片空心柱空心柱电缆电缆橡皮管橡皮管密封圈密封圈外套筒外套筒探头管探头管单桥探头结构示意图单桥探头结构示意图(空心柱顶端悬空,受力时伸长变形)(空心柱顶端悬空,受力时伸长变形)双双桥桥探探头头结结构构示示意意图图 1-锥尖;锥尖;2-O型密封圈;型密封圈;3

49、-电阻丝片;电阻丝片;4-变形柱;变形柱;5-摩擦筒;摩擦筒;6-密封圈;密封圈;7-加强筒;加强筒;8-垫圈;垫圈;9-密封圈;密封圈;10-接头;接头;11-支座;支座;12-顶柱;顶柱;13-胶垫;胶垫;14-螺母螺母 2.2 2.2 仪器设备仪器设备 l贯入装置贯入装置l探头探头 l量测仪表量测仪表 l量测仪表量测仪表电阻应变仪(数字式)电阻应变仪(数字式)自动记录仪(电子电位差)自动记录仪(电子电位差)数据采集仪(微电脑)数据采集仪(微电脑)微电脑微电脑l无绳静力触探试验系统无绳静力触探试验系统(GeoMil公司)公司)无绳的静力触探探头和记录系统,包括静力触探无绳的静力触探探头和记

50、录系统,包括静力触探探头、麦克风、深度记录装置、计算机接口箱、笔记探头、麦克风、深度记录装置、计算机接口箱、笔记本电脑和打印机。本电脑和打印机。探头数据探头数据 探杆探杆 麦克风麦克风 中控箱(声波信号转中控箱(声波信号转换成数字信号)换成数字信号)电脑电脑声波声波n 利用无线电波将数利用无线电波将数据从探头传送到地据从探头传送到地面面n 无线电波从钻杆中无线电波从钻杆中的孔洞传播的孔洞传播n 数据容量大约是基数据容量大约是基于无电缆声波传输于无电缆声波传输的的1000倍倍n 还可以完成无电缆还可以完成无电缆的的 试验或者传输安试验或者传输安装在探头上的摄像装在探头上的摄像头所拍摄的图片头所拍

51、摄的图片 2.3 2.3 静力触探试验工作原理静力触探试验工作原理 主要采用电阻应变式测试技术,应用虎克定律、电阻定律主要采用电阻应变式测试技术,应用虎克定律、电阻定律和电桥原理。和电桥原理。其工作原理是地层阻力变化其工作原理是地层阻力变化空心柱变形空心柱变形电阻应变片变电阻应变片变形、电阻阻值变化形、电阻阻值变化电压变化电压变化量测仪表放大、显示、储存。量测仪表放大、显示、储存。2.4 2.4 试验技术要求试验技术要求 圆锥探头锥底截面积应采用圆锥探头锥底截面积应采用10cm2或或15cm2,单桥探头侧壁,单桥探头侧壁高度应分别采用高度应分别采用57mm或或70mm,双桥探头侧壁面积应采用,

52、双桥探头侧壁面积应采用150300cm2,锥尖锥角应为,锥尖锥角应为60;探头应匀速垂直压入土中,贯入速率为探头应匀速垂直压入土中,贯入速率为1.2m/min;探头测力传感器应连同仪器、电缆定期标定,探头标定测力探头测力传感器应连同仪器、电缆定期标定,探头标定测力传感器的非线性误差、重复性误差、滞后误差、温度漂移、归传感器的非线性误差、重复性误差、滞后误差、温度漂移、归零误差均应小于零误差均应小于1FS,现场试验归零误差应小于,现场试验归零误差应小于3,绝缘电,绝缘电阻不小于阻不小于 500M;深度记录的误差不应大于触探深度的深度记录的误差不应大于触探深度的1;当贯入深度达到当贯入深度达到30

53、m,或穿过厚层软土后再贯入硬土层时,或穿过厚层软土后再贯入硬土层时,应采取措施防止孔斜或断杆,也可配置孔斜探头,量测触探孔应采取措施防止孔斜或断杆,也可配置孔斜探头,量测触探孔的偏斜角,校正土层界线的深度。的偏斜角,校正土层界线的深度。2.5 2.5 试验资料整理试验资料整理 2.5.1 原始资料的整理原始资料的整理v电阻应变仪的原始资料整理电阻应变仪的原始资料整理 (1)初读数修正)初读数修正 应变量(应变量()=应变仪读数(应变仪读数()应变仪初读数(应变仪初读数(0)0的变化主要有温度变化引起,每隔一定深度测记一次的变化主要有温度变化引起,每隔一定深度测记一次0。(2)贯入阻力的计算)贯

54、入阻力的计算 ps=kpp q c=kqq fs=kff kp、kq、kf分别为分别为ps、qc、fs传感器的标定系数;传感器的标定系数;p、q、f分别为分别为ps、qc、fs传感器的应变量或输出电压。传感器的应变量或输出电压。(3)摩阻比的计算)摩阻比的计算 摩阻比摩阻比Rf是同深度的是同深度的fs与与qc之比,以百分数表示:之比,以百分数表示:v自动记录仪的原始资料整理自动记录仪的原始资料整理 (1)贯入深度修正)贯入深度修正 当角机轮与触探杆靠得不紧,轮上、探杆上有泥土或角机当角机轮与触探杆靠得不紧,轮上、探杆上有泥土或角机轮磨损等原因,造成记录深度(贯入长度)与实际深度有出轮磨损等原因

55、,造成记录深度(贯入长度)与实际深度有出入时,应将深度误差沿深度进行线性修正。入时,应将深度误差沿深度进行线性修正。(2)零漂修正)零漂修正 当零漂变化不大时,按归零检查的深度间隔按线性内插法当零漂变化不大时,按归零检查的深度间隔按线性内插法对测试值加以修正。对测试值加以修正。(3)曲线形状修正)曲线形状修正 对于非连续贯入触探仪,往往发现每一行程结束和新的行对于非连续贯入触探仪,往往发现每一行程结束和新的行程开始时(贯入间歇),曲线形状出现台阶状或喇叭口状。程开始时(贯入间歇),曲线形状出现台阶状或喇叭口状。修正时,一般以贯入间歇之前的曲线位置为准,顺应曲线变修正时,一般以贯入间歇之前的曲线

56、位置为准,顺应曲线变化趋势,将曲线圆滑地连接起来。化趋势,将曲线圆滑地连接起来。2.5.2 绘制与分层绘制与分层 绘制静力触探曲线(绘制静力触探曲线(ps-h、qc-h、fs-h、Rf-h),然后结),然后结合勘探资料或地区资料,对地基土层进行分层和连线。合勘探资料或地区资料,对地基土层进行分层和连线。绘制曲线:绘制曲线:h方向比例尺为方向比例尺为1:100或或1:200;ps或或qc用用1cm代表代表0.5、1、2Mpa;fs用用1cm代表代表5、10、20kpa;Rf用用1cm代表代表1%或或2%。分层方法:分层方法:用静力触探试验分层是一种力学分层方法,分用静力触探试验分层是一种力学分层

57、方法,分层应先考虑静探曲线形态的变化趋势,以层应先考虑静探曲线形态的变化趋势,以qc为主,结合为主,结合Rf和地和地区经验进行分层。区经验进行分层。分层界线:分层界线:触探头从一土层进入另一土层时,曲线会出现触探头从一土层进入另一土层时,曲线会出现一过渡段,即存在一过渡段,即存在“超前超前”和和“滞后滞后”问题。如过渡段的土层厚问题。如过渡段的土层厚度不大(度不大(10-30cm),分层界线可选在过渡段的中点;如过),分层界线可选在过渡段的中点;如过渡段土层较厚,由软变硬时将界线放在过渡段的中下方,由渡段土层较厚,由软变硬时将界线放在过渡段的中下方,由硬变软时则将界线放在中上方,或将过渡段单独

58、分层。硬变软时则将界线放在中上方,或将过渡段单独分层。计算单孔分层贯入指标:计算单孔分层贯入指标:对一般地层,单孔分层平均贯入对一般地层,单孔分层平均贯入阻力可用阻力可用算术平均法或面积法算术平均法或面积法计算。计算时,变层附近过渡计算。计算时,变层附近过渡段及较薄的贯入阻力峰谷值等不予考虑。段及较薄的贯入阻力峰谷值等不予考虑。2.5.3 确定场地触探指标确定场地触探指标 场地勘察时,应给出场地场地勘察时,应给出场地每一土层每一土层的触探指标,并以的触探指标,并以此进行地基评价。场地触探指标的选择要考虑勘察阶段、此进行地基评价。场地触探指标的选择要考虑勘察阶段、场地复杂程度、工程重要性和指标分

59、散程度等。场地复杂程度、工程重要性和指标分散程度等。在详勘阶段,对土质比较均匀,指标分散性较小或一在详勘阶段,对土质比较均匀,指标分散性较小或一般建筑物,可用加权平均值作为场地触探指标。如统计般建筑物,可用加权平均值作为场地触探指标。如统计比贯入阻力,则比贯入阻力,则 场地分层土的平均比贯入阻力;场地分层土的平均比贯入阻力;n参与统计的静探孔数;参与统计的静探孔数;j场地土的分层号;场地土的分层号;psij第第i孔第孔第j层土的比贯入阻力;层土的比贯入阻力;hij第第i孔第孔第j层土的厚度。层土的厚度。在详勘阶段,对土质不均匀,指标分散性较大或重要在详勘阶段,对土质不均匀,指标分散性较大或重要

60、建筑物,一般采用最小平均值作为场地触探指标:建筑物,一般采用最小平均值作为场地触探指标:场地分层土的比贯入阻力最小平均值;场地分层土的比贯入阻力最小平均值;psmin场地参与统计静探孔中最小的分层贯入阻力。场地参与统计静探孔中最小的分层贯入阻力。2.6 2.6 影响因素影响因素贯入速率贯入速率 一般情况下,贯入阻力随贯入速率的增加而增大,但在一一般情况下,贯入阻力随贯入速率的增加而增大,但在一定速率范围之内这种影响较小,标准贯入速率为定速率范围之内这种影响较小,标准贯入速率为1.2m/min,允许变化范围在允许变化范围在25%之内。之内。探头结构型式与尺寸探头结构型式与尺寸 主要是单、双桥探头

61、的结构及双桥探头的几何形状和尺寸主要是单、双桥探头的结构及双桥探头的几何形状和尺寸不同,影响贯入阻力值。对于双桥探头,侧壁摩擦筒长度增大,不同,影响贯入阻力值。对于双桥探头,侧壁摩擦筒长度增大,qc增大,增大,fs减小;摩擦筒与探杆外径小于探头底面直径时,测减小;摩擦筒与探杆外径小于探头底面直径时,测得的得的qc偏小。偏小。随着探头底面积的增加,贯入阻力减小,但引起的尺寸效随着探头底面积的增加,贯入阻力减小,但引起的尺寸效应不是很大。应不是很大。临界深度临界深度 开始贯入时,开始贯入时,qc和和fs随深度增加而增加,到一定深度后,随深度增加而增加,到一定深度后,qc和和fs均达到极限值,不再增

62、加或增加不明显,该深度即为均达到极限值,不再增加或增加不明显,该深度即为临临界深度界深度。临界深度随土的密实度和探头直径的增大而增大。一。临界深度随土的密实度和探头直径的增大而增大。一般情况下,般情况下,fs的临界深度比的临界深度比qc的要小。的要小。孔隙水压力孔隙水压力 饱和土体中,探头在贯入时会引起土体中孔隙水压力的饱和土体中,探头在贯入时会引起土体中孔隙水压力的变化,超孔压的产生对土强度和静探试验指标是有影响的,其变化,超孔压的产生对土强度和静探试验指标是有影响的,其影响程度因土的排水条件和贯入速率而异。影响程度因土的排水条件和贯入速率而异。一般认为,贯入一般认为,贯入速率速率20 mm

63、/s还不是完全不排水条件;还不是完全不排水条件;5mm/s的贯入速率相的贯入速率相当于排水条件;当于排水条件;50 mm/s的贯入速率相当于不排水条件。的贯入速率相当于不排水条件。温度的影响温度的影响 静力触探所用的传感器多属电阻应变式的,温度的变化静力触探所用的传感器多属电阻应变式的,温度的变化会产生电阻值的变化,进而产生零位漂移。产生温度变化的原会产生电阻值的变化,进而产生零位漂移。产生温度变化的原因有:(因有:(1)标定时的温度与地温的差异;()标定时的温度与地温的差异;(2)量测时应变)量测时应变片通电时间过长,会产生电阻热;(片通电时间过长,会产生电阻热;(3)贯入过程中与土(特)贯

64、入过程中与土(特别是砂)摩擦产生的热;(别是砂)摩擦产生的热;(4)传感器反复变形产生的应力热。)传感器反复变形产生的应力热。探孔(探头)的偏斜探孔(探头)的偏斜 探孔或探头的偏斜会对试验结果造成两方面的影响:一探孔或探头的偏斜会对试验结果造成两方面的影响:一是贯入探杆的长度无法反映实际贯入深度,分层界线不准,使是贯入探杆的长度无法反映实际贯入深度,分层界线不准,使土层变厚及埋深增大;二是探头的倾斜也会使测得的土层阻力土层变厚及埋深增大;二是探头的倾斜也会使测得的土层阻力严重失真。严重失真。根据静探曲线的形根据静探曲线的形态,利用态,利用qc并结合并结合Rf,划分纯净的砂层和厚层划分纯净的砂层

65、和厚层土的类别较容易可靠。土的类别较容易可靠。双桥探头可同时获双桥探头可同时获得得qc和和fs,且不同土层,且不同土层的的qc和和Rf值很少一样,值很少一样,例如,砂的例如,砂的qc值一般很值一般很大,大,Rf通常小于或等于通常小于或等于1%;均质粘性土;均质粘性土qc一一般较小,而般较小,而Rf常大于常大于2%。利用双桥静力触探结果判别土类利用双桥静力触探结果判别土类 2.7 2.7 试验成果应用试验成果应用(1)划分土层、确定土的类别划分土层、确定土的类别 (2)确定地基土的承载力特征值()确定地基土的承载力特征值(fak)主要利用经验公式来确定地基土的承载力特征值,不同地主要利用经验公式

66、来确定地基土的承载力特征值,不同地区不同土类所采用的经验公式不一样。如西安地区的黄土所采区不同土类所采用的经验公式不一样。如西安地区的黄土所采用的经验公式有:用的经验公式有:fak=87.8ps24 kPa (西安综勘)(西安综勘)fak=98ps19 kPa (西安一机勘)(西安一机勘)fak=80ps31(kPa)(我校采用),采用双桥探头时,(我校采用),采用双桥探头时,用公式用公式ps=qc+6.41fs 将将qc和和fs换算成换算成ps。(3)估算单桩的承载力)估算单桩的承载力 建筑桩基设计技术规范(建筑桩基设计技术规范(JGJ94-2008)规定,对于)规定,对于一级建筑物,单桩竖向极限承载力标准值应采用现场载荷试一级建筑物,单桩竖向极限承载力标准值应采用现场载荷试验,并结合静力触探、标准贯入等原位测试方法综合确定;验,并结合静力触探、标准贯入等原位测试方法综合确定;对于二级建筑物,应根据静力触探、标准贯入、经验参数等对于二级建筑物,应根据静力触探、标准贯入、经验参数等估算,参照相同地质条件试桩资料综合确定。估算,参照相同地质条件试桩资料综合确定。根据单桥探头静探成果确定根

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