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1、主要介绍常用原位测试基本原理及成果的应用,:,载荷试验,(CPT),、静力触探试验,(DPT),、,圆锥动力触探,(DPT),、标准贯入试验,(SPT),、十字板剪切试验,(VST),、,扁铲侧胀试验,、旁压试验、波速测试、现场剪切试验,、岩,体原位应力测试、激振法测试。,概述,岩土工程,勘察试验类型：,室内试验,原位测试,岩土工程,勘察试验目的：,取得土和岩石的物理力学性质指标及地,下水等性质指标，以供土木工程师设计,时采用。,现场原位测试,就是在岩土层原来所处的位置基本保持的天然结,构、天然含水量以及天然应力状态下，测定岩土的工程力学性质指,标。,优点：,可以测定难以取得不扰动样的有关工程
2、力学性,质；可避免取样过程中应力释放的影响；影响,范围大，代表性强。可以节省勘察时间。,缺点：,各种原位测试有其适用,条件；有些理论往往建,立在统计经验的关系上,等。,静力载荷试验,(CPT),；,静力触探试验,(DPT),；,标准贯入试验,(SPT),；,十字板剪切试验,(VST),；,波速测试；,现场渗透试验等,。,常用原位,测试方法：,10.1.1,原位测试方法应根据岩土条件、设计,对参数的要求、地区经验和测试方法的适用性,等因素选用。,7.1,静力载荷试验,(CPT),静力载荷试验分为平板载荷试验、,螺旋板载荷试验、深层平板载荷试,验等。,试验目的：,确定地基土承载力及土的变形模,量。
3、估算土的不排水抗剪强度，,确定土的基床反力系数。,适用条件：,各种土，各种复合地基，各,种基础工程,(,主要是桩基础,单桩，群桩,).,7.1.1,根据实测结果绘制荷载与沉,降,(p-s),关系曲线，通过分析试验,曲线即可确定地基承载力、地基土,的变形模量、估算地基土的不排水,抗剪强度、估算地地基土基床反力,系数。,7.1.4,试验资料处理及成果应用,1,、确定地基土的承载力,由载荷试验,P,S,曲线确定地基土承载力，可,按,P,S,曲线的线型可分别采用拐点法、相对沉,降法和极限荷载法,等。,(1),拐点法,(,强度控制法）,取第一拐点,P0(,比例界限点,),所,对应的荷载为地基土的容许承,
4、载力值。,当,P,S,曲线上拐点不太明显时,怎么处理？,在,P,S,曲线上取,S,b,一定比值所对应的荷载为地基土的容,许承载力：,若承压板面积为,0.25-0.50m,2,1),对一般粘性土、粉土等中、高压缩性土宜采用,S,b=0.02,对应的压力为容许承载力；,2,）对砂土等低压缩性土宜采用,S,b=0.01-0.015,对应的,压力为地基土的容许承载力。,(2),相对沉降法,1,）比例界限,P0,与极限荷载,Pu,接近时，将,Pu,除以安全,系数,Fs(Fs=2-3),作为地基土的容许承载力；,2,）当比例界限,P0,与极限荷载,Pu,相差较远时，可按下,式确定地基土承载力基本值,：,(
5、3),极限荷载法,不同埋深的载荷试验，计算地基土变形模量的方法不同,（圆和方承压板）：,(1),浅层平板载荷试验，地基土变形模量,Eo,可按下式计,算：,2,、确定地基土的变形模量,E,。,s,bp,E,s,p,b,E,),1,(,4,),1,(,2,0,2,0,?,?,?,?,?,?,?,?,b,承压板的直径或宽度,(2),深,层平板载荷试验，变形模量,Eo,可按下式计算：,与试验深度和土类别有关的系数,用快速法载荷试验得到的极限荷载,Pu,估算饱和粘性土的,不排水抗剪强度Cu(0=0)可用下式计算：,3,、估算地基土的不排水抗剪强度,Cu,4,、确定地基土基床反力系数,Ks,基床反力系数：
6、弹性半空间地基上某点所受的法,向压力与相应位移的比值。类似于虎克定理里的,K,，,地基刚度。,7.2,静力触探试验,(DPT),（,1,）试验适用条件,10.3.1,静力触探试验适用于软土、一,般粘性土、粉土、砂土和含少量碎石,的土,.,静力触探可根据工程需要采用单,桥探头、双桥探头或带孔隙水压力量,测的单、双桥探头，可测定比贯入阻,力,(ps),、锥尖阻力,(qc),、侧壁摩阻力,(fs),和贯入时的孔隙水压力,(u),。,10.3.1,静力触探试验,(CPT)(cone penetration test),是用静力匀速将标准,规格的探头压人土中,同时量测探头阻力,测定土的力学特性,具有勘探
7、和测,试双重功能。,常用的静力触探探头分为单,桥探头和双桥探头。,单桥只能测得总贯入阻力，,而双桥则能同时测得,侧壁阻力,fs,和锥尖阻力,Qc,。,（,2,）试验资料处理及成果应用,根据试验结果绘制比贯入阻力,-,深度关系曲线、锥尖阻力,-,深度关系曲线、侧壁摩阻力,-,深度关系曲线和摩阻比,-,深度关,系曲线。,由静力触探成果可划分土层界线、评定地基土的强度参数、,评定土的变形参数、评定地基土的承载力、预估单桩承载力,及判定饱和砂土和粉土的液化。,7.3,圆锥动力触探,(DPT),优点：,设备简单、操作方便、工效较高、适应性广，并具有连续贯,入的特性。对难以取样的砂土、粉土、碎石类土等，对
8、静力,触探难以贯入的土层，动力触探是十分有效的原位测试手段。,缺点：,不能采样对土进行直接鉴别描述，试验误差稍大，再现性差。,10.4.1,圆锥动力触探试验,(DPT)(dynamic penetration test),是,用一定质量的重锤以一定高度的自由落距，将标准规格的圆锥,形探头贯入土中，根据打入土中一定距离所需的锤击数判定土,的力学特性，具有勘探和测试双重功能。,(a),定性评价：评定场地土层的均匀性；查明土洞、,滑动面和软硬土层界面；确定软弱土层或坚硬土层的分布；,检验评估地基土加固与改良的效果。,(b),定量评价：确定砂土孔隙比、相对密实度、粉土和,粘性土的状态、土的强度和变形参
9、数、评定地基土的承载力,或单桩承载力,。,（,1,）目的与适用条件,目的：,适用于强风化、全风化的硬质岩石、各种软质岩石及各,类土。,适用条件：,（,2,）试验装置动力触探设备,主要由探头和落锤两部分组成，可分为轻型、重型及超重型,三类。,（,3,）试验资料处理及成果应用,(a),确定砂土和碎石土的密实度；,根据试验结果绘制锤击数和锤击随深度变化的关系曲线。,其成果应用：,(b),确定地基土的承载力和变形模量；,(c),检验评估地基土加固与改良的效果；,(d),确定单桩承载力标准值。,7.4,标准贯入试验,(SPT),标准贯入试验是动力触探类型之一。,但有所不同。,触探头不是圆锥形探头，,而是
10、标准规格的圆筒形探头,(,由两个半圆管合成的取土器,),，,称为贯入器。,10.5.1,标准贯入试验,(SPT)(standard,penetration test),是用质量为,63.5kg,的穿心锤，,以,76cm,的落距将标准规格的贯入器，自钻孔,底部预打,15cm,，记录再打入,30cm,的,锤击数，判定土的力学特性,砂土、粉土和一般粘性土，最适用,N=250,击的土层。,目的：,(a),根据标准贯入击数,N,，利用地区经验，对砂土,的密实度和粉土、粘性土的状态、土的强度参数、,变形模量、地基承载力等作出评价。,(b),估算单桩极限承载力和判定沉桩可能性。,(c),判定饱和粉砂、砂质粉
11、土的地震液化可能性及,液化等级。,（,1,）试验目的与适用条件,适用条件：,操作,简,便，设备简单，土层的适应性广，而且通过贯入器可,以采取扰动土样，对它进行直接鉴别描述和有关的室内土工,试验，如取砂土做颗粒分析试验。,标准贯入试验一般结合钻孔进行，其优点,:,该试验特别对钻探中难以取样的砂土和粉土的工程性质的评,定具有独特意义。,（,3,）试验资料处理及成果应用,标贯击数,N,与深度的关系曲线、标贯孔工程地质柱状剖面图,。,成果应用,:,?,由标贯成果可评定砂土的密实度和相对密度,;,?,评定粘性土的状态,?,评定砂土抗剪强度指标,经验关系式,?,评定粘性土的不排水抗剪强度指标,Cu,太沙基
12、和佩克,:Cu=(6,6.5)N,日本规范,:Cu=(6,10)N,?,评定土的变形模量和压缩模量,?,确定地基承载力,?,估算单桩承载力,经验关系式,?,判定饱和砂土的地震液化可能性及液化等级,?,?,?,?,c,w,s,cr,d,d,N,N,?,3,1,.,0,9,.,0,0,?,?,?,当饱和砂土或饱和粉土实测标准贯入锤击数,No,值小于下式,确定的临界值时，则应判别为可液化土，否则为不液化土。,7.5,十字板剪切试验,(VST),10.6.1,十字板剪切试验,(VST)(vane shear test),是用插入土中,的标准十字板探头，以一定速率扭转，量测土破坏时的抵抗力,矩，测定土的
13、不排水抗剪强度,。,十字板剪切试验适用于灵敏度不大于,10,，固,结系数不大于,100m2/,年的均质饱和软粘土。,目的：,测定原位应力条件下软粘土的不排水抗剪强度,Cu,、,估算软粘性土的灵敏度。,（,1,）试验目的与适用条件,适用条件：,（,2,）试验资料处理及成果应用,（,a,）测定软粘土的不排水抗剪强度,(Cu)f,；,十字板实测不排水,抗剪强度。,（,b,）估算软粘性土的灵敏度,St,；,（,c,）评定地基土的承载力。,7.6,旁压试验,(,横压试验,),（,1,）试验目的与适用条件,用于测定粘性土、粉土、砂土、碎石土、,软质岩石和风化岩的承载力,f,k,、旁压模,量,E,m,等,(
14、,软土地基一般不适宜）。,10.7.1,旁压试验,(PMT)(pressuremeter test),是用可侧向膨,胀的旁压器,，,对钻孔孔壁周围的土体施加径向压力的原位测,试,，,根据压力和变形关系,，,计算土的模量和强度,。,（,2,）试验资料处理及成果应用,主要为压力和扩张体积曲线,(p-V),、压力和半径增量曲线,(p-r),。,a.,评定地基承载力,:,特征值的确定：特征值包括初始压力,(p,0,),，临塑压力,(p,f,),和极,限压力,(,p,l,),。,p0,的确定：旁压曲线中段直线段的起始点或蠕变曲线的第,一拐点相应的压力。,临塑压力,pf:,为旁压曲线中段直线的末尾点或蠕变
15、曲线的第,二拐点相应的压力。,极限压力,p,l,:,扩张后体积相当于二倍固有体积时的压力。,b.,确定旁压模量,根据压力与体积曲线的直线段斜率，按下式计算旁压模量,：,Vc,旁压器量测腔初始固有体积，,p/V,旁压曲线直线段的斜率,。,（,1,）试验目的与适用条件,目的求测岩土体的抗剪强度参数；,适用条件：求测各类岩土体。,7.9,现场直剪试验,（,2,）试验资料处理及成果应用确定抗剪强度指标。,计算出各级垂直荷载下的垂直应力和剪应力，绘制垂直应,力与剪应力关系直按库仑定律即按上式确定出土体的,c,和,tan,或,。,根据库仑定律,(1776),：,f,=c+tan,11.1.2,试验项目和试
16、验方法，应根据工程要求和岩土,性质的特点确定。,分为：,1.,土的物理性质试验,2.,土压缩固结试验,3.,抗剪强度试验,4.,土的动力性质试验,5.,岩石试验（,1,岩矿鉴定；,2,颗粒密度和块,体密度试验；,3,吸水率和饱和吸水率试验；,4,耐崩解,性试验；,5,膨胀试验；,6,冻融试验。）,8.2,土的物理性质试验,11.2.1,各类工程均应测定下列土的分类指标和物理性质指标：,砂土,:,颗粒级配、比重、天然含水量、天然密度、最大和最小密,度。,粉土,:,颗粒级配、液限、塑限、比重、天然含水量、天然密度和,有机质含量。,粘性土：液限、塑限、比重、天然含水量、天然密度和有机质,含量。,注：,1,对砂土，如无法取得级、级、级土试样时，可只,进行颗粒级配试验；,2,目测鉴定不含有机质时，可不进行有机质含量试验。,
