1、巖土工程原位測試巖土工程原位測試適用班級：適用班級：26010901-2巖土工程原位測試巖土工程原位測試主要內(nèi)容主要內(nèi)容 緒論緒論第一章第一章 載荷試驗載荷試驗 第二章第二章 靜力觸探試驗靜力觸探試驗 第三章第三章 圓錐動力觸探試驗圓錐動力觸探試驗 第四章第四章 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗 第五章第五章 十字板剪切試驗十字板剪切試驗第六章第六章 旁壓試驗旁壓試驗第七章第七章 波速測試波速測試第八章第八章 扁鏟側(cè)脹試驗扁鏟側(cè)脹試驗第九章第九章 現(xiàn)場直接剪切試驗現(xiàn)場直接剪切試驗第十章第十章 巖塊聲波測試巖塊聲波測試第十一章第十一章 巖體應(yīng)力測試巖體應(yīng)力測試主要參考資料主要參考資料（1）巖土工程勘察規(guī)

2、范）巖土工程勘察規(guī)范(GB50021-2001)，中國建筑工業(yè)出版社，中國建筑工業(yè)出版社，2002（2）建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范）建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(GB50007-2002) ，中國建筑工業(yè)出，中國建筑工業(yè)出版社版社 ，2002（3）工程巖體試驗方法標(biāo)準(zhǔn)（）工程巖體試驗方法標(biāo)準(zhǔn)（GB/T50266-99），中國計劃出版），中國計劃出版社社 ，1999（4）地基基礎(chǔ)測試新技術(shù)，祝龍根）地基基礎(chǔ)測試新技術(shù)，祝龍根 劉利明等編著，機(jī)械工業(yè)出劉利明等編著，機(jī)械工業(yè)出版社版社 ，1999（5）土體原位測試機(jī)理、方法及其工程應(yīng)用，孟高頭著，地質(zhì)）土體原位測試機(jī)理、方法及其工程應(yīng)用，孟高頭著，地質(zhì)出版社，出

3、版社，1997（6）巖土工程測試技術(shù)，王鍾琦等編著，中國建）巖土工程測試技術(shù)，王鍾琦等編著，中國建筑工業(yè)出版社，筑工業(yè)出版社，1986課程教材課程教材巖土工程原位測試，徐超編著，同濟(jì)大學(xué)出版社巖土工程原位測試，徐超編著，同濟(jì)大學(xué)出版社 ，2005 0.1 0.1 原位測試技術(shù)原位測試技術(shù) 巖土工程：巖土工程：0 0 緒緒 論論 巖土工程勘察巖土工程勘察（可行性研究、初勘、詳勘和施（可行性研究、初勘、詳勘和施工勘察）工勘察） 巖土工程設(shè)計（地基基礎(chǔ)、地基處理、基坑支巖土工程設(shè)計（地基基礎(chǔ)、地基處理、基坑支護(hù)、工程降水、邊坡和滑坡治理設(shè)計等）護(hù)、工程降水、邊坡和滑坡治理設(shè)計等） 巖土工程施工巖土工

4、程施工 巖土工程監(jiān)理巖土工程監(jiān)理 巖土工程監(jiān)測巖土工程監(jiān)測 巖土工程檢測巖土工程檢測 巖土工程勘察規(guī)范巖土工程勘察規(guī)范（GB5002l2001）對）對巖土工程勘巖土工程勘察察（geotechnical investigation）的）的定義定義為：為： “根據(jù)建設(shè)工程的要求，查明、分析、評價建設(shè)場地的地根據(jù)建設(shè)工程的要求，查明、分析、評價建設(shè)場地的地質(zhì)、環(huán)境特征和巖土工程條件，編制勘察文件的活動。質(zhì)、環(huán)境特征和巖土工程條件，編制勘察文件的活動。”巖土巖土工程勘察所采用的方法和手段較多，主要有勘探（包括鉆探、工程勘察所采用的方法和手段較多，主要有勘探（包括鉆探、井探、槽探、坑探、洞探、物探、觸探

5、等）、井探、槽探、坑探、洞探、物探、觸探等）、原位測試原位測試和室內(nèi)和室內(nèi)試驗等。試驗等。 原位測試（原位測試（in-situ tests，或，或field test）：）： 從廣義上講，包括從廣義上講，包括原位檢測和原位試驗原位檢測和原位試驗兩部分，即指在被兩部分，即指在被測試對象的原始位置，在不破壞、不擾動或少擾動被測試或檢測測試對象的原始位置，在不破壞、不擾動或少擾動被測試或檢測對象原有（天然）狀態(tài)的情況下，通過試驗手段測定特定的指標(biāo)，對象原有（天然）狀態(tài)的情況下，通過試驗手段測定特定的指標(biāo)，進(jìn)而評價被測試對象階性能和狀態(tài)。進(jìn)而評價被測試對象階性能和狀態(tài)。 從狹義上講，原位測試是指利用一

6、定的從狹義上講，原位測試是指利用一定的試驗試驗手段在天然狀手段在天然狀態(tài)（天然應(yīng)力、天然結(jié)構(gòu)和天然含水量）下，測試巖土的反應(yīng)或態(tài)（天然應(yīng)力、天然結(jié)構(gòu)和天然含水量）下，測試巖土的反應(yīng)或一些特定的物理、力學(xué)指標(biāo)，進(jìn)而依據(jù)理論分析或經(jīng)驗公式評定一些特定的物理、力學(xué)指標(biāo)，進(jìn)而依據(jù)理論分析或經(jīng)驗公式評定巖土的工程性能和狀態(tài)。巖土的工程性能和狀態(tài)。 原位測試技術(shù)是巖土工程中的一個重要分支，它不僅是巖原位測試技術(shù)是巖土工程中的一個重要分支，它不僅是巖土工程勘察的重要組成部分和獲得巖土體設(shè)計參數(shù)的重要手段，土工程勘察的重要組成部分和獲得巖土體設(shè)計參數(shù)的重要手段，而且是巖土工程施工質(zhì)量檢驗的主要手段，并可用于施

7、工過程中而且是巖土工程施工質(zhì)量檢驗的主要手段，并可用于施工過程中巖土體物理、力學(xué)性質(zhì)及狀態(tài)變化的監(jiān)測。巖土體物理、力學(xué)性質(zhì)及狀態(tài)變化的監(jiān)測。 0.2 0.2 原位測試方法原位測試方法 巖土工程勘察規(guī)范巖土工程勘察規(guī)范（GB5002l-2001）所列的原位）所列的原位測試方法有：載荷試驗、靜力觸探、圓錐動力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫測試方法有：載荷試驗、靜力觸探、圓錐動力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗、十字板剪切試驗、旁壓試驗、扁鏟側(cè)脹試驗、現(xiàn)場入試驗、十字板剪切試驗、旁壓試驗、扁鏟側(cè)脹試驗、現(xiàn)場直接剪切試驗、波速測試、巖體原位應(yīng)力測試和激振法測試。直接剪切試驗、波速測試、巖體原位應(yīng)力測試和激振法測試。 靜力觸探、圓錐動

8、力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗靜力觸探、圓錐動力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗觸探試驗觸探試驗 十字板剪切試驗、直接剪切試驗十字板剪切試驗、直接剪切試驗剪切試驗剪切試驗 旁壓試驗、扁鏟側(cè)脹試驗旁壓試驗、扁鏟側(cè)脹試驗側(cè)脹試驗側(cè)脹試驗 聲波測試、彈性波波速測試、激振法測試聲波測試、彈性波波速測試、激振法測試動力參數(shù)動力參數(shù)測試測試0.3 0.3 原位測試優(yōu)缺點原位測試優(yōu)缺點項目項目原原 位位 測測 試試室室 內(nèi)內(nèi) 試試 驗驗試驗試驗對象對象1測定土體范圍大，能反映微觀、宏測定土體范圍大，能反映微觀、宏觀結(jié)構(gòu)對土性的影響，代表性好；觀結(jié)構(gòu)對土性的影響，代表性好； 2對難以取樣的土層仍能試驗；對難以取樣的土層仍能試驗；3對

9、試驗土層基本不擾動或少擾動；對試驗土層基本不擾動或少擾動；4有的能給出連續(xù)的土性變化剖面，有的能給出連續(xù)的土性變化剖面，可用以確定分層界線；可用以確定分層界線；5測試土體邊界條件不明顯測試土體邊界條件不明顯 1試樣尺寸小，不能反映宏觀結(jié)構(gòu)、非試樣尺寸小，不能反映宏觀結(jié)構(gòu)、非均質(zhì)性對土性的影響，代表性較差；均質(zhì)性對土性的影響，代表性較差；2對難以或無法取樣的土層無法試驗，對難以或無法取樣的土層無法試驗，只能人工制備土樣進(jìn)行試驗；只能人工制備土樣進(jìn)行試驗；3無法避免鉆進(jìn)取樣對土樣的擾動；無法避免鉆進(jìn)取樣對土樣的擾動；4只能對有限的若干點取樣試驗，點間只能對有限的若干點取樣試驗，點間土樣變化是推測的

10、；土樣變化是推測的；5試驗土樣邊界條件明顯試驗土樣邊界條件明顯應(yīng)力應(yīng)力條件條件1基本上在原位應(yīng)力條件下試驗；基本上在原位應(yīng)力條件下試驗；2試驗應(yīng)力路徑無法很好控制；試驗應(yīng)力路徑無法很好控制；3排水條件不能很好控制；排水條件不能很好控制；4試驗時應(yīng)力條件有局限性試驗時應(yīng)力條件有局限性1在明確、可控制的應(yīng)力條件下試驗；在明確、可控制的應(yīng)力條件下試驗；2試驗應(yīng)力路徑可以事先預(yù)定；試驗應(yīng)力路徑可以事先預(yù)定；3能嚴(yán)格控制排水條件；能嚴(yán)格控制排水條件；4可模擬各種應(yīng)力條件進(jìn)行試驗可模擬各種應(yīng)力條件進(jìn)行試驗應(yīng)變應(yīng)變條件條件1應(yīng)變場不均勻；應(yīng)變場不均勻；2應(yīng)變速率一般大于實際工程條件下應(yīng)變速率一般大于實際工程

11、條件下的應(yīng)變速率的應(yīng)變速率1試樣內(nèi)應(yīng)變場比較均勻；試樣內(nèi)應(yīng)變場比較均勻；2可以控制應(yīng)變速率可以控制應(yīng)變速率巖土巖土參數(shù)參數(shù)反映實際狀態(tài)下的基本特性反映實際狀態(tài)下的基本特性反映取樣點上，在室內(nèi)控制條件下的特性反映取樣點上，在室內(nèi)控制條件下的特性試驗試驗周期周期周期短，效率高周期短，效率高周期較長，效率較低周期較長，效率較低 1.1 1.1 概述概述 1.1.1 載荷試驗方法載荷試驗方法 載荷試驗（載荷試驗（P1ate Load Test，簡稱，簡稱PLT）：）： 是在現(xiàn)場通過一定面積的剛性承壓板向地基逐級施加荷是在現(xiàn)場通過一定面積的剛性承壓板向地基逐級施加荷載，測定天然地基、單樁或復(fù)合地基的沉降

12、隨荷載的變化，載，測定天然地基、單樁或復(fù)合地基的沉降隨荷載的變化，借以確定地基土的承載能力和變形特征的現(xiàn)場試驗。借以確定地基土的承載能力和變形特征的現(xiàn)場試驗。1 1 載荷試驗載荷試驗 承壓板地基土 1.1.2 載荷試驗分類載荷試驗分類按試驗對象劃分按試驗對象劃分 一般載荷試驗、復(fù)合地基載荷試驗和樁載荷試驗（包括豎一般載荷試驗、復(fù)合地基載荷試驗和樁載荷試驗（包括豎向和水平載荷試驗）向和水平載荷試驗）按加荷性質(zhì)劃分按加荷性質(zhì)劃分 靜力載荷試驗和動力載荷試驗靜力載荷試驗和動力載荷試驗按承壓板形狀劃分按承壓板形狀劃分 平板載荷試驗和螺旋板載荷試驗平板載荷試驗和螺旋板載荷試驗按試驗深度劃分按試驗深度劃分

13、 淺層載荷試驗和深層板載荷試驗淺層載荷試驗和深層板載荷試驗 本章主要講述本章主要講述淺層平板靜力載荷試驗淺層平板靜力載荷試驗及其原理、設(shè)備組成、及其原理、設(shè)備組成、試驗要點及技術(shù)要求、操作步驟、資料整理和成果應(yīng)用。試驗要點及技術(shù)要求、操作步驟、資料整理和成果應(yīng)用。 1.1.3 載荷試驗的適用條件載荷試驗的適用條件p淺層平板載荷試驗淺層平板載荷試驗 適用于地表淺層地基土（包括各種填土和碎石土）適用于地表淺層地基土（包括各種填土和碎石土）p深層平板載荷試驗深層平板載荷試驗 適用于埋深等于或大于適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螺旋板載荷試驗螺旋板載荷試驗 適

14、用于深層地基或地下水位以下的土層適用于深層地基或地下水位以下的土層 1.1.4 載荷試驗的優(yōu)點載荷試驗的優(yōu)點 對地基土不產(chǎn)生擾動，確定地基承載力最可靠、最具代表對地基土不產(chǎn)生擾動，確定地基承載力最可靠、最具代表性，可直接用于工程設(shè)計，還可用于預(yù)估建筑物的沉降量，對性，可直接用于工程設(shè)計，還可用于預(yù)估建筑物的沉降量，對大型工程、重要建筑物，載荷試驗一般不可少，是世界各國用大型工程、重要建筑物，載荷試驗一般不可少，是世界各國用以確定地基承載力的最主要方法，也是比較其它原位測試成果以確定地基承載力的最主要方法，也是比較其它原位測試成果的基礎(chǔ)。的基礎(chǔ)。 1.2 1.2 淺層平板靜力載荷試驗的基本原理淺

15、層平板靜力載荷試驗的基本原理 地基土承壓板 （1）直線變形階段直線變形階段 p-s呈線性關(guān)系呈線性關(guān)系 p0比例界限壓力比例界限壓力（2）剪切（塑性）變形階段）剪切（塑性）變形階段 p-s關(guān)系為曲線，斜率逐關(guān)系為曲線，斜率逐漸變大漸變大 pu極限壓力極限壓力（3）破壞階段）破壞階段 當(dāng)荷載大于極限壓力當(dāng)荷載大于極限壓力pu，即使荷載維持不變，沉降也會持即使荷載維持不變，沉降也會持續(xù)發(fā)展或急劇增大，始終達(dá)不到續(xù)發(fā)展或急劇增大，始終達(dá)不到穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)。穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)。 典型的平板載荷試驗典型的平板載荷試驗p-s曲線曲線 載荷試驗的直線變形階段，可用彈性理論分析壓力與變載荷試驗的直線變形階段，可用彈性理論分析

16、壓力與變形之間的關(guān)系。形之間的關(guān)系。 （1）對于）對于各向同性彈性半空間各向同性彈性半空間，由彈性理論，剛性承壓板，由彈性理論，剛性承壓板作用在彈性半空間表面或近地表時，有作用在彈性半空間表面或近地表時，有式中式中E0變形模量變形模量 b承壓板直徑或方形承壓板邊長（承壓板直徑或方形承壓板邊長（m）；）； I0承壓板位于半空間表面的影響系數(shù)（承壓板的形狀承壓板位于半空間表面的影響系數(shù)（承壓板的形狀系數(shù)）；系數(shù)）； 對于圓形剛性板，對于圓形剛性板， ；對于方形承壓板，；對于方形承壓板，I0=0.886； I1承壓板埋深承壓板埋深z時的修正系數(shù)；時的修正系數(shù)；當(dāng)當(dāng)z b時，時， ； Kp-s關(guān)系曲線

17、直線段的斜率（關(guān)系曲線直線段的斜率（kN/m3）；）； 土的泊松比。土的泊松比。bKIIE21001785. 040IbzI27. 011zbI23. 05 . 01（2）對于）對于非均質(zhì)各向異性彈性半空間非均質(zhì)各向異性彈性半空間，情況比較復(fù)雜。，情況比較復(fù)雜。 當(dāng)?shù)鼗磷冃文Ａ侩S深度的變化規(guī)律為：當(dāng)?shù)鼗磷冃文Ａ侩S深度的變化規(guī)律為： 式中式中E0z承壓板放置深度承壓板放置深度 （b為承壓板直徑）的變?yōu)槌袎喊逯睆剑┑淖冃文Ａ?；形模量?K1、K2承壓板直徑分別為承壓板直徑分別為b1、b2時載荷試驗時載荷試驗p-s關(guān)系關(guān)系曲線直線段的斜率。曲線直線段的斜率。 znEEvz00bz21212120

18、1bbbbKKE212211201bbbKbKInv1.3 1.3 淺層平板靜力載荷試驗的儀器設(shè)備淺層平板靜力載荷試驗的儀器設(shè)備 承壓板承壓板 承壓板是模擬建筑物的基礎(chǔ)，將施加的荷載通過承壓板承壓板是模擬建筑物的基礎(chǔ)，將施加的荷載通過承壓板傳遞給地基土，其剛度和尺寸應(yīng)與建筑物基礎(chǔ)接近。傳遞給地基土，其剛度和尺寸應(yīng)與建筑物基礎(chǔ)接近。 承壓板的承壓板的剛度剛度要求容易達(dá)到，可采用加肋的厚鋼板、鑄要求容易達(dá)到，可采用加肋的厚鋼板、鑄鐵板、混凝土板或鋼筋混凝土板，常用的是加肋鋼板。無論鐵板、混凝土板或鋼筋混凝土板，常用的是加肋鋼板。無論選用什么樣材質(zhì)的承壓板，都要求承壓板具有足夠的剛度、選用什么樣材質(zhì)

19、的承壓板，都要求承壓板具有足夠的剛度、板底平整光滑、板的尺寸中心和傳力重心一致、搬運和安裝板底平整光滑、板的尺寸中心和傳力重心一致、搬運和安裝方便，在使用過程中不易變形。方便，在使用過程中不易變形。 承壓板的承壓板的形狀形狀有圓形和方形的兩種，也有根據(jù)試驗的具有圓形和方形的兩種，也有根據(jù)試驗的具體要求采用矩形承壓板。體要求采用矩形承壓板。 承壓板的承壓板的尺寸尺寸要與實際基礎(chǔ)接近則難于達(dá)到，因為承壓要與實際基礎(chǔ)接近則難于達(dá)到，因為承壓板的面積太大，對設(shè)備的質(zhì)量要求也越高；而承壓板面積過板的面積太大，對設(shè)備的質(zhì)量要求也越高；而承壓板面積過小，則影響地基土的沉降量和極限荷載值。一般來說，地基小，則

20、影響地基土的沉降量和極限荷載值。一般來說，地基土的極限荷載會因承壓板的寬度或直徑土的極限荷載會因承壓板的寬度或直徑b過小而降低（過小而降低（s增增大），但大），但b值過大極限荷載增加也不明顯，因此，值過大極限荷載增加也不明顯，因此，在確定承壓在確定承壓板尺寸時，既不能過小，也不必太大。板尺寸時，既不能過小，也不必太大。 由于承壓板的尺寸大小對評定地基土承載力有一定的影由于承壓板的尺寸大小對評定地基土承載力有一定的影響。為統(tǒng)一試驗條件，使試驗結(jié)果具有可比性。我國的大部響。為統(tǒng)一試驗條件，使試驗結(jié)果具有可比性。我國的大部分勘察規(guī)范規(guī)定分勘察規(guī)范規(guī)定承壓板面積以承壓板面積以0.25-0.50 為主，

21、另外還有為主，另外還有0.1和和1.0。 選擇承壓板尺寸時選擇承壓板尺寸時，可根據(jù)地基土質(zhì)情況，強(qiáng)度低變形，可根據(jù)地基土質(zhì)情況，強(qiáng)度低變形大的土層宜采用大尺寸的承壓板，強(qiáng)度高變形小的土層則采大的土層宜采用大尺寸的承壓板，強(qiáng)度高變形小的土層則采用小尺寸的承壓板。一般情況下，可參照下面的經(jīng)驗值選?。河眯〕叽绲某袎喊濉Ｒ话闱闆r下，可參照下面的經(jīng)驗值選?。?（1）對于軟土、新近沉積土和人工填土，或用載荷試驗）對于軟土、新近沉積土和人工填土，或用載荷試驗確定黃土濕陷性時，承壓板尺寸不應(yīng)小于確定黃土濕陷性時，承壓板尺寸不應(yīng)小于0.50 ； （2）對于一般粘性土地基，常用）對于一般粘性土地基，常用0.25-

22、0.5 的承壓板；的承壓板； （3）對于碎石類土，承壓板直徑（或?qū)挾龋?yīng)為最大碎）對于碎石類土，承壓板直徑（或?qū)挾龋?yīng)為最大碎石直徑的石直徑的1020倍；倍； （4）對于巖石類土或均質(zhì)密實土，如老粘土或密實砂土，）對于巖石類土或均質(zhì)密實土，如老粘土或密實砂土，以以0.10 為宜為宜. 加荷系統(tǒng)加荷系統(tǒng) 加荷系統(tǒng)是指通過承壓板對地基土施加額定荷載的加荷系統(tǒng)是指通過承壓板對地基土施加額定荷載的裝置。裝置。 常見有四種類型：常見有四種類型：l重物加荷裝置重物加荷裝置 l油壓千斤頂加荷裝置油壓千斤頂加荷裝置l重物、機(jī)械、液壓放大加荷裝置重物、機(jī)械、液壓放大加荷裝置l電控穩(wěn)壓式加荷裝置電控穩(wěn)壓式加荷裝置

23、 常見的載荷試驗反力與加載布置方式常見的載荷試驗反力與加載布置方式1承壓板；承壓板；2千斤頂；千斤頂；3木跥；木跥；4鋼梁；鋼梁；5鋼錠；鋼錠；6百分表；百分表；7地錨；地錨；8桁架；桁架；9立柱；立柱；10分力帽；分力帽；11拉桿；拉桿；12載荷臺；載荷臺；13混凝土；混凝土；14測點測點（ad為千斤頂加載方式，為千斤頂加載方式，e和和f為重物加載方式）為重物加載方式） 反力系統(tǒng)反力系統(tǒng) 除重物加荷裝置外，其它加荷裝置均需反力系統(tǒng)配套。除重物加荷裝置外，其它加荷裝置均需反力系統(tǒng)配套。載荷試驗的反力可由重物、地錨或地錨與重物聯(lián)合提供。然載荷試驗的反力可由重物、地錨或地錨與重物聯(lián)合提供。然后再與

24、梁架組合成穩(wěn)定的反力系統(tǒng)。當(dāng)在巖體內(nèi)（如探坑或后再與梁架組合成穩(wěn)定的反力系統(tǒng)。當(dāng)在巖體內(nèi)（如探坑或探槽）進(jìn)行載荷試驗時，可以利用圍巖提供所需要的反力。探槽）進(jìn)行載荷試驗時，可以利用圍巖提供所需要的反力。 錨固式反力系統(tǒng)中，地錨個數(shù)應(yīng)確保有足夠的抗拔力，錨固式反力系統(tǒng)中，地錨個數(shù)應(yīng)確保有足夠的抗拔力，以免試驗中間被拔起。反力梁亦應(yīng)有足夠的剛度。以免試驗中間被拔起。反力梁亦應(yīng)有足夠的剛度。堅硬巖土體內(nèi)載荷試驗反力系統(tǒng)示意圖（撐壁式和平洞式）堅硬巖土體內(nèi)載荷試驗反力系統(tǒng)示意圖（撐壁式和平洞式） 量測系統(tǒng)量測系統(tǒng) 測量地基土沉降和承壓板周圍地面變形的量測系統(tǒng)由測量地基土沉降和承壓板周圍地面變形的量測系

25、統(tǒng)由觀測觀測支架和測量儀表支架和測量儀表兩部分組成。兩部分組成。 觀測支架觀測支架用來固定量測儀表，由支撐柱、基準(zhǔn)梁及其它附用來固定量測儀表，由支撐柱、基準(zhǔn)梁及其它附件等組成；件等組成； 測量儀表測量儀表有百分表、位移計、位移傳感器等。有百分表、位移計、位移傳感器等。 試坑的尺寸及要求試坑的尺寸及要求 試坑寬度或直徑不應(yīng)小于承壓板寬度或直徑的試坑寬度或直徑不應(yīng)小于承壓板寬度或直徑的3倍。試倍。試坑底部的巖土應(yīng)避免擾動，保持其原狀結(jié)構(gòu)和天然含水量，坑底部的巖土應(yīng)避免擾動，保持其原狀結(jié)構(gòu)和天然含水量，在承壓板下鋪設(shè)不超過在承壓板下鋪設(shè)不超過20 mm的砂墊層找平，并盡快安裝的砂墊層找平，并盡快安裝

26、設(shè)備。設(shè)備。 承壓板的尺寸承壓板的尺寸 載荷試驗宜采用圓形剛性承壓板，根據(jù)土的軟硬或巖體載荷試驗宜采用圓形剛性承壓板，根據(jù)土的軟硬或巖體裂隙密度選用合適的尺寸。對于強(qiáng)夯處理后的場地的地基裂隙密度選用合適的尺寸。對于強(qiáng)夯處理后的場地的地基強(qiáng)度測定，有時要求承壓板的面積應(yīng)大于強(qiáng)度測定，有時要求承壓板的面積應(yīng)大于1.0m1.0 m。巖。巖石載荷試驗承壓板的面積不宜小于石載荷試驗承壓板的面積不宜小于0.07 。 1.4 1.4 淺層平板靜力載荷試驗的試驗技術(shù)要求淺層平板靜力載荷試驗的試驗技術(shù)要求 位移量測系統(tǒng)的安裝位移量測系統(tǒng)的安裝 基準(zhǔn)梁的支撐柱或其他類型的支點應(yīng)離承壓板和地錨一基準(zhǔn)梁的支撐柱或其他

27、類型的支點應(yīng)離承壓板和地錨一定的距離，以避免再試驗過程中地表變形對基準(zhǔn)梁的影響。定的距離，以避免再試驗過程中地表變形對基準(zhǔn)梁的影響。支撐柱與承壓板中心的距離應(yīng)大于支撐柱與承壓板中心的距離應(yīng)大于1.5d（d為邊長或直徑），為邊長或直徑），與地錨的距離應(yīng)不小于與地錨的距離應(yīng)不小于0.8m。 基準(zhǔn)梁架設(shè)在支撐柱上時，不應(yīng)兩端固定，以避免由于基準(zhǔn)梁架設(shè)在支撐柱上時，不應(yīng)兩端固定，以避免由于基準(zhǔn)梁桿熱脹冷縮引起沉降觀測的誤差。沉降測量元件應(yīng)對基準(zhǔn)梁桿熱脹冷縮引起沉降觀測的誤差。沉降測量元件應(yīng)對稱地布置在承壓板上，百分表或位移傳感器的測頭應(yīng)垂直于稱地布置在承壓板上，百分表或位移傳感器的測頭應(yīng)垂直于承壓板設(shè)

28、置。承壓板設(shè)置。 千斤頂承壓板基準(zhǔn)梁試樁 載荷試驗裝置示意圖載荷試驗裝置示意圖墊塊枕頭次梁拉桿錨籠錨樁主筋地表錨樁試樁次梁基準(zhǔn)梁基準(zhǔn)樁錨樁主梁主梁 加載方式加載方式一般采用分級維持荷載沉降相對穩(wěn)定法（通常一般采用分級維持荷載沉降相對穩(wěn)定法（通常稱為稱為慢速法慢速法）；有地區(qū)經(jīng)驗時，也可采用分級加荷沉降非穩(wěn)）；有地區(qū)經(jīng)驗時，也可采用分級加荷沉降非穩(wěn)定法（通常稱為定法（通常稱為快速法快速法）或）或等沉降速率法等沉降速率法。 加荷等級加荷等級宜取宜取1012級，并不應(yīng)小于級，并不應(yīng)小于8級。最大加載量級。最大加載量不應(yīng)小于地基土承載力設(shè)計值的不應(yīng)小于地基土承載力設(shè)計值的2倍，荷載的量測精度應(yīng)控制倍，

29、荷載的量測精度應(yīng)控制在最大加載量的在最大加載量的1以內(nèi)。以內(nèi)。 第一級荷載第一級荷載（包括設(shè)備自重）宜接近挖除土柱的自重，（包括設(shè)備自重）宜接近挖除土柱的自重，其相應(yīng)沉降不計。對軟土地基每級荷載增量其相應(yīng)沉降不計。對軟土地基每級荷載增量10-25kPa；對一；對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；對堅硬粘性土、密實砂；對堅硬粘性土、密實砂土和碎石土土和碎石土50-100kPa。 加載方式及加荷等級加載方式及加荷等級 慢速法：慢速法：對于土體對于土體，每級荷載施加后，間隔，每級荷載施加后，間隔5min、5min、10min、10min、15min、15min測讀一次沉

30、降，以測讀一次沉降，以后間隔后間隔30min測讀一次沉降，當(dāng)連續(xù)測讀一次沉降，當(dāng)連續(xù)2h、且每小時沉降量不、且每小時沉降量不大于大于0.1mm時，可認(rèn)為沉降已達(dá)到相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)，施加下一時，可認(rèn)為沉降已達(dá)到相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)，施加下一級荷載；級荷載；對于巖體對于巖體，間隔，間隔lmin、2min、2min、5min測讀一測讀一次沉降，以后每隔次沉降，以后每隔10min測讀一次，當(dāng)連續(xù)三次讀數(shù)之差小測讀一次，當(dāng)連續(xù)三次讀數(shù)之差小于或等于于或等于0.01mm時，認(rèn)為沉降已達(dá)到相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)，可施時，認(rèn)為沉降已達(dá)到相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)，可施加下一級荷載。加下一級荷載。 快速法：快速法：每加一級荷載按間隔每加一級荷載按

31、間隔15min觀測一次沉降。每觀測一次沉降。每級荷載維持級荷載維持2h，即可施加下一級荷載。最后一級荷載可觀測，即可施加下一級荷載。最后一級荷載可觀測至沉降達(dá)到上述沉降相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)或仍維持至沉降達(dá)到上述沉降相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)或仍維持2h。 等沉降速率法：等沉降速率法：控制承壓板以一定的沉降速率沉降，測控制承壓板以一定的沉降速率沉降，測讀與沉降相應(yīng)的所施加的荷載，直至試驗達(dá)到破壞階段。讀與沉降相應(yīng)的所施加的荷載，直至試驗達(dá)到破壞階段。 沉降觀測和穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)沉降觀測和穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn) 載荷試驗一般應(yīng)盡可能加荷到試驗土層破壞，然后終止載荷試驗一般應(yīng)盡可能加荷到試驗土層破壞，然后終止試驗。當(dāng)出現(xiàn)下列試驗。當(dāng)出現(xiàn)下列4

32、種情況之一時，認(rèn)為地基已達(dá)到破壞階段，種情況之一時，認(rèn)為地基已達(dá)到破壞階段，可終止試驗：可終止試驗： （1）承壓板周邊的土體出現(xiàn)明顯側(cè)向擠出，周邊巖土出）承壓板周邊的土體出現(xiàn)明顯側(cè)向擠出，周邊巖土出現(xiàn)明顯隆起或徑向裂縫持續(xù)發(fā)展；現(xiàn)明顯隆起或徑向裂縫持續(xù)發(fā)展； （2）本級荷載的沉降量急劇增大（大于前級荷載沉降量）本級荷載的沉降量急劇增大（大于前級荷載沉降量的的5倍），倍），p-s曲線出現(xiàn)陡降段；曲線出現(xiàn)陡降段； （3）在某級荷載下）在某級荷載下24h沉降速率不能達(dá)到相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)；沉降速率不能達(dá)到相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)； （4）總沉降量與承壓板直徑（或?qū)挾龋┲瘸^）總沉降量與承壓板直徑（或?qū)挾龋┲瘸^0

33、.06。 試驗終止條件試驗終止條件 原始資料整理原始資料整理 載荷試驗原始資料包括沉降觀測、荷載等級和其他與載載荷試驗原始資料包括沉降觀測、荷載等級和其他與載荷試驗相關(guān)的信息，如承壓板形狀、尺寸、載荷點的試驗荷試驗相關(guān)的信息，如承壓板形狀、尺寸、載荷點的試驗深度、試驗深度處的土性特征，以及沉降觀測百分表或傳深度、試驗深度處的土性特征，以及沉降觀測百分表或傳感器在承壓板上的位置等（一般以圖示的方式標(biāo)注在記錄感器在承壓板上的位置等（一般以圖示的方式標(biāo)注在記錄表上）。表上）。 在試驗過程中，應(yīng)對原始記錄數(shù)據(jù)及時檢查，試驗結(jié)束在試驗過程中，應(yīng)對原始記錄數(shù)據(jù)及時檢查，試驗結(jié)束后再進(jìn)行全面檢查整理。后再進(jìn)

34、行全面檢查整理。1.5 1.5 淺層平板靜力載荷試驗的試驗資料整理淺層平板靜力載荷試驗的試驗資料整理 慢速法的試驗資料整理慢速法的試驗資料整理l繪制繪制p-s曲線曲線lp-s曲線的修正曲線的修正 l繪制繪制s-lgt曲線和曲線和lg p-lg s曲線曲線 l確定比例界限壓力（確定比例界限壓力（p0）l確定極限界限壓力（確定極限界限壓力（pu）（1）圖解法）圖解法 適用于開始的一些適用于開始的一些觀測點（觀測點（p，s）基本在）基本在一條直線上。將一條直線上。將p-s曲線曲線上的各點同時沿上的各點同時沿s（沉降）（沉降）坐標(biāo)平移坐標(biāo)平移s0，使，使p-s曲線曲線的直線段通過原點。的直線段通過原點

35、。（2）最小二乘法）最小二乘法 對于已知對于已知p-s曲線開始一段近似為一直線（即曲線開始一段近似為一直線（即p-s曲線具曲線具有直線段和拐點），用最小二乘法求出最佳回歸直線的方程有直線段和拐點），用最小二乘法求出最佳回歸直線的方程式。假設(shè)式。假設(shè)p-s曲線的直線段可以用下式來表示：曲線的直線段可以用下式來表示： s修正后的沉降數(shù)據(jù)。修正后的沉降數(shù)據(jù)。 pcss000sss 對于圓滑型或不規(guī)則型的對于圓滑型或不規(guī)則型的p-s曲線（即不具有明顯的直曲線（即不具有明顯的直線段和拐點），可假設(shè)其為拋物線或高階多項式表示的曲線，線段和拐點），可假設(shè)其為拋物線或高階多項式表示的曲線，通過曲線擬合求得常數(shù)

36、項，即通過曲線擬合求得常數(shù)項，即so，然后按，然后按 對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。0sss 慢速法的試驗資料整理慢速法的試驗資料整理l繪制繪制p-s曲線曲線lp-s曲線的修正曲線的修正 l繪制繪制s-lgt曲線和曲線和1g p-lg s曲線曲線 l確定比例界限壓力（確定比例界限壓力（p0）l確定極限界限壓力（確定極限界限壓力（pu） 比例界限壓比例界限壓力可用力可用p-s曲曲線或線或1g p-lg s曲線（直線段曲線（直線段不明顯時）中不明顯時）中的第一個拐點的第一個拐點確定。確定。 慢速法的試驗資料整理慢速法的試驗資料整理l繪制繪制p-s曲線曲線lp-s曲線的修正曲線的修正 l繪

37、制繪制s-lgt曲線曲線繪制1g p-lg s曲線 l確定比例界限壓力（確定比例界限壓力（p0）l確定極限界限壓力（確定極限界限壓力（pu） 確定極限界限壓力的方法有確定極限界限壓力的方法有： （1）當(dāng)試驗荷載加荷至破壞荷載時，取破壞荷載的前一）當(dāng)試驗荷載加荷至破壞荷載時，取破壞荷載的前一級荷載為極限界限壓力；級荷載為極限界限壓力； （2）用）用p-s、1g p-lg s、p-s/p等曲線的第二個拐點；等曲線的第二個拐點； （3）當(dāng)試驗荷載未加荷至破壞荷載時，可用）當(dāng)試驗荷載未加荷至破壞荷載時，可用外插作圖法外插作圖法確定。確定。 相同的相同的s，p逐漸變小，逐漸變小，當(dāng)當(dāng)p 趨近趨近0時時為

38、極限荷載。為極限荷載。 快速法的資料整理快速法的資料整理 （1）假設(shè)）假設(shè)s與與ln(t+1)為直線關(guān)系，即為直線關(guān)系，即sn= n+nln(tn+1)式中式中sn 第第n級荷載下外推的穩(wěn)定沉降量（級荷載下外推的穩(wěn)定沉降量（mm）；）； tn第第n級荷載下外推的穩(wěn)定沉降時間（級荷載下外推的穩(wěn)定沉降時間（h）；）； n、n分別為第分別為第n級荷載下級荷載下sln(t+1)直線的截距與斜率。直線的截距與斜率。根據(jù)第根據(jù)第n級荷載下級荷載下2h內(nèi)的內(nèi)的s-t觀測值，按下式計算觀測值，按下式計算n、n值：值： 式中式中si第第n級荷載下第級荷載下第i次沉降觀測值中扣除了次沉降觀測值中扣除了s0后的沉降

39、量后的沉降量（mm）；）； ti第第n級荷載下第級荷載下第i次沉降觀測值中扣除了次沉降觀測值中扣除了s0后的沉降觀測后的沉降觀測時間（時間（h）。）。 222 ) 1ln()1ln()1ln() 1ln()1ln(iiiiiiinttNtstts 22 ) 1ln()1ln() 1ln()1ln(iiiiiinttNtstsN（2）由下式計算沉降速率達(dá)到相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)的時間）由下式計算沉降速率達(dá)到相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)的時間tw及沉降量及沉降量sw，當(dāng)，當(dāng)tw不是不是30min的倍數(shù)時，可將其增大為的倍數(shù)時，可將其增大為30min的倍數(shù)。的倍數(shù)。 sw= n+nln(ti+1) 利用上式進(jìn)行計算時，相對穩(wěn)

40、定標(biāo)準(zhǔn)為每小時沉降量利用上式進(jìn)行計算時，相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)為每小時沉降量s小于小于0.1mm。（3）為了使快速法的成果與常規(guī)法取得一致，必須從施加第二級荷載開始，從）為了使快速法的成果與常規(guī)法取得一致，必須從施加第二級荷載開始，從沉降觀測值中扣除其以前各級沉降未穩(wěn)定而產(chǎn)生的殘余沉降的影響。殘余沉沉降觀測值中扣除其以前各級沉降未穩(wěn)定而產(chǎn)生的殘余沉降的影響。殘余沉降量的計算公式為：降量的計算公式為：式中式中 第第n級荷載下第級荷載下第i次沉降觀測值中應(yīng)扣除的殘余沉降量（次沉降觀測值中應(yīng)扣除的殘余沉降量（mm）；）； m第第n級荷載前的荷載級數(shù)（級荷載前的荷載級數(shù)（m=1,2,n-1）; t沉降觀測的時間

41、間隔（沉降觀測的時間間隔（min）；）； N每級荷載下的沉降觀測次數(shù)；每級荷載下的沉降觀測次數(shù)；n荷載級數(shù)。荷載級數(shù)。（4）第）第n級荷載下第級荷載下第i次沉降觀測值次沉降觀測值 扣除扣除 后為沉降修正值后為沉降修正值sni： sni 1)(ln1)(ln11tmnNtimNNsnmmimnimnsnisimnsnisimns0.1/601nwte1.6 1.6 淺層平板靜力載荷試驗的試驗成果應(yīng)用淺層平板靜力載荷試驗的試驗成果應(yīng)用 確定地基土的承載力確定地基土的承載力 （1）比例界限壓力法）比例界限壓力法 （2）極限壓力法）極限壓力法 當(dāng)當(dāng)pu小于對應(yīng)的小于對應(yīng)的p0荷載值的荷載值的2倍時，取

42、倍時，取pu的一半作為的一半作為f k 。 （3）相對沉降法）相對沉降法 ，f k不應(yīng)大于最大加載量的一半。不應(yīng)大于最大加載量的一半。 確定地基土的承載力時，同一土層參加統(tǒng)計的試驗點數(shù)確定地基土的承載力時，同一土層參加統(tǒng)計的試驗點數(shù)不應(yīng)小于不應(yīng)小于3個，當(dāng)各試驗點實測的承載力的極差（即最大值與個，當(dāng)各試驗點實測的承載力的極差（即最大值與最小值之差）小于平均值的最小值之差）小于平均值的30時，取其平均值作為該土層時，取其平均值作為該土層的承載力特征值。的承載力特征值。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

43、 k= p0.010.015 spbIE2001 確定地基土的變形模量確定地基土的變形模量 I0剛性承壓板的形狀系數(shù)；對于圓形剛性板，剛性承壓板的形狀系數(shù)；對于圓形剛性板， I0=0.785； 對于方形承壓板，對于方形承壓板，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,粉質(zhì)粘土粉質(zhì)粘土0.38,粘土粘土 0.42)。 預(yù)估地基的最終沉降量預(yù)估地基的最終沉降量sj 砂土地基：砂土地基： 粘性土地基粘性土地基 ： 式中式中s與建筑物基底壓力對應(yīng)的承壓板沉降量；與建筑物基底壓力對應(yīng)的承壓板沉降量； B基礎(chǔ)短邊寬度；基礎(chǔ)短邊寬度；b承壓板直徑

44、或?qū)挾取３袎喊逯睆交驅(qū)挾?。spbIE200122)3030()(BbbBssjjBssb 估算地基土的不排水抗剪強(qiáng)度估算地基土的不排水抗剪強(qiáng)度cu 式中式中 pu極限壓力（極限壓力（kPa）；）； 地基土的重度（地基土的重度（kN/m3）；）； h試驗深度（試驗深度（m）。）。 Nc計算系數(shù)，對方形、圓形承壓板，無超載時，計算系數(shù)，對方形、圓形承壓板，無超載時， Nc =6.15；承壓板埋深大于或等于；承壓板埋深大于或等于4倍承壓板直徑或?qū)挾葧r，倍承壓板直徑或?qū)挾葧r， Nc =9.25；其他值用內(nèi)插法。；其他值用內(nèi)插法。 另外，載荷試驗可以檢驗地基處理效果，判斷黃土濕陷另外，載荷試驗可以檢驗地

45、基處理效果，判斷黃土濕陷性和濕陷起始壓力等。性和濕陷起始壓力等。Nchpcuu 1.7 1.7 螺旋板載荷試驗簡介螺旋板載荷試驗簡介 將一螺旋形承壓板旋入地將一螺旋形承壓板旋入地下試驗深度，通過傳力桿對螺下試驗深度，通過傳力桿對螺旋板施加荷載，觀測螺旋板的旋板施加荷載，觀測螺旋板的沉降，以獲得荷載沉降，以獲得荷載沉降沉降時時間關(guān)系，然后根據(jù)理論公式或間關(guān)系，然后根據(jù)理論公式或經(jīng)驗關(guān)系式獲得地基土參數(shù)的經(jīng)驗關(guān)系式獲得地基土參數(shù)的一種現(xiàn)場測試技術(shù)。通過螺旋一種現(xiàn)場測試技術(shù)。通過螺旋板試驗可以確定地基土的承載板試驗可以確定地基土的承載力、變形模量、基床系數(shù)和固力、變形模量、基床系數(shù)和固結(jié)系數(shù)等參數(shù)。

46、結(jié)系數(shù)等參數(shù)。 YDL型螺旋板載荷試驗裝置型螺旋板載荷試驗裝置1橫梁；橫梁；2千斤頂；千斤頂；3百分表及表座；百分表及表座；4基準(zhǔn)梁；基準(zhǔn)梁；5立柱；立柱；6傳力桿；傳力桿；7力傳感器；力傳感器；8螺旋板；螺旋板；9地錨地錨 2.1 2.1 概述概述 靜力觸探試驗靜力觸探試驗Static Cone Penetration Test(簡稱簡稱CPT) 是通過一系列探桿用準(zhǔn)靜力將一個內(nèi)部裝有傳感器的觸探頭勻是通過一系列探桿用準(zhǔn)靜力將一個內(nèi)部裝有傳感器的觸探頭勻速壓入到土中，同時測記貫入過程中探頭所受到的阻力，根據(jù)速壓入到土中，同時測記貫入過程中探頭所受到的阻力，根據(jù)測得的貫入阻力大小來間接判定土的

47、物理力學(xué)性質(zhì)的現(xiàn)場試驗測得的貫入阻力大小來間接判定土的物理力學(xué)性質(zhì)的現(xiàn)場試驗方法。方法。 1932年由荷蘭人發(fā)明，又稱為荷蘭錐（年由荷蘭人發(fā)明，又稱為荷蘭錐（Dutch Cone）試驗。）試驗。 既是一種原位測試方法，又是一種勘探手段。既是一種原位測試方法，又是一種勘探手段。 2 2 靜力觸探試驗靜力觸探試驗 適用土層：適用土層：適應(yīng)于軟土、一般粘性土、粉土、砂類土和含有少適應(yīng)于軟土、一般粘性土、粉土、砂類土和含有少量碎石的土層。量碎石的土層。優(yōu)點：優(yōu)點：具有快速、準(zhǔn)確、省時、省力、清潔、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點，而具有快速、準(zhǔn)確、省時、省力、清潔、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點，而且可連續(xù)獲得地層的強(qiáng)度和其他方面的信息，不受

48、取樣擾動且可連續(xù)獲得地層的強(qiáng)度和其他方面的信息，不受取樣擾動等人為因素的影響。這對于地層變化較大的復(fù)雜場地以及不等人為因素的影響。這對于地層變化較大的復(fù)雜場地以及不易取得原狀土樣的飽和砂土、砂質(zhì)粉土和高靈敏性軟土地層易取得原狀土樣的飽和砂土、砂質(zhì)粉土和高靈敏性軟土地層的勘察，具有獨特的優(yōu)越性。的勘察，具有獨特的優(yōu)越性。缺點：缺點：不能直接識別土層，對碎石類土和密實的砂層難以貫入，不能直接識別土層，對碎石類土和密實的砂層難以貫入，有時需鉆探與其配合才能完成工程地質(zhì)勘察任務(wù)。有時需鉆探與其配合才能完成工程地質(zhì)勘察任務(wù)。 2.2 2.2 儀器設(shè)備儀器設(shè)備 l貫入裝置貫入裝置l探頭探頭 l量測儀表量測

49、儀表 l貫入裝置貫入裝置液壓式靜力觸探機(jī)（總貫入力液壓式靜力觸探機(jī)（總貫入力1020t） 手搖鏈條式靜力觸探機(jī)手搖鏈條式靜力觸探機(jī) （總貫入力（總貫入力23t）電動機(jī)械式靜力觸探機(jī)（最大電動機(jī)械式靜力觸探機(jī)（最大45t，個別達(dá)，個別達(dá)10t ） WSY-15液壓式靜力觸探機(jī)液壓式靜力觸探機(jī) 2.2 2.2 儀器設(shè)備儀器設(shè)備 l貫入裝置貫入裝置l探頭探頭 l量測儀表量測儀表 l探頭探頭（地層阻力傳感器）（地層阻力傳感器）單橋探頭（單橋探頭（ps）雙橋探頭（雙橋探頭（qc， fs ） 多用探頭多用探頭 （孔壓、波速、旁壓觸探頭，還有能測（孔壓、波速、旁壓觸探頭，還有能測溫、測斜、測地磁、土壤電阻或

50、溫、測斜、測地磁、土壤電阻或pH值等的探頭值等的探頭 ）頂柱頂柱密封圈密封圈應(yīng)變片應(yīng)變片空心柱空心柱電纜電纜橡皮管橡皮管密封圈密封圈外套筒外套筒探頭管探頭管單橋探頭結(jié)構(gòu)示意圖單橋探頭結(jié)構(gòu)示意圖（空心柱頂端懸空，受力時伸長變形）（空心柱頂端懸空，受力時伸長變形） 雙雙橋橋探探頭頭結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)示示意意圖圖 1-錐尖；錐尖；2-O型密封圈；型密封圈；3-電阻絲片；電阻絲片；4-變形柱；變形柱；5-摩擦筒；摩擦筒；6-密封圈；密封圈；7-加強(qiáng)筒；加強(qiáng)筒；8-墊圈；墊圈；9-密封圈；密封圈；10-接頭；接頭；11-支座；支座；12-頂柱；頂柱；13-膠墊；膠墊；14-螺母螺母 2.2 2.2 儀器設(shè)備儀器設(shè)

51、備 l貫入裝置貫入裝置l探頭探頭 l量測儀表量測儀表 l量測儀表量測儀表電阻應(yīng)變儀（數(shù)字式）電阻應(yīng)變儀（數(shù)字式）自動記錄儀（電子電位差）自動記錄儀（電子電位差） 數(shù)據(jù)采集儀（微電腦）數(shù)據(jù)采集儀（微電腦）微電腦微電腦l無繩靜力觸探試驗系統(tǒng)無繩靜力觸探試驗系統(tǒng)（ GeoMil公司）公司） 無繩的靜力觸探探頭和記錄系統(tǒng)，包括靜力觸探無繩的靜力觸探探頭和記錄系統(tǒng)，包括靜力觸探探頭、麥克風(fēng)、深度記錄裝置、計算機(jī)接口箱、筆記探頭、麥克風(fēng)、深度記錄裝置、計算機(jī)接口箱、筆記本電腦和打印機(jī)。本電腦和打印機(jī)。 探頭數(shù)據(jù)探頭數(shù)據(jù) 探桿探桿 麥克風(fēng)麥克風(fēng) 中控箱（聲波信號轉(zhuǎn)中控箱（聲波信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號）換成數(shù)字信號

52、） 電腦電腦聲波聲波n 利用無線電波將利用無線電波將數(shù)據(jù)從探頭傳送到數(shù)據(jù)從探頭傳送到地面地面n 無線電波從鉆桿無線電波從鉆桿中的孔洞傳播中的孔洞傳播n 數(shù)據(jù)容量大約是數(shù)據(jù)容量大約是基于無電纜聲波傳基于無電纜聲波傳輸?shù)妮數(shù)?000倍倍n 還可以完成無電還可以完成無電纜的纜的 試驗或者傳輸試驗或者傳輸安裝在探頭上的攝安裝在探頭上的攝像頭所拍攝的圖片像頭所拍攝的圖片 2.3 2.3 靜力觸探試驗工作原理靜力觸探試驗工作原理 主要采用電阻應(yīng)變式測試技術(shù)，應(yīng)用虎克定律、電阻定律主要采用電阻應(yīng)變式測試技術(shù)，應(yīng)用虎克定律、電阻定律和電橋原理。和電橋原理。 其工作原理是地層阻力變化其工作原理是地層阻力變化空心

53、柱變形空心柱變形電阻應(yīng)變片變電阻應(yīng)變片變形、電阻阻值變化形、電阻阻值變化電壓變化電壓變化量測儀表放大、顯示、儲存。量測儀表放大、顯示、儲存。 2.4 2.4 試驗技術(shù)要求試驗技術(shù)要求 圓錐探頭錐底截面積應(yīng)采用圓錐探頭錐底截面積應(yīng)采用10cm2或或15cm2，單橋探頭側(cè)壁，單橋探頭側(cè)壁高度應(yīng)分別采用高度應(yīng)分別采用57mm或或70mm，雙橋探頭側(cè)壁面積應(yīng)采用，雙橋探頭側(cè)壁面積應(yīng)采用150300cm2，錐尖錐角應(yīng)為，錐尖錐角應(yīng)為60； 探頭應(yīng)勻速垂直壓入土中，貫入速率為探頭應(yīng)勻速垂直壓入土中，貫入速率為1.2m/min； 探頭測力傳感器應(yīng)連同儀器、電纜定期標(biāo)定，探頭標(biāo)定測力探頭測力傳感器應(yīng)連同儀器、

54、電纜定期標(biāo)定，探頭標(biāo)定測力傳感器的非線性誤差、重復(fù)性誤差、滯后誤差、溫度漂移、歸傳感器的非線性誤差、重復(fù)性誤差、滯后誤差、溫度漂移、歸零誤差均應(yīng)小于零誤差均應(yīng)小于1FS，現(xiàn)場試驗歸零誤差應(yīng)小于，現(xiàn)場試驗歸零誤差應(yīng)小于3，絕緣電，絕緣電阻不小于阻不小于 500M； 深度記錄的誤差不應(yīng)大于觸探深度的深度記錄的誤差不應(yīng)大于觸探深度的1； 當(dāng)貫入深度達(dá)到當(dāng)貫入深度達(dá)到30m，或穿過厚層軟土后再貫入硬土層時，或穿過厚層軟土后再貫入硬土層時，應(yīng)采取措施防止孔斜或斷桿，也可配置孔斜探頭，量測觸探孔應(yīng)采取措施防止孔斜或斷桿，也可配置孔斜探頭，量測觸探孔的偏斜角，校正土層界線的深度。的偏斜角，校正土層界線的深度

55、。 2.5 2.5 試驗資料整理試驗資料整理 2.5.1 原始資料的整理原始資料的整理v電阻應(yīng)變儀的原始資料整理電阻應(yīng)變儀的原始資料整理 （1）初讀數(shù)修正）初讀數(shù)修正 應(yīng)變量（應(yīng)變量（）= 應(yīng)變儀讀數(shù)（應(yīng)變儀讀數(shù)（） 應(yīng)變儀初讀數(shù)（應(yīng)變儀初讀數(shù)（0） 0的變化主要有溫度變化引起，每隔一定深度測記一次的變化主要有溫度變化引起，每隔一定深度測記一次0。 （2）貫入阻力的計算）貫入阻力的計算 ps = kpp q c= kqq fs = kff kp、kq、kf分別為分別為ps、qc、fs傳感器的標(biāo)定系數(shù)；傳感器的標(biāo)定系數(shù)； p、q、f分別為分別為ps、qc、fs傳感器的應(yīng)變量或輸出電壓。傳感器的應(yīng)

56、變量或輸出電壓。 （3）摩阻比的計算）摩阻比的計算 摩阻比摩阻比Rf是同深度的是同深度的fs與與qc之比，以百分?jǐn)?shù)表示：之比，以百分?jǐn)?shù)表示：%100csfqfRv自動記錄儀的原始資料整理自動記錄儀的原始資料整理 （1）貫入深度修正）貫入深度修正 當(dāng)角機(jī)輪與觸探桿靠得不緊，輪上、探桿上有泥土或角機(jī)當(dāng)角機(jī)輪與觸探桿靠得不緊，輪上、探桿上有泥土或角機(jī)輪磨損等原因，造成記錄深度（貫入長度）與實際深度有出輪磨損等原因，造成記錄深度（貫入長度）與實際深度有出入時，應(yīng)將深度誤差沿深度進(jìn)行線性修正。入時，應(yīng)將深度誤差沿深度進(jìn)行線性修正。 （2）零漂修正）零漂修正 當(dāng)零漂變化不大時，按歸零檢查的深度間隔按線性內(nèi)

57、插法當(dāng)零漂變化不大時，按歸零檢查的深度間隔按線性內(nèi)插法對測試值加以修正。對測試值加以修正。 （3）曲線形狀修正）曲線形狀修正 對于非連續(xù)貫入觸探儀，往往發(fā)現(xiàn)每一行程結(jié)束和新的行對于非連續(xù)貫入觸探儀，往往發(fā)現(xiàn)每一行程結(jié)束和新的行程開始時（貫入間歇），曲線形狀出現(xiàn)臺階狀或喇叭口狀。程開始時（貫入間歇），曲線形狀出現(xiàn)臺階狀或喇叭口狀。修正時，一般以貫入間歇之前的曲線位置為準(zhǔn)，順應(yīng)曲線變修正時，一般以貫入間歇之前的曲線位置為準(zhǔn)，順應(yīng)曲線變化趨勢，將曲線圓滑地連接起來。化趨勢，將曲線圓滑地連接起來。 2.5.2 繪制與分層繪制與分層 繪制靜力觸探曲線（繪制靜力觸探曲線（ps-h、qc-h、fs -h、R

58、f-h），然后結(jié)），然后結(jié)合勘探資料或地區(qū)資料，對地基土層進(jìn)行分層和連線。合勘探資料或地區(qū)資料，對地基土層進(jìn)行分層和連線。 繪制曲線：繪制曲線：h方向比例尺為方向比例尺為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%。 分層方法：分層方法：用靜力觸探試驗分層是一種力學(xué)分層方法，分用靜力觸探試驗分層是一種力學(xué)分層方法，分層應(yīng)先考慮靜探曲線形態(tài)的變化趨勢，以層應(yīng)先考慮靜探曲線形態(tài)的變化趨勢，以qc為主，結(jié)合為主，結(jié)合Rf和地和地區(qū)經(jīng)驗進(jìn)行分層。區(qū)經(jīng)驗進(jìn)行分層。 分層界線：分層界線：觸探頭從

59、一土層進(jìn)入另一土層時，曲線會出現(xiàn)觸探頭從一土層進(jìn)入另一土層時，曲線會出現(xiàn)一過渡段，即存在一過渡段，即存在“超前超前”和和“滯后滯后”問題。如過渡段的土問題。如過渡段的土層厚度不大（層厚度不大（10-30cm），分層界線可選在過渡段的中點；），分層界線可選在過渡段的中點；如過渡段土層較厚，由軟變硬時將界線放在過渡段的中下方，如過渡段土層較厚，由軟變硬時將界線放在過渡段的中下方，由硬變軟時則將界線放在中上方，或?qū)⑦^渡段單獨分層。由硬變軟時則將界線放在中上方，或?qū)⑦^渡段單獨分層。 計算單孔分層貫入指標(biāo)：計算單孔分層貫入指標(biāo)：對一般地層，單孔分層平均貫入對一般地層，單孔分層平均貫入阻力可用阻力可用算術(shù)

60、平均法或面積法算術(shù)平均法或面積法計算。計算時，變層附近過渡計算。計算時，變層附近過渡段及較薄的貫入阻力峰谷值等不予考慮。段及較薄的貫入阻力峰谷值等不予考慮。 2.5.3 確定場地觸探指標(biāo)確定場地觸探指標(biāo) 場地勘察時，應(yīng)給出場地場地勘察時，應(yīng)給出場地每一土層每一土層的觸探指標(biāo)，并以的觸探指標(biāo)，并以此進(jìn)行地基評價。場地觸探指標(biāo)的選擇要考慮勘察階段、此進(jìn)行地基評價。場地觸探指標(biāo)的選擇要考慮勘察階段、場地復(fù)雜程度、工程重要性和指標(biāo)分散程度等。場地復(fù)雜程度、工程重要性和指標(biāo)分散程度等。 在詳勘階段，對土質(zhì)比較均勻，指標(biāo)分散性較小或一在詳勘階段，對土質(zhì)比較均勻，指標(biāo)分散性較小或一般建筑物，可用加權(quán)平均值作