1、靜力觸探實驗（CPT） 靜力觸探是通過一定的機械裝備，將一定規(guī)格的金屬探頭用靜力壓入土層中，同時用傳感器或直接量測儀表測試土層對觸探頭的貫入阻力，以此來判斷，分析，確定地基土的物理力學性質(zhì)。靜力觸探的主要優(yōu)點是連續(xù)、快速、精確；可以在現(xiàn)場直接測得各土層的貫入阻力指標；掌握各土層原始狀態(tài)（相對于土層被擾動和應力狀態(tài)改變而言）下有關物理力學的性質(zhì)，這對于地基在豎向變化比較復雜，而用其他常規(guī)勘探手段不可能能大密度取土或測試來查明土的變化；對于飽和砂土、砂質(zhì)粉土以及高靈敏度軟粘土層中鉆探取樣往往不易達到技術要求，或者無法取樣的情況；用靜力觸探連續(xù)壓入測試，則顯出其獨特的優(yōu)越性。但是，靜力觸探也有不足之

2、處：不能對土層進行直接的觀測、鑒別；由于穩(wěn)固的反力問題沒有解決，測試深度不能超過80m；對于含碎石、礫石的土層和很密實的沙層一般不適合應用等。 靜力觸探實驗的主要技術要求靜力觸探儀器主要有三部分組成：貫入裝置（包括反力裝置），其基本功能是可控制等速壓貫入；另一部分是傳動系統(tǒng)，目前國內(nèi)外使用的傳動系統(tǒng)有壓液和機械的兩部分；第三部分是量測系統(tǒng)，這部分包括探頭、電纜和電阻應變儀（或電位差計自動記錄儀）等。靜力觸探儀按其傳動系統(tǒng)可分為：電動機械式靜力觸探儀、液壓式靜力觸探儀和手控輕型鏈式靜力探觸儀。 常用的靜力觸探探頭分為單橋探頭和雙橋探頭及孔壓探頭，探頭圓周截面積以10cm2為宜，也可以使用15cm

3、2 。靜力觸探探頭規(guī)格錐頭截面積A（cm2）探頭直徑D（mm）錐角（）單橋探頭雙橋探頭有限側(cè)壁長度L (mm)摩擦筒側(cè)壁面積(cm2)摩擦筒長度L (cm)1035.760572001791543.7703002192050.481300189單橋探頭單橋探頭只能測定一個觸探指標比貫入阻力ps，雙橋探頭雙橋探頭能同時測出錐尖阻力和側(cè)壁摩阻力。故可用于單樁的模型試驗，分別測得單樁樁尖承載力和側(cè)壁摩擦力。錐尖阻力 和側(cè)壁摩阻力 分別定義如下： 在靜力觸探的整個過程中，探頭應均勻、垂直地壓入土層中，貫入速率一般控制在（1.2 0.3）m/min。靜力觸探探頭傳感器必須事先進行率定，室內(nèi)率定非線性誤差

4、、重復性誤差、滯后誤差、溫度漂移、歸零誤差范圍應為 0.5%1.0%。現(xiàn)場實驗時，應檢驗現(xiàn)場的歸零誤差50m時，應測量觸探孔的偏斜度，校正土的分層界線。 迄今還沒有一些理論能很圓滿地解釋靜力觸探的貫入機理。因此，靜力觸探在實際工程的應用中，常常用一些經(jīng)驗關系把貫入阻力與土的物理力學性質(zhì)聯(lián)系起來，建立經(jīng)驗公式；或根據(jù)對貫入機理的認識做定性的分析（如模式分析、因子分析等），在此基礎上建立半經(jīng)驗的公式。 靜力觸探實驗適用于粘性土、粉土和砂土。靜力觸探實驗可以用于下列目的：1）根據(jù)貫入阻力曲線的形態(tài)特征或數(shù)值變換幅度劃分土層。2）估算地基土層的物理力學參數(shù)。3）評定地基的承載力。4）選擇樁基持力層、估

5、算單樁極限承載力，判定沉樁可能性5）判定場地地震液化勢。 靜力觸探實驗的主要成果有：比貫入阻力-深度（ps-h）關系曲線；錐尖阻力-深度（qc-h）關系曲線；側(cè)壁貫入阻力-深度（fs-h）關系曲線和摩阻比-深度（Rf-h）關系曲線。 比貫入阻力-深度（ps-h）關系曲線錐尖阻力-深度（qc-h）關系曲線側(cè)壁貫入阻力-深度（fs-h）關系曲線摩阻比-深度（Rf-h）關系曲線根據(jù)目前的研究與經(jīng)驗，靜力觸探實驗成果的應用主要有下列幾個方面：（1）劃分土層界線根據(jù)靜探曲線對地基土進行力學分層，或參照鉆孔分層結合靜探ps或qc及fs值的大小和曲線形態(tài)特征進行地基土的力學分層，并確定分層界線。 用靜力觸探

6、曲線劃分土層界線的方法為：1）上下層貫入阻力相差不大時，取超前深度和滯后深度的中心，或中點偏向小阻力土層510cm處作為分層界線；2）上下層貫入阻力相差一倍以上時，當由軟層進入硬層或由硬層進入軟層時，取軟層最后一個（或第一個）貫入阻力小值偏向硬層10cm處作為分層界線；3）上下層貫入阻力無甚變化時，可結合Fs或Rf的變化確定分層界線。 （2）評定地基土的強度參數(shù)1）粘性土由于靜力觸探實驗的貫入速率較快，因此對量測粘性土的不排水抗剪強度是一種可行的方法。經(jīng)過大量實驗和研究，探頭錐尖阻力基本上與粘性土的不排水抗剪強度呈某種確定的函數(shù)關系，而且將大量的測試數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)理統(tǒng)計分析，其相關性都很理想。2）砂

7、土我國鐵道部靜力觸探技術規(guī)則提出可按下表估算沙土的內(nèi)摩擦角。 Ps(MPa)1.02.03.04.06.011.01530 ()2931323334363739用靜力觸探比貫入阻力ps估算沙土內(nèi)摩擦角 用靜力觸探估算粘性土的不排水抗剪強度（kPa）實用關系式適用條件來源Cu=0.071qc+1.28Qc700kPa同濟大學Cu=0.039qc+2.7Qc7）和軟土 Ps1.3鐵道部四院Es=2.14Ps+2.17粘性土（Ip7）和軟土 Ps1.3Eo=6.03Ps+2.08軟土，一般粘性土 0.085ps2.5Es=3.63ps+1.20軟土，一般粘性土 ps5交通部一航院Es=3.72ps+

8、1.26軟土，一般粘性土 0.3ps5武漢聯(lián)合試驗組Eo=9.79ps-2.63軟土，一般粘性土 0.3ps3Eo=11.77ps-4.69老粘性土 3ps6Eo=6.06ps-0.90軟土，一般粘性土 ps4用ps評定粘性土的壓縮模量Es和變形模量Eo2）砂土砂土的壓縮模量E、變形模量E0和初始切線模量Ei與靜力觸探的錐尖阻力qc和貫入阻力qs均有一定的關系。如我國鐵道部靜力觸探技術規(guī)則提出估算砂土Es的經(jīng)驗值見下表 Ps(MPa)0.50.81.01.52.03.04.05.0Es(MPa)2.6-5.03.5-5.64.1-6.05.1-7.56.0-9.09.0-11.511.5-13

9、.013.0-15.0用靜力觸探試驗的錐尖阻力qc或比貫入阻力ps估算砂土變形模量的關系式見下表： 實用關系式適用條件來源Eo=3.57ps粉、細砂鐵道部一院國內(nèi)Eo=2.5ps中、細砂遼寧煤礦設計院Eo=3.4qc+13中密密實沙土原蘇聯(lián)規(guī)范CH-448-72國外（4）評定地基土的承載力關于用靜力觸探的比貫入阻力確定地基土的承載力基本值f0的方法，我國開展了大量的研究工作，已取得了許多可靠、合理的實用成果。但是，由于我國疆域遼闊、土層復雜、差異很大，因此不能形成一個統(tǒng)一的公式來確定各地區(qū)的地基承載力。下表反映了我國部分地區(qū)一般土類的地基承載力基本值的經(jīng)驗關系。 （5）預估單樁承載力1）上海市地基基礎設計規(guī)范（DBJ081189）方法： 2）高層建筑巖土工程勘查規(guī)程（JDJ72-80）方法： 3）鐵道部靜力觸探規(guī)則方法 實用公式適用條件來源=0.075ps+42上海硬殼層同濟大學=0.070ps+37上海淤泥質(zhì)粘性土=0.075ps+38上海灰色粘性土=0.055ps+45上海粉土=0.05ps+73一般粘性土 1500ps6000建設部綜勘院=0.104ps+25.9淤泥質(zhì)土、一般粘性土、老粘土300ps6000武漢聯(lián)合實驗組=0.038ps+54.6淤泥質(zhì)土、一般粘性土 300ps3000=0.097ps+76老粘性土 3000ps6000=5.2