《巖土工程原位測試》主要內(nèi)容

緒論

第一章載荷試驗

第二章靜力觸探試驗

第三章圓錐動力觸探試驗

第四章標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗

第五章十字板剪切試驗

第六章旁壓試驗

第七章波速測試

第八章扁鏟側(cè)脹試驗

第九章現(xiàn)場直接剪切試驗

第十章巖塊聲波測試

第十一章巖體應(yīng)力測試

主要參考資料

（1）巖土工程勘察規(guī)范(GB50021-2001)，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(GB50007-2002)，中國建筑工業(yè)出版社，2002

（3）工程巖體試驗方法標(biāo)準(zhǔn)（GB/T50266-99），中國計劃出版社，1999

（4）巖土工程原位測試，徐超，同濟大學(xué)出版社，2005

（5）地基基礎(chǔ)測試新技術(shù)，祝龍根，劉利明，機械工業(yè)出版社，1999

（6）土體原位測試機理、方法及其工程應(yīng)用，孟高頭，地質(zhì)出版社，1997

（7）巖土工程測試技術(shù)，王鍾琦，中國建筑工業(yè)出版社，1986

0.1原位測試技術(shù)

巖土工程：0緒論巖土工程勘察（可行性研究、初勘、詳勘和施工勘察）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）巖土工程施工巖土工程監(jiān)理巖土工程監(jiān)測巖土工程檢測

《巖土工程勘察規(guī)范》（GB5002l—2001）對巖土工程勘察（geotechnicalinvestigation）的定義為：“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、觸探等）、原位測試和室內(nèi)試驗等。

0緒論

原位測試（in-situtests，或fieldtest）：從廣義上講，包括原位檢測和原位試驗兩部分，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)而評價被測試對象的性能和狀態(tài)。從狹義上講，原位測試是指利用一定的試驗手段在天然狀態(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)。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，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。

0.2原位測試方法

0緒論《巖土工程勘察規(guī)范》（GB5002l-2001）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。靜力觸探、圓錐動力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗——觸探試驗十字板剪切試驗、直接剪切試驗——剪切試驗旁壓試驗、扁鏟側(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——動力參數(shù)測試0.3原位測試優(yōu)缺點項目原位測試室內(nèi)試驗試驗對象1．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；2．對難以取樣的土層仍能試驗；3．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，可用以確定分層界線；5．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，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；4．只能對有限的若干點取樣試驗，點間土樣變化是推測的；5．試驗土樣邊界條件明顯應(yīng)力條件1．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；3．排水條件不能很好控制；4．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；2．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；4．可模擬各種應(yīng)力條件進(jìn)行試驗應(yīng)變條件1．應(yīng)變場不均勻；2．應(yīng)變速率一般大于實際工程條件下的應(yīng)變速率1．試樣內(nèi)應(yīng)變場比較均勻；2．可以控制應(yīng)變速率巖土參數(shù)反映實際狀態(tài)下的基本特性反映取樣點上，在室內(nèi)控制條件下的特性試驗周期周期短，效率高周期較長，效率較低1.1概述

1.1.1載荷試驗方法載荷試驗（P1ateLoadTest，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。1載荷試驗

1.1.2載荷試驗分類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（包括豎向和水平載荷試驗）按加荷性質(zhì)劃分靜力載荷試驗和動力載荷試驗按承壓板形狀劃分平板載荷試驗和螺旋板載荷試驗按試驗深度劃分淺層載荷試驗和深層板載荷試驗本章主要講述淺層平板靜力載荷試驗及其原理、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。

1載荷試驗

1.1.3載荷試驗的適用條件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）深層平板載荷試驗適用于埋深等于或大于3.0m和地下水位以上的地基土螺旋板載荷試驗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

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的基礎(chǔ)。

1載荷試驗

1.2淺層平板板靜力載載荷試驗驗的基本本原理1載荷試驗驗1載荷試驗驗（1）直線變形形階段p-s呈線性關(guān)關(guān)系p0——比例界限限壓力（（2）剪切（（塑性））變形階階段p-s關(guān)系為曲曲線，斜斜率逐漸漸變大pu——極限壓力力

（3）破壞階階段當(dāng)當(dāng)荷載大大于極限限壓力pu，即使荷荷載維持持不變，，沉降也也會持續(xù)續(xù)發(fā)展或或急劇增增大，始始終達(dá)不不到穩(wěn)定定標(biāo)準(zhǔn)。。1載荷試驗典型的平板載載荷試驗p-s曲線載荷試驗的直直線變形階段段，可用彈性性理論分析壓壓力與變形之之間的關(guān)系。。（（1）對于各向同性彈性性半空間，由彈性理論論，剛性承壓壓板作用在彈彈性半空間表表面或近地表表時，有式式中E0—變形模量；b—承壓板直徑或或方形承壓板板邊長(m)；I0—承壓板位于半半空間表面的的影響系數(shù)（（承壓板的形形狀系數(shù)）；；對于圓形形剛性板，；；對對于方形承壓壓板，I0=0.886；I1—承壓板埋深z時的修正系數(shù)數(shù)；當(dāng)z<b時，；；當(dāng)當(dāng)z>b時，；；K—p-s關(guān)系曲線直線線段的斜率（（kN/m3）；μ—土的泊松比。。1載荷試驗（2）對于非均質(zhì)各向異異性彈性半空空間，情況比較復(fù)復(fù)雜。

當(dāng)?shù)氐鼗磷冃文ＤＡ侩S深度的的變化規(guī)律為為：式式中中E0z——承壓板放置深深度（（b為承壓板直徑徑）的變形模模量；K1、K2——承壓板直徑分分別為b1、b2時載荷試驗p-s關(guān)系曲線直線線段的斜率。。1載荷試驗1.3淺層平板靜力力載荷試驗的的儀器設(shè)備1載荷試驗承壓板承壓板是模擬擬建筑物的基基礎(chǔ)，將施加加的荷載通過過承壓板傳遞遞給地基土，，其剛度和尺尺寸應(yīng)與建筑筑物基礎(chǔ)接近近。承壓板的剛度要求容易達(dá)到到，可采用加加肋的厚鋼板板、鑄鐵板、、混凝土板或或鋼筋混凝土土板，常用的的是加肋鋼板板。無論選用用什么樣材質(zhì)質(zhì)的承壓板，，都要求承壓壓板具有足夠夠的剛度、板板底平整光滑滑、板的尺寸寸中心和傳力力重心一致、、搬運和安裝裝方便，在使使用過程中不不易變形。承壓板的形狀有圓形和方形形的兩種，也也有根據(jù)試驗驗的具體要求求采用矩形承承壓板。承壓板的尺寸要與實際基礎(chǔ)礎(chǔ)接近則難于于達(dá)到，因為為承壓板的面面積太大，對對設(shè)備的質(zhì)量量要求也越高高；而承壓板板面積過小，，則影響地基基土的沉降量量和極限荷載載值。一般來來說，地基土土的極限荷載載會因承壓板板的寬度或直直徑b過小而降低（（s增大），但b值過大極限荷荷載增加也不不明顯，因此此，在確定承壓板板尺寸時，既既不能過小，，也不必太大大。由于承壓板的的尺寸大小對對評定地基土土承載力有一一定的影響。。為統(tǒng)一試驗驗條件，使試試驗結(jié)果具有有可比性。我我國的大部分分勘察規(guī)范規(guī)規(guī)定承壓板面積以以0.25-0.50㎡㎡為主，另外還還有0.1和1.0㎡。1載荷試驗選擇承壓板尺尺寸時，可根據(jù)地基基土質(zhì)情況，，強度低變形形大的土層宜宜采用大尺寸寸的承壓板，，強度高變形形小的土層則則采用小尺寸寸的承壓板。。一般情況下下，可參照下下面的經(jīng)驗值值選取：（1）對于軟土、、新近沉積土土和人工填土土，或用載荷荷試驗確定黃黃土濕陷性時時，承壓板尺尺寸不應(yīng)小于于0.50㎡㎡；（2）對于一般粘粘性土地基，，常用0.25-0.5㎡的承壓板；（3）對于碎石類類土，承壓板板直徑（或?qū)拰挾龋?yīng)為最最大碎石直徑徑的10～20倍；（4）對于巖石類類土或均質(zhì)密密實土，如老老粘土或密實實砂土，以0.10㎡㎡為宜.1載荷試驗加荷系統(tǒng)加荷系統(tǒng)是指指通過承壓板板對地基土施施加額定荷載載的裝置。常見有四種類類型：重物加荷裝置置油壓千斤頂加加荷裝置重物、機械、、液壓放大加加荷裝置電控穩(wěn)壓式加加荷裝置1載荷試驗常見的載荷試試驗反力與加加載布置方式式1—承壓板；2—千斤頂；3—木跥；4—鋼梁；5—鋼錠；6—百分表；7—地錨；8—桁架；9—立柱；10—分力帽；11—拉桿；12—載荷臺；13—混凝土；14—測點（a～d為千斤頂加載載方式，e和f為重物加載方方式）反力系統(tǒng)除重物加荷裝裝置外，其它它加荷裝置均均需反力系統(tǒng)統(tǒng)配套。載荷荷試驗的反力力可由重物、、地錨或地錨錨與重物聯(lián)合合提供。然后后再與梁架組組合成穩(wěn)定的的反力系統(tǒng)。。當(dāng)在巖體內(nèi)內(nèi)（如探坑或或探槽）進(jìn)行行載荷試驗時時，可以利用用圍巖提供所所需要的反力力。錨固式反力系系統(tǒng)中，地錨錨個數(shù)應(yīng)確保保有足夠的抗抗拔力，以免免試驗中間被被拔起。反力力梁亦應(yīng)有足足夠的剛度。。1載荷試驗堅硬巖土體內(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)測量地基土沉降和和承壓板周圍地面面變形的量測系統(tǒng)統(tǒng)由觀測支架和測量儀儀表兩部分組成。觀測支架用來固定量測儀表表，由支撐柱、基基準(zhǔn)梁及其它附件件等組成；測量儀表有百分表、位移計計、位移傳感器等等。1載荷試驗試坑的尺寸及要求求試坑寬度或直徑不不應(yīng)小于承壓板寬寬度或直徑的3倍。試坑底部的巖巖土應(yīng)避免擾動，，保持其原狀結(jié)構(gòu)構(gòu)和天然含水量，，在承壓板下鋪設(shè)設(shè)不超過20mm的砂墊層找平，并并盡快安裝設(shè)備。。承壓板的尺寸載荷試驗宜采用圓圓形剛性承壓板，，根據(jù)土的軟硬或或巖體裂隙密度選選用合適的尺寸。。對于強夯處理后后的場地的地基強強度測定，有時要要求承壓板的面積積應(yīng)大于1.0m×1.0m。巖石載荷試驗承承壓板的面積不宜宜小于0.07㎡。1載荷試驗1.4淺層平板靜力載荷荷試驗的試驗技術(shù)術(shù)要求位移量測系統(tǒng)的安安裝1載荷試驗基準(zhǔn)梁的支撐柱或或其他類型的支點點應(yīng)離承壓板和地地錨一定的距離，，以避免再試驗過過程中地表變形對對基準(zhǔn)梁的影響。。支撐柱與承壓板板中心的距離應(yīng)大大于1.5d（d為邊長或直徑），，與地錨的距離應(yīng)應(yīng)不小于0.8m。基準(zhǔn)梁架設(shè)在支撐撐柱上時，不應(yīng)兩兩端固定，以避免免由于基準(zhǔn)梁桿熱熱脹冷縮引起沉降降觀測的誤差。沉沉降測量元件應(yīng)對對稱地布置在承壓壓板上，百分表或或位移傳感器的測測頭應(yīng)垂直于承壓壓板設(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)樁主梁錨樁主梁1載荷試驗加載方式一般采用分級維持持荷載沉降相對穩(wěn)穩(wěn)定法（通常稱為為慢速法）；有地區(qū)經(jīng)驗時時，也可采用分級級加荷沉降非穩(wěn)定定法（通常稱為快速法）或等沉降速率法。加荷等級宜取10～12級，并不應(yīng)小于8級。最大加載量不不應(yīng)小于地基土承承載力設(shè)計值的2倍，荷載的量測精精度應(yīng)控制在最大大加載量的±1％以內(nèi)。第一級荷載（包括設(shè)備自重））宜接近挖除土柱柱的自重，其相應(yīng)應(yīng)沉降不計。對軟軟土地基每級荷載載增量10-25kPa；對一般粘性土和和中密砂土地基25-50kPa；對堅硬粘性土、、密實砂土和碎石石土50-100kPa。1載荷試驗加載方式及加荷等等級慢速法：對于土體，每級荷載施加后后，間隔5min、5min、10min、10min、15min、15min測讀一次沉降，以以后間隔30min測讀一次沉降，當(dāng)當(dāng)連續(xù)2h、且每小時沉降量量不大于0.1mm時，可認(rèn)為沉降已已達(dá)到相對穩(wěn)定標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，施加下一級級荷載；對于巖體，間隔lmin、2min、2min、5min測讀一次沉降，以以后每隔10min測讀一次，當(dāng)連續(xù)續(xù)三次讀數(shù)之差小小于或等于0.01mm時，認(rèn)為沉降已達(dá)達(dá)到相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)，可施加下一級級荷載。快速法：每加一級荷載按間間隔15min觀測一次沉降。每每級荷載維持2h，即可施加下一級級荷載。最后一級級荷載可觀測至沉沉降達(dá)到上述沉降降相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)或或仍維持2h。等沉降速率法：控制承壓板以一定定的沉降速率沉降降，測讀與沉降相相應(yīng)的所施加的荷荷載，直至試驗達(dá)達(dá)到破壞階段。1載荷試驗沉降觀測和穩(wěn)定標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)載荷試驗一般應(yīng)盡盡可能加荷到試驗驗土層破壞，然后后終止試驗。當(dāng)出出現(xiàn)下列情況之一一時，認(rèn)為地基已已達(dá)到破壞階段，，可終止試驗：（1）承壓板周邊的土土體出現(xiàn)明顯側(cè)向向擠出，周邊巖土土出現(xiàn)明顯隆起或或徑向裂縫持續(xù)發(fā)發(fā)展；（2）本級荷載的沉降降量急劇增大（大大于前級荷載沉降降量的5倍），p-s曲線出現(xiàn)陡降段；；（3）在某級荷載下24h沉降速率不能達(dá)到到相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)；；（4）總沉降量與承壓壓板直徑（或?qū)挾榷龋┲瘸^0.06。1載荷試驗試驗終止條件原始資料整理載荷試驗原始資料料包括沉降觀測、、荷載等級和其他他與載荷試驗相關(guān)關(guān)的信息，如承壓壓板形狀、尺寸、、載荷點的試驗深深度、試驗深度處處的土性特征，以以及沉降觀測百分分表或傳感器在承承壓板上的位置等等（一般以圖示的的方式標(biāo)注在記錄錄表上）。在試驗過程中，應(yīng)應(yīng)對原始記錄數(shù)據(jù)據(jù)及時檢查，試驗驗結(jié)束后再進(jìn)行全全面檢查整理。1載荷試驗1.5淺層平板靜力載荷荷試驗的試驗資料料整理慢速法的試驗資料料整理繪制p-s曲線p-s曲線的修正繪制s-lgt曲線和1gp-lgs曲線確定比例界限壓力力（p0）確定極限界限壓力力（pu）1載荷試驗（1）圖解法適用于開始的一些些觀測點（p，s）基本在一條直線線上。將p-s曲線上的各點同時時沿s（沉降）坐標(biāo)平移移s0，使p-s曲線的直線段通過過原點。1載荷試驗（2）最小二乘法對于已知p-s曲線開始一段近似似為一直線（即p-s曲線具有直線段和和拐點），用最小小二乘法求出最佳佳回歸直線的方程程式。假設(shè)p-s曲線的直線段可以以用下式來表示：：s’——修正后的沉降數(shù)據(jù)據(jù)。1載荷試驗對于圓滑型或不規(guī)規(guī)則型的p-s曲線（即不具有明明顯的直線段和拐拐點），可假設(shè)其其為拋物線或高階階多項式表示的曲曲線，通過曲線擬擬合求得常數(shù)項，，即so，然后按對對原始數(shù)據(jù)據(jù)進(jìn)行修正。慢速法的試驗資料料整理繪制p-s曲線p-s曲線的修正繪制s-lgt曲線和1gp-lgs曲線確定比例界限壓力力（p0）確定極限界限壓力力（pu）1載荷試驗比例界限壓力可可用p-s曲線或1gp-lgs曲線（直線段不不明顯時）中的的第一個拐點確確定。1載荷試驗慢速法的試驗資資料整理繪制p-s曲線p-s曲線的修正繪制s-lgt曲線繪制1gp-lgs曲線確定比例界限壓壓力（p0）確定極限界限壓壓力（pu）1載荷試驗確定極限界限壓壓力的方法有：（1）當(dāng)試驗荷載加加荷至破壞荷載載時，取破壞荷荷載的前一級荷荷載為極限界限限壓力；（2）用p-s、1gp-lgs、p-△s/△p等曲線的第二個個拐點；（3）當(dāng)試驗荷載未未加荷至破壞荷荷載時，可用外插作圖法確定。1載荷試驗1載荷試驗快速法的資料整整理（1）假設(shè)s與ln(t+1)為直線關(guān)系，即即sn=αn+βnln(tn+1)式中sn－－第n級荷載下外推的的穩(wěn)定沉降量（（mm）；tn－－第n級荷載下外推的的穩(wěn)定沉降時間間（h）；αn、βn－－分別為第n級荷載下s－ln(t+1)直線的截距與斜斜率。根據(jù)第n級荷載下2h內(nèi)的s-t觀測值，按下式式計算αn、βn值：式中si－－第n級荷載下第i次沉降觀測值中中扣除了s0后的沉降量（mm）；ti－－第n級荷載下第i次沉降觀測值中中扣除了s0后的沉降觀測時時間（h）。1載荷試驗（2）由下式計算沉沉降速率達(dá)到相相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)的的時間tw及沉降量sw，當(dāng)tw不是30min的倍數(shù)時，可將將其增大為30min的倍數(shù)。sw=αn+βnln(ti+1)利用上式進(jìn)行計計算時，相對穩(wěn)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)為每小小時沉降量s小于0.1mm。（3）為了使快速法法的成果與常規(guī)規(guī)法取得一致，，必須從施加第第二級荷載開始始，從沉降觀測測值中扣除其以以前各級沉降未未穩(wěn)定而產(chǎn)生的的殘余沉降的影影響。殘余沉降降量的計算公式式為：式中－－－第n級荷載下第i次沉降觀測值中中應(yīng)扣除的殘余余沉降量（mm）；m－－第n級荷載前的荷載載級數(shù)（m=1,2,……,n-1）;Δt－－沉降觀測的的時間間隔（min）；N－－每級荷載下下的沉降觀測次次數(shù)；n－－荷載級數(shù)。。（4）第n級荷載下第i次沉降觀測值扣扣除后后為沉降修正正值sni：sni＝－－1載荷試驗1.6淺層平板靜力載載荷試驗的試驗驗成果應(yīng)用確定地基土的承承載力（1）比例界限壓力力法（2）極限壓力法當(dāng)pu小于對應(yīng)的p0荷載值的2倍時，取pu的一半作為fk。（3）相對沉降法，fk不應(yīng)大于最大加加載量的一半。。確定地基土的承承載力時，同一一土層參加統(tǒng)計計的試驗點數(shù)不不應(yīng)小于3個，當(dāng)各試驗點點實測的承載力力的極差（即最最大值與最小值值之差）小于平平均值的30％時，取其平均均值作為該土層層的承載力特征征值。1載荷試驗fk=p0fk=pu/K（K一般取2）fk=p0.01～0.015fk=p0或fk=pu/K或fk=p0.01～0.015確定地基土的變變形模量I0——剛性承壓板的形形狀系數(shù)；對于于圓形剛性板，，I0=0.785；對于方形承壓板板，I0=0.886；μ——土的泊松比(碎石土取0.27,砂土0.30,粉土0.35,粉質(zhì)粘土0.38,粘土0.42)。預(yù)估地基的最終終沉降量sj砂土地基：粘粘性性土地基：式中s——與建筑物基底壓壓力對應(yīng)的承壓壓板沉降量；B——基礎(chǔ)短邊寬度；；b——承壓板直徑或?qū)拰挾取?載荷試驗估算地基土的不不排水抗剪強度度cu式中pu——極限壓力（kPa）；γ——地基土的重度（（kN/m3）；h——試驗深度（m）。Nc——計算系數(shù)，對方方形、圓形承壓壓板，無超載時時，Nc=6.15；承壓板埋深大大于或等于4倍承壓板直徑或或?qū)挾葧r，Nc=9.25；其他值用內(nèi)插插法。另外，載荷試驗驗可以檢驗地基基處理效果，判判斷黃土濕陷性性和濕陷起始壓壓力等。1載荷試驗1.7螺旋板載荷試驗驗簡介將一螺旋形承壓壓板旋入地下試試驗深度，通過過傳力桿對螺旋旋板施加荷載，，觀測螺旋板的的沉降，以獲得得荷載—沉降—時間關(guān)系，然后后根據(jù)理論公式式或經(jīng)驗關(guān)系式式獲得地基土參參數(shù)的一種現(xiàn)場場測試技術(shù)。通通過螺旋板試驗驗可以確定地基基土的承載力、、變形模量、基基床系數(shù)和固結(jié)結(jié)系數(shù)等參數(shù)。。1載荷試驗YDL型螺旋板載荷試驗裝置1—橫梁；2—千斤頂；3—百分表及表座；4—基準(zhǔn)梁；5—立柱；6—傳力桿；7—力傳感器；8—螺旋板；9—地錨

2.1概述靜力觸探試驗—StaticConePenetrationTest(簡稱CPT)是通過一系列探探桿用準(zhǔn)靜力將將一個內(nèi)部裝有有傳感器的觸探探頭勻速壓入到到土中，同時測測記貫入過程中中探頭所受到的的阻力，根據(jù)測測得的貫入阻力力大小來間接判判定土的物理力力學(xué)性質(zhì)的現(xiàn)場場試驗方法。1932年由荷蘭人發(fā)明明，又稱為荷蘭蘭錐（DutchCone）試驗。既是一種原位測測試方法，又是是一種勘探手段段。2靜力觸探試驗適用土層：適應(yīng)于軟土、一一般粘性土、粉粉土、砂類土和和含有少量碎石石的土層。優(yōu)點：具有快速、準(zhǔn)確確、省時、省力力、清潔、經(jīng)濟濟等優(yōu)點，而且且可連續(xù)獲得地地層的強度和其其他方面的信息息，不受取樣擾擾動等人為因素素的影響。這對對于地層變化較較大的復(fù)雜場地地以及不易取得得原狀土樣的飽飽和砂土、砂質(zhì)質(zhì)粉土和高靈敏敏性軟土地層的的勘察，具有獨獨特的優(yōu)越性。。缺點：不能直接識別土土層，對碎石類類土和密實的砂砂層難以貫入，，有時需鉆探與與其配合才能完完成工程地質(zhì)勘勘察任務(wù)。2靜力觸探試驗2.2儀器設(shè)備2靜力觸探試驗貫入裝置探頭量測儀表貫入裝置液壓式靜力觸探探機（總貫入力力10－20t）手搖鏈條式靜力力觸探機（總總貫入力2－3t）電動機械式靜力力觸探機（最大大4～5t，個別達(dá)10t）2靜力觸探試驗WSY-15液壓式靜力觸探探機2.2儀器設(shè)備2靜力觸探試驗貫入裝置探頭量測儀表探頭（地層阻力傳感感器）單橋探頭（ps）雙橋探頭（qc，fs）多用探頭（孔壓、波速、、旁壓觸探頭，，還有能測溫、、測斜、測地磁磁、土壤電阻或或pH值等的探頭）2靜力觸探試驗2靜力觸探試驗頂柱密封圈應(yīng)變片空心柱電纜橡皮管密封圈外套筒探頭管單橋探頭結(jié)構(gòu)示示意圖雙橋探頭結(jié)構(gòu)示示意圖1-錐尖；2-O型密封圈；3-電阻絲片；4-變形柱；5-摩擦筒；6-密封圈；7-加強筒；8-墊圈；9-密封圈；10-接頭；11-支座；12-頂柱；13-膠墊；14-螺母2.2儀器設(shè)備2靜力觸探試驗貫入裝置探頭量測儀表量測儀表電阻應(yīng)變儀（數(shù)數(shù)字式）自動記錄儀（電電子電位差）數(shù)據(jù)采集儀（微微電腦）2靜力觸探試驗微電腦無繩靜力觸探試試驗系統(tǒng)（GeoMil公司）無繩的靜力觸探探探頭和記錄系系統(tǒng)，包括靜力力觸探探頭、麥麥克風(fēng)、深度記記錄裝置、計算算機接口箱、筆筆記本電腦和打打印機。2靜力觸探試驗探頭數(shù)據(jù)探桿麥克風(fēng)中控箱（聲波信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號）電腦聲波利用無線電波將將數(shù)據(jù)從探頭傳傳送到地面無線電波從鉆桿桿中的孔洞傳播播數(shù)據(jù)容量大約是是基于無電纜聲聲波傳輸?shù)?000倍還可以完成無電電纜的試驗或或者傳輸安裝在在探頭上的攝像像頭所拍攝的圖圖片2.3靜力觸探試驗原原理探頭的工作原理理主要采用電阻應(yīng)應(yīng)變式測試技術(shù)術(shù)，應(yīng)用虎克定定律、電阻定律律和電橋原理。。其工作原理是地地層阻力變化→→空心柱變形→→電阻應(yīng)變片變變形、電阻阻值值變化→電壓變變化→量測儀表表放大、顯示、、儲存。2靜力觸探試驗2.3靜力觸探試驗原原理試驗的貫入機理理對于qc和fs，都存在“臨界界深度”的問題題。土的密實度愈大大、探頭直徑愈愈大，“臨界深深度”也愈大，，一般fs的臨界深度比qc的要小。破壞機理與探頭頭的幾何形狀、、土類和貫入深深度有關(guān)。當(dāng)探頭上端等徑徑（標(biāo)準(zhǔn)探頭））時，在松砂中中貫入為刺入破破壞，探頭阻力力取決于土的壓壓縮性；而在一一般土和較密實實的砂土中，小小于“臨界深度度”時，以剪切切破壞為主，達(dá)達(dá)到“臨界深度度”以后，由于于土的側(cè)向約束束應(yīng)力增大，土土中一般不會出出現(xiàn)整體剪切破破壞，探頭下的的土體強烈壓縮縮，有時甚至發(fā)發(fā)生土粒壓碎，，并發(fā)生局部剪剪切。圓錐探頭在貫入入時，在土周圍圍及底部土中會會形成一定的擾擾動區(qū)。在軟粘土中土體體的擾動使強度度降低；在松砂砂中土體的擾動動使土被擠壓密密實，強度反而而提高；在密實實砂中砂粒甚至至被壓碎。2靜力觸探試驗靜力觸探試驗的的貫入機理是個個很復(fù)雜的問題題，且影響因素素較多。目前土力學(xué)還不不能完善地從理理論上解析圓錐錐探頭與周圍土土體間的接觸應(yīng)應(yīng)力分布及相應(yīng)應(yīng)的土體變形問問題。已有的近近似理論分析分分為承載力理論論分析、孔穴擴擴張理論分析、、基于變形控制制的球穴擴張理理論和應(yīng)變路徑徑法等。承載力理論分析析大多借助于單單樁承載力的半半經(jīng)驗分析，這這一理論把貫入入阻力視為探頭頭以下的土體受受圓錐頭的貫入入產(chǎn)生整體剪切破壞，因此，承載力力理論分析適用用于臨界深度以以上的貫入情形形。孔穴擴張理論分分析的基本假設(shè)設(shè)為：探頭在均均質(zhì)各向同性無無限土體中的貫貫入機理與圓球球及圓柱體孔穴穴擴張問題相似似，并將土看作作可壓縮的塑性性體，球穴擴張張可作為第一近近似解。因此，，孔穴擴張理論論分析適用于壓壓縮性土層。迄今還沒有一種種理論能圓滿地地解釋靜力觸探探的貫入機理。。在實際工程中中，常用一些經(jīng)經(jīng)驗關(guān)系把貫入入阻力與土的物物理力學(xué)性質(zhì)聯(lián)聯(lián)系起來，建立立經(jīng)驗公式；或或根據(jù)對貫入機機理的認(rèn)識做定定性的分析，在在此基礎(chǔ)上建立立半經(jīng)驗半理論論公式。2靜力觸探試驗2.4試驗技術(shù)要求①圓錐探頭錐底底截面積應(yīng)采用用10cm2或15cm2，單橋探頭側(cè)壁壁高度應(yīng)分別采采用57mm或70mm，雙橋探頭側(cè)壁壁面積應(yīng)采用150～300cm2，錐尖錐角應(yīng)為為60°；②探頭應(yīng)應(yīng)勻速垂垂直壓入入土中，，貫入速速率為1.2m/min；③探頭測測力傳感感器應(yīng)連連同儀器器、電纜纜定期標(biāo)標(biāo)定，探探頭標(biāo)定定測力傳傳感器的的非線性性誤差、、重復(fù)性性誤差、、滯后誤誤差、溫溫度漂移移、歸零零誤差均均應(yīng)小于于1％FS，現(xiàn)場試試驗歸零零誤差應(yīng)應(yīng)小于3％，絕緣緣電阻不不小于500MΩ；④深度記記錄的誤誤差不應(yīng)應(yīng)大于觸觸探深度度的±1％；⑤當(dāng)貫入入深度達(dá)達(dá)到30m，或穿過過厚層軟軟土后再再貫入硬硬土層時時，應(yīng)采采取措施施防止孔孔斜或斷斷桿，也也可配置置孔斜探探頭，量量測觸探探孔的偏偏斜角，，校正土土層界線線的深度度。2靜力觸探探試驗2.5試驗資料料整理2.5.1原始資料料的整理理電阻應(yīng)變變儀的原原始資料料整理（1）初讀數(shù)數(shù)修正應(yīng)變量（（ε）=應(yīng)變儀讀讀數(shù)（εˊ）－應(yīng)應(yīng)變儀初初讀數(shù)（（ε0）ε0的變化主主要有溫溫度變化化引起，，每隔一一定深度度測記一一次ε0。（2）貫入阻阻力的計計算ps=kp·εpqc=kq·εqfs=kf·εfkp、kq、kf—分別為ps、qc、fs傳感器的的標(biāo)定系系數(shù)；εp、εq、εf—分別為ps、qc、fs傳感器的的應(yīng)變量量或輸出出電壓。。（3）摩阻比比的計算算摩阻比Rf是同深度度的fs與qc之比，以以百分?jǐn)?shù)數(shù)表示：：2靜力觸探探試驗自動記錄錄儀的原原始資料料整理（1）貫入深深度修正正當(dāng)角機輪輪與觸探探桿靠得得不緊，，輪上、、探桿上上有泥土土或角機機輪磨損損等原因因，造成成記錄深深度（貫貫入長度度）與實實際深度度有出入入時，應(yīng)應(yīng)將深度度誤差沿沿深度進(jìn)進(jìn)行線性性修正。。（2）零漂修修正當(dāng)零漂變變化不大大時，按按歸零檢檢查的深深度間隔隔按線性性內(nèi)插法法對測試試值加以以修正。。（3）曲線形形狀修正正對于非連連續(xù)貫入入觸探儀儀，往往往發(fā)現(xiàn)每每一行程程結(jié)束和和新的行行程開始始時（貫貫入間歇歇），曲曲線形狀狀出現(xiàn)臺臺階狀或或喇叭口口狀。修修正時，，一般以以貫入間間歇之前前的曲線線位置為為準(zhǔn)，順順應(yīng)曲線線變化趨趨勢，將將曲線圓圓滑地連連接起來來。2靜力觸探探試驗2.5.2繪制與分分層繪制靜力力觸探曲曲線（ps-h、qc-h、fs-h、Rf-h），然后后結(jié)合勘勘探資料料或地區(qū)區(qū)資料，，對地基基土層進(jìn)進(jìn)行分層層和連線線。繪制曲線線：h方向比例例尺為1：100或1：200；ps或qc用1cm代表0.5、1、2Mpa；fs用1cm代表5、10、20kpa；Rf用1cm代表1%或2%。分層方法法：用靜力觸觸探試驗驗分層是是一種力力學(xué)分層層方法，，分層應(yīng)應(yīng)先考慮慮靜探曲曲線形態(tài)態(tài)的變化化趨勢，，以qc為主，，結(jié)合合Rf和地區(qū)區(qū)經(jīng)驗驗進(jìn)行行分層層。分層界界線：：觸探頭頭從一一土層層進(jìn)入入另一一土層層時，，曲線線會出出現(xiàn)一一過渡渡段，，即存存在““超前前”和和“滯滯后””問題題。如如過渡渡段的的土層層厚度度不大大（10-30cm），分分層界界線可可選在在過渡渡段的的中點點；如如過渡渡段土土層較較厚，，由軟軟變硬硬時將將界線線放在在過渡渡段的的中下下方，，由硬硬變軟軟時則則將界界線放放在中中上方方，或或?qū)⑦^過渡段段單獨獨分層層。計算單單孔分分層貫貫入指指標(biāo)：：對一般般地層層，單單孔分分層平平均貫貫入阻阻力可可用算術(shù)平平均法法或面面積法法計算。。計算算時，，變層層附近近過渡渡段及及較薄薄的貫貫入阻阻力峰峰谷值值等不不予考考慮。。2靜力觸觸探試試驗2.5.3確定場場地觸觸探指指標(biāo)場地勘勘察時時，應(yīng)應(yīng)給出出場地地每一土土層的觸探探指標(biāo)標(biāo)，并并以此此進(jìn)行行地基基評價價。場場地觸觸探指指標(biāo)的的選擇擇要考考慮勘勘察階階段、、場地地復(fù)雜雜程度度、工工程重重要性性和指指標(biāo)分分散程程度等等。在祥勘勘階段段，對對土質(zhì)質(zhì)比較較均勻勻，指指標(biāo)分分散性性較小小或一一般建建筑物物，可可用加加權(quán)平平均值值作為為場地地觸探探指標(biāo)標(biāo)。如如統(tǒng)計計比貫貫入阻阻力，，則－－場場地分分層土土的平平均比比貫入入阻力力；n－－參參與統(tǒng)統(tǒng)計的的靜探探孔數(shù)數(shù)；j－－場場地土土的分分層號號；psij－－第第i孔第j層土的的比貫貫入阻阻力；；hij－－第第i孔第j層土的的厚度度。在祥勘勘階段段，對對土質(zhì)質(zhì)不均均勻，，指標(biāo)標(biāo)分散散性較較大或或重要要建筑筑物，，一般般采用用最小小平均均值作作為場場地觸觸探指指標(biāo)：：－－場場地分分層土土的比比貫入入阻力力最小小平均均值；；psmin－－場場地參參與統(tǒng)統(tǒng)計靜靜探孔孔中最最小的的分層層貫入入阻力力。2靜力觸觸探試試驗2.6影響因因素貫入速速率一般情情況下下，貫貫入阻阻力隨隨貫入入速率率的增增加而而增大大，但但在一一定速速率范范圍之之內(nèi)這這種影影響較較小，，標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)貫入入速率率為1.2m/min，允許許變化化范圍圍在±25%之內(nèi)。。探頭結(jié)結(jié)構(gòu)型型式與與尺寸寸主要是是單、、雙橋橋探頭頭的結(jié)結(jié)構(gòu)及及雙橋橋探頭頭的幾幾何形形狀和和尺寸寸不同同，影影響貫貫入阻阻力值值。對對于雙雙橋探探頭，，側(cè)壁壁摩擦擦筒長長度增增大，，qc增大，，fs減小；；摩擦擦筒與與探桿桿外徑徑小于于探頭頭底面面直徑徑時，，測得得的qc偏小。。隨著探探頭底底面積積的增增加，，貫入入阻力力減小小，但但引起起的尺尺寸效效應(yīng)不不是很很大。。臨界深深度開始貫貫入時時，qc和fs隨深度度增加加而增增加，，到一一定深深度后后，qc和fs均達(dá)到到極限限值，，不再再增加加或增增加不不明顯顯，該該深度度即為為臨界深深度。臨界界深度度隨土土的密密實度度和探探頭直直徑的的增大大而增增大。。一般般情況況下，，fs的臨界界深度度比qc的要小小。2靜力觸觸探試試驗孔隙水水壓力力飽和土土體中中，探探頭在在貫入入時會會引起起土體體中孔孔隙水水壓力力的變變化，，超孔孔壓的的產(chǎn)生生對土土強度度和靜靜探試試驗指指標(biāo)是是有影影響的的，其其影響響程度度因土土的排排水條條件和和貫入入速率率而異異。一一般認(rèn)認(rèn)為，，貫入入速率率20mm/s還不是是完全全不排排水條條件；；5mm/s的貫入入速率率相當(dāng)當(dāng)于排排水條條件；；50mm/s的貫入入速率率相當(dāng)當(dāng)于不不排水水條件件。溫度的的影響響靜力觸觸探所所用的的傳感感器多多屬電電阻應(yīng)應(yīng)變式式的，，溫度度的變變化會會產(chǎn)生生電阻阻值的的變化化，進(jìn)進(jìn)而產(chǎn)產(chǎn)生零零位漂漂移。。產(chǎn)生生溫度度變化化的原原因有有：（（1）標(biāo)定時的的溫度與地地溫的差異異；（2）量測時應(yīng)應(yīng)變片通電電時間過長長，會產(chǎn)生生電阻熱；；（3）貫入過程程中與土（（特別是砂砂）摩擦產(chǎn)產(chǎn)生的熱；；（4）傳感器反反復(fù)變形產(chǎn)產(chǎn)生的應(yīng)力力熱。探孔（探頭頭）的偏斜斜探孔或探頭頭的偏斜會會對試驗結(jié)結(jié)果造成兩兩方面的影影響：一是是貫入