1、班 級 勘查1201 姓 名 學(xué) 號 指導(dǎo)老師 李傳金 2015年5月29號目錄1.靜力觸探實驗概述42.靜力觸探實驗基本原理 43.靜力觸探試驗適用范圍44.靜力觸探試驗優(yōu)缺點 45.靜力觸探的貫入設(shè)備56.靜力觸探試驗量測系統(tǒng)57.靜力觸探探頭68.記錄儀器69.靜力觸探試驗過程及要點710.注意事項711.靜力觸探資料整理812.靜力觸探成果分析與應(yīng)用913.總結(jié)1014.參考文獻(xiàn)10 靜力觸探試驗1.靜力觸探實驗概述 靜力觸探試驗(英文縮寫CPT)，是把具有一定規(guī)格的圓錐形探頭借助機(jī)械勻速壓入土中，以測定探頭阻力等參數(shù)的一種原位測試方法。它分為機(jī)械式和電測式兩種。靜力觸探試驗儀器設(shè)備主

2、要由觸探主機(jī)和反力裝置、測量與記錄顯示裝置、探頭、探桿等部分組成。 靜力觸探測試成果進(jìn)行相關(guān)計算可以得到比貫入阻力ps、錐尖阻力qc側(cè)壁摩擦力fs摩阻比FR及孔隙水壓力U。等指標(biāo)繪制qc、fs、ps、FR、U等隨著深度(縱坐標(biāo))的變化曲線，進(jìn)而劃分土層；求取各土層工程性質(zhì)指標(biāo)；確定樁基參數(shù)。是指利用壓力裝置將有觸探頭的觸探桿壓入試驗土層，通過量測系統(tǒng)測土的貫入阻力，可確定土的某些基本物理力學(xué)特性，如土的變形模量、土的容許承載力等。靜力觸探加壓方式有機(jī)械式、液壓式和人力式三種。靜力觸探在現(xiàn)場進(jìn)行試驗將靜力觸探所得比貫入阻力（Ps）與載荷試驗、土工試驗有關(guān)指標(biāo)進(jìn)行回歸分析，可以得到適用于一定地區(qū)或

3、一定土性的經(jīng)驗公式，可以通過靜力觸探所得的計算指標(biāo)確定土的天然地基承載力。靜力觸探的貫入機(jī)理與建筑物地基強(qiáng)度和變形機(jī)理存在一定差異性，故不經(jīng)常使用。2.靜力觸探實驗基本原理 用準(zhǔn)靜力（相對動力觸探而言，沒有或很少沖擊荷載）將一個內(nèi)部裝有傳感器的觸探頭以勻速壓入土中，由于地層中各種土的軟硬不同，探頭所受的阻力自然也不一樣，傳感器將這種大小不同的貫入阻力通過電信號輸入到記錄儀表中記錄下來，再通過貫入阻力與土的工程地質(zhì)特征之間的定性關(guān)系和統(tǒng)計相關(guān)關(guān)系，來實現(xiàn)取得土層剖面、提供淺基承載力、選擇樁端持力層和預(yù)估單樁承載力等工程地質(zhì)勘察目的。3.靜力觸探試驗適用范圍 主要適用于粘性土、粉性土、砂性土。就黃

4、河下游各類水利工程、工業(yè)與民用建筑工程、公路橋梁工程而言，靜力觸探適用于地面以下50m內(nèi)的各種土層，特別是對于地層情況變化較大的復(fù)雜場地及不易取得原狀土的飽和砂土和高靈敏度的軟粘土地層的勘察，更適合采用靜力觸探進(jìn)行勘察4.靜力觸探試驗優(yōu)缺點 優(yōu)點：（1）測試連續(xù)、快速，效率高，功能多，兼有勘探與測試的雙重作用；（2）采用電測技術(shù)后，易于實現(xiàn)測試過程的自動化，測試成果可由計算機(jī)自動處理，大大減輕了人的工作強(qiáng)度。 缺點：（1）貫入機(jī)理不清，無數(shù)理模型（2）對碎石類土和密實砂土難以貫入，也不能直接觀測土層。5.靜力觸探的貫入設(shè)備 靜力觸探貫入系統(tǒng)由觸探主機(jī)（貫入裝置）和反力裝置兩大部分組成。觸探主機(jī)

5、的作用是將底端裝有探頭的探桿一根一根地壓入土中。 觸探主機(jī)按其貫入方式不同，可以分為間歇貫入式和連續(xù)貫入式；按其傳動方式的不同，可分為機(jī)械式（手搖鏈條和電動齒輪式）和液壓式；按其裝配方式不同可分為車裝式、拖斗式和落地式等。6.靜力觸探試驗量測系統(tǒng)包括：探頭和記錄儀器 探頭：靜力觸探探頭為地層阻力傳感器，是靜力觸探儀的關(guān)鍵部件。探頭包括摩擦筒和錐頭兩部分。按探頭功能分：單橋靜力觸探、雙橋靜力觸探、孔壓靜力觸探 記錄儀器：國內(nèi)靜力觸探量測儀器有數(shù)字式電阻應(yīng)變儀、電子電位差自動記錄儀、微電腦數(shù)據(jù)采集儀。7.靜力觸探探頭（1）單橋探頭：是我國所特有的一種探頭類型。它是將錐頭與外套筒連在一起，因而只能測

6、量一個參數(shù)。這種探頭結(jié)構(gòu)簡單，造價低，堅固耐用。但應(yīng)指出，這種探頭功能少，其規(guī)格與國際標(biāo)準(zhǔn)也不統(tǒng)一，不便于開展國際交流，其應(yīng)用受到限制。（2）雙橋探頭：它是一種將錐頭與摩擦筒分開，可同時測錐頭阻力和側(cè)壁摩擦力兩個參數(shù)的探頭。國內(nèi)外普遍采用，用途很廣。（3）孔壓探頭：它一般是在雙用探頭基礎(chǔ)上再安裝一種可測觸探時產(chǎn)生的超孔隙水壓力裝置的探頭?？讐禾筋^最少可測三種參數(shù)，即錐尖阻力、側(cè)壁摩擦力及孔隙水壓力，功能多，用途廣，在國外已得到普遍應(yīng)用。此外，還有可測波速、孔斜、溫度及電導(dǎo)率等的多功能探頭。（探桿是將機(jī)械力傳遞給探頭以使探頭貫入的裝置。它有兩種規(guī)格，即探桿直徑與錐頭底面直徑相同(同徑)與小于錐頭

7、底面直徑兩種，每根探桿長度為1m）8.記錄儀器我國的靜力觸探幾乎全部采用電阻應(yīng)變式傳感器。因此，與其配套的記錄儀器主要有以下4種類型：電阻應(yīng)變儀；自動記錄繪圖儀；數(shù)字式測力儀；數(shù)據(jù)采集儀此外還可以利用靜探微機(jī)進(jìn)行量測記錄。靜探微機(jī)由主機(jī)、交流適配器、連接盒、深度控制器等組成?？梢园瓷疃群蜁r間間隔兩種方式進(jìn)行采樣。9.靜力觸探試驗過程及要點（1）在靜力觸探試驗工作之前，應(yīng)注意搜集場區(qū)既有的工程地質(zhì)資料，根據(jù)地質(zhì)復(fù)雜程度及區(qū)域穩(wěn)定性，結(jié)合建筑物平面布置、工程性質(zhì)等條件確定觸探孔位、深度，選擇使用的探頭類型和觸探設(shè)備。(2)率定探頭，求出地層阻力和儀表讀數(shù)之間的關(guān)系，以得到探頭率定系數(shù)，一般在室內(nèi)進(jìn)

8、行。新探頭或使用一個月后的探頭都應(yīng)及時進(jìn)行率定。(2)現(xiàn)場測試前應(yīng)先平整場地，放平壓入主機(jī)，以便使探頭與地面垂直；下好地錨，以便固定壓入主機(jī)。(4)將電纜線穿入探桿，接通電路，調(diào)整好儀器。(5)邊貫入，邊測記，貫入速率控制在12cm/s。此外，孔壓觸探還可進(jìn)行超孔隙水壓力消散試驗，即在某一土層停止觸探，記錄觸探時所產(chǎn)生的超孔隙水壓力隨時間變化(減小)情況，以求得土層固結(jié)系數(shù)等。10.注意事項觸探機(jī)就位后，應(yīng)調(diào)平機(jī)座，并使用水平尺校準(zhǔn)，使貫入壓力保持豎直方向，并使機(jī)座與反力裝置銜接、鎖定。觸探機(jī)的貫入速率應(yīng)控制在1-2cm/s，一般為2cm/s；使用手搖式觸探機(jī)時，手把轉(zhuǎn)速應(yīng)力求均勻。使用記讀式

9、儀器時，每貫入0.1m或0.2m時應(yīng)記錄一次讀數(shù)。遇下列情況時應(yīng)停止貫入：a、觸探主機(jī)負(fù)荷達(dá)到其額定荷載的120%時；b、貫入時探桿出現(xiàn)明顯彎曲；c、反力裝置失效；d、探頭負(fù)荷達(dá)到額定荷載時；e、記錄儀器顯示異常。11.靜力觸探資料整理 在對資料進(jìn)行整理前必須注意以下幾點對結(jié)果的影響：臨界深度、探頭的幾何形狀和貫入深度、孔隙水壓力、溫度的影響、關(guān)于量測的正確性、探孔的偏斜、孔壓傳感器的位置與尺寸 數(shù)據(jù)整理：1)對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查與校正，如深度和零飄校正。2)分別計算下列數(shù)據(jù)貫入阻力ps=Kpp、錐尖阻力qc=Kcc，側(cè)壁摩擦力fs=Kff，摩阻比FR=fs/qc *100% ，孔隙水壓力U=K

10、uu以上各式中： Kp、Kc、Ku、Kf分別為單橋探頭、雙橋探頭、孔壓探頭的錐頭的有關(guān)傳感器及摩擦筒的率定系數(shù)；p、c、u、f為相對應(yīng)的應(yīng)變量(微應(yīng)變)。3)分別繪制qc、fs、ps、FR、U隨著深度(縱坐標(biāo))的變化曲線。（如下圖示例）12.靜力觸探成果分析與應(yīng)用 靜力觸探成果應(yīng)用很廣，主要可歸納為以下幾方面：劃分土層；求取各土層工程性質(zhì)指標(biāo)；確定樁基參數(shù)。1）劃分土類 根據(jù)Ps， Ps大的一般為砂層， Ps 小的一般為粘土層。在劃分土類時，以qc為主，結(jié)合fs（或FR），并在同一層內(nèi)的觸探參數(shù)值基本相近為原則。不同的土有不同的FR，砂類土 FR通常小于或等于1，粘性土FR常大于2。2）確定地

11、基土的承載力 用靜力觸探確定地基承載力一般依據(jù)的是經(jīng)驗公式，是建立在靜力觸探與載荷試驗的對比關(guān)系上；確定的是地基承載力的基本值需經(jīng)過深、寬修正；地基土的成因、時代及含水量等對靜力觸探求地基承載力的經(jīng)驗公式有影響，經(jīng)驗公式有地區(qū)性3）確定沙土密實度 根據(jù)ps值大小確定沙土密實度4）確定沙土的內(nèi)摩擦角5）確定粘性土的狀態(tài)6）估算單樁承載力 靜力觸探機(jī)理和樁的作用機(jī)理類似，靜力觸探相當(dāng)于沉樁的模擬試驗。與靜力觸探相比，樁的表面粗糙，直徑大，沉樁對樁周土的擾動大，沉降速度慢。 最后應(yīng)與樁載荷測試配合使用，互相驗證。其中，雙橋靜力觸探遠(yuǎn)比單橋靜力觸探精度高，在樁基勘察中應(yīng)優(yōu)先采用。13.總結(jié) 靜力觸探試

12、驗方法較為簡便，它可以提供有關(guān)土的密度、強(qiáng)度等方面巖土設(shè)計參數(shù)，用這種方法可確定剖面沿深度的變化情況，可探明建筑物及所在場地的地基土分布特征。 但是靜力觸探也常常產(chǎn)生各種誤差、比如野外試驗的適用土層范圍之一的“含少量碎石的土”造成的誤差、靜力觸探孔傾斜造成的誤差、探頭貫入速率過大或不均勻造成的誤差、溫度漂移，歸零誤差等造成的累計誤差、觸探探頭不定期率定、探頭進(jìn)水造成的誤差、單一靜探曲線分層定名造成的誤差等。所以，在進(jìn)行靜力觸探試驗時，不能僅僅單一地依賴儀器試驗得到的結(jié)果而對場地進(jìn)行評價而應(yīng)多方面進(jìn)行考慮消除或者減小誤差。 總之，靜力觸探試驗是巖土工程勘察必要又重要的手段之一，通過施工圖審查，一定程度上保證了