巖土工程10原位測(cè)試技術(shù)

1、2022-6-16110 原位測(cè)試技術(shù)原位測(cè)試指的是在土原位測(cè)試指的是在土(巖巖)體的本來位置，對(duì)處于體的本來位置，對(duì)處于天然狀態(tài)下的土（巖）體所進(jìn)行的工程性質(zhì)的測(cè)天然狀態(tài)下的土（巖）體所進(jìn)行的工程性質(zhì)的測(cè)試。試。它具有直接性、真實(shí)性和實(shí)用性的特點(diǎn)。對(duì)土巖它具有直接性、真實(shí)性和實(shí)用性的特點(diǎn)。對(duì)土巖體工程性質(zhì)的判斷起著十分重要的作用。體工程性質(zhì)的判斷起著十分重要的作用。2022-6-16210.1載荷試驗(yàn)10.1.1載荷試驗(yàn)設(shè)備 載荷試驗(yàn)簡(jiǎn)稱載荷試驗(yàn)簡(jiǎn)稱DLT(Dead Load Teoc)，有，有平板和螺旋板載荷試驗(yàn)兩種，常用平板載平板和螺旋板載荷試驗(yàn)兩種，常用平板載荷試驗(yàn)。荷試驗(yàn)。2022-

2、6-163 平板載荷試驗(yàn)平板載荷試驗(yàn) 是在現(xiàn)場(chǎng)試坑坑底土是在現(xiàn)場(chǎng)試坑坑底土層面上放置剛性平扳，層面上放置剛性平扳，亦稱承壓板或載荷板，亦稱承壓板或載荷板，在板上分級(jí)施加中心在板上分級(jí)施加中心豎向荷載，直至地基豎向荷載，直至地基破壞，量測(cè)各級(jí)荷載破壞，量測(cè)各級(jí)荷載作用下承壓板的下沉作用下承壓板的下沉量，即地基的沉降量，量，即地基的沉降量，利用荷載沉降利用荷載沉降ps關(guān)關(guān)系曲線，確定地基土系曲線，確定地基土的有關(guān)工程性質(zhì)。的有關(guān)工程性質(zhì)。2022-6-164 加載設(shè)備木質(zhì)或鐵質(zhì)加載平臺(tái)液壓加載平臺(tái)2022-6-16510.1.2載荷試驗(yàn)方法(1)試坑的準(zhǔn)備工作試坑的準(zhǔn)備工作 試坑底寬應(yīng)不小于承壓板

3、寬度或直徑的試坑底寬應(yīng)不小于承壓板寬度或直徑的3倍，以倍，以便排除承壓板周圍超載的影響。便排除承壓板周圍超載的影響。 坑底應(yīng)鋪設(shè)坑底應(yīng)鋪設(shè)1cm左右的砂墊層左右的砂墊層(中砂或粗砂中砂或粗砂)，以，以便確保承壓板與土層間水平和均勻接觸。便確保承壓板與土層間水平和均勻接觸。 為保證試驗(yàn)土層的天然狀態(tài)，當(dāng)測(cè)試土層為軟塑為保證試驗(yàn)土層的天然狀態(tài)，當(dāng)測(cè)試土層為軟塑粘土或飽和松砂時(shí)，試驗(yàn)開始前承壓板周圍應(yīng)預(yù)粘土或飽和松砂時(shí)，試驗(yàn)開始前承壓板周圍應(yīng)預(yù)留留 2030cm厚的原狀土作為保護(hù)層。厚的原狀土作為保護(hù)層。2022-6-166(2)設(shè)備標(biāo)定和穩(wěn)壓工作設(shè)備標(biāo)定和穩(wěn)壓工作 試驗(yàn)前必須進(jìn)行千斤頂、油泵和壓力

4、表等加試驗(yàn)前必須進(jìn)行千斤頂、油泵和壓力表等加載系統(tǒng)的標(biāo)定，試驗(yàn)中需考慮加壓過程中載系統(tǒng)的標(biāo)定，試驗(yàn)中需考慮加壓過程中壓力的穩(wěn)定性，往往由于地錨的上拔，承壓力的穩(wěn)定性，往往由于地錨的上拔，承壓板的下降，加載設(shè)備的變形和千斤頂?shù)膲喊宓南陆?，加載設(shè)備的變形和千斤頂?shù)穆┯?，千斤頂?shù)膲毫β┯?，千斤頂?shù)膲毫?表現(xiàn)在油表的讀數(shù)上表現(xiàn)在油表的讀數(shù)上) 不易穩(wěn)定，出現(xiàn)松壓現(xiàn)象，必須及時(shí)補(bǔ)充壓不易穩(wěn)定，出現(xiàn)松壓現(xiàn)象，必須及時(shí)補(bǔ)充壓力，保持恒壓力，保持恒壓2022-6-167(3)加荷方式加荷方式 加荷方式有加荷方式有3種種第第1種為常規(guī)的種為常規(guī)的慢速加載慢速加載法：法： 采取分級(jí)加載，待沉降穩(wěn)定后再施加下一級(jí)荷

5、載；采取分級(jí)加載，待沉降穩(wěn)定后再施加下一級(jí)荷載；第第2種為快速加載法：種為快速加載法： 同樣采取分級(jí)加載，每級(jí)荷載只需維持同樣采取分級(jí)加載，每級(jí)荷載只需維持2h便可施便可施加下一級(jí)荷載，而不必等待沉降穩(wěn)定，最后一級(jí)加下一級(jí)荷載，而不必等待沉降穩(wěn)定，最后一級(jí)荷載沉降觀測(cè)達(dá)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)或仍維持荷載沉降觀測(cè)達(dá)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)或仍維持2h；第第3種為等沉降速率法：種為等沉降速率法： 控制承壓板按一定的沉降速率下沉，測(cè)量與沉降控制承壓板按一定的沉降速率下沉，測(cè)量與沉降相應(yīng)的所施加的荷載，直至破壞狀態(tài)相應(yīng)的所施加的荷載，直至破壞狀態(tài)2022-6-168慢速加載法分級(jí)荷載量一般取試驗(yàn)土層極限荷載的分級(jí)荷載量一般取試驗(yàn)土

6、層極限荷載的1/81/10，或臨塑荷載的，或臨塑荷載的1/41/5，當(dāng)難以預(yù)估極限，當(dāng)難以預(yù)估極限荷載值時(shí)，可參考表荷載值時(shí)，可參考表10.1取用。取用。2022-6-169 各級(jí)荷載下的沉降穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)各級(jí)荷載下的沉降穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn) 該標(biāo)準(zhǔn)直接影響試驗(yàn)成果，它的確定與測(cè)該標(biāo)準(zhǔn)直接影響試驗(yàn)成果，它的確定與測(cè)量沉降的精度有關(guān)。通常采用的百分表其量沉降的精度有關(guān)。通常采用的百分表其量測(cè)精度為量測(cè)精度為0.1mm時(shí)，沉降相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，沉降相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)為連續(xù)為連續(xù)2h觀測(cè)沉降量不大于觀測(cè)沉降量不大于0.1mmh，但每級(jí)荷載下的觀測(cè)時(shí)間，對(duì)軟粘土不少但每級(jí)荷載下的觀測(cè)時(shí)間，對(duì)軟粘土不少于于 24h，對(duì)一般粘性土

7、不少于，對(duì)一般粘性土不少于8h，對(duì)較堅(jiān)實(shí)，對(duì)較堅(jiān)實(shí)的土的土(如老粘土、密實(shí)砂土、碎石土等如老粘土、密實(shí)砂土、碎石土等)不應(yīng)不應(yīng)小于小于4h。2022-6-1610各級(jí)荷載下沉降的讀數(shù)各級(jí)荷載下沉降的讀數(shù) 每加一次荷載都要按一定的時(shí)間間隔記錄每加一次荷載都要按一定的時(shí)間間隔記錄沉降讀數(shù)，壓力剛加上時(shí)承壓板下降很快，沉降讀數(shù)，壓力剛加上時(shí)承壓板下降很快，開始開始515min需測(cè)讀變形，需測(cè)讀變形，1h后可放寬到后可放寬到3060min測(cè)讀一次測(cè)讀一次(砂土取小值，粘性土砂土取小值，粘性土取大值取大值)。2022-6-1611 (4)試驗(yàn)終止條件試驗(yàn)終止條件 在載荷試驗(yàn)中，一般應(yīng)以地基破壞為試驗(yàn)終止

8、條在載荷試驗(yàn)中，一般應(yīng)以地基破壞為試驗(yàn)終止條件具體操作時(shí)可按如下現(xiàn)象進(jìn)行判斷：件具體操作時(shí)可按如下現(xiàn)象進(jìn)行判斷： 承壓板周圍地表土出現(xiàn)隆起、或明顯的側(cè)向擠承壓板周圍地表土出現(xiàn)隆起、或明顯的側(cè)向擠出出(砂土砂土)、或發(fā)生裂縫現(xiàn)象、或發(fā)生裂縫現(xiàn)象(粘性土粘性土)； 當(dāng)荷載不變時(shí)，當(dāng)荷載不變時(shí)，24h內(nèi)沉降速率幾乎等速或加內(nèi)沉降速率幾乎等速或加速發(fā)展：速發(fā)展： 荷載增量雖然小，但沉降卻急劇發(fā)展。荷載增量雖然小，但沉降卻急劇發(fā)展。2022-6-161210.1.3荷載試驗(yàn)資料整理及試驗(yàn)結(jié)果 試驗(yàn)成果臨塑荷載極限荷載2022-6-1613 當(dāng)ps曲線的直線段不通過原點(diǎn)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行修正2022-6-1614

9、2022-6-161510.1.4載荷試驗(yàn)成果的利用2022-6-16162022-6-16172022-6-161810.1.4.2確定地基土的變形模量2022-6-16192022-6-16202022-6-162110.2十字板剪切試驗(yàn) 十字板剪切試驗(yàn)簡(jiǎn)稱十字板剪切試驗(yàn)簡(jiǎn)稱FVT(Field Vane Test)，是用十字板剪切儀在現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)，是用十字板剪切儀在現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試軟土地基不排水抗剪強(qiáng)度的試驗(yàn)。與室試軟土地基不排水抗剪強(qiáng)度的試驗(yàn)。與室內(nèi)試驗(yàn)比較，它避免了土樣擾動(dòng)，并保存內(nèi)試驗(yàn)比較，它避免了土樣擾動(dòng)，并保存了其天然狀態(tài)，且所需設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方了其天然狀態(tài)，且所需設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，

10、是一種便，是一種 有效的測(cè)試方法有效的測(cè)試方法2022-6-16222022-6-16232022-6-16242022-6-16252022-6-16262022-6-16272022-6-162810.3標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn) 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)簡(jiǎn)稱標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)簡(jiǎn)稱SPT(Standard Penetration Test)，它是用重，它是用重635N的穿心錘，以的穿心錘，以760mm高的高的落距，落距， 將置于試驗(yàn)土層上的特制的對(duì)開式標(biāo)準(zhǔn)貫將置于試驗(yàn)土層上的特制的對(duì)開式標(biāo)準(zhǔn)貫人器人器(圖圖108)，先不記錘擊數(shù)打入孔底，先不記錘擊數(shù)打入孔底15cm，然后再打入然后再打入30cm，并記下錘擊數(shù)，并記下錘擊

11、數(shù)N63.5，或，或N。最后提出鉆桿和標(biāo)準(zhǔn)貫人器，取出土樣，進(jìn)行土最后提出鉆桿和標(biāo)準(zhǔn)貫人器，取出土樣，進(jìn)行土的物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)。的物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)。 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)實(shí)際上也屬于土的動(dòng)力觸探試驗(yàn)類標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)實(shí)際上也屬于土的動(dòng)力觸探試驗(yàn)類型之一，只不過探頭不是圓錐探頭，而是標(biāo)準(zhǔn)的型之一，只不過探頭不是圓錐探頭，而是標(biāo)準(zhǔn)的圓筒形探頭，由兩個(gè)半圓筒合成的取土器圓筒形探頭，由兩個(gè)半圓筒合成的取土器2022-6-16292022-6-16302022-6-16312022-6-163210.4靜力觸探試驗(yàn) 靜力觸探試驗(yàn)簡(jiǎn)稱靜力觸探試驗(yàn)簡(jiǎn)稱CPT（Come Penetration Test)，它是將一錐形金

12、屬探頭，按一定的速率，它是將一錐形金屬探頭，按一定的速率(一般為一般為0.5-1.2 m/min)勻速地靜力壓入士中，量勻速地靜力壓入士中，量測(cè)其貫入阻力，而進(jìn)行的一種原位測(cè)試方法。測(cè)其貫入阻力，而進(jìn)行的一種原位測(cè)試方法。 靜力觸探是一種快速的現(xiàn)場(chǎng)勘探和原位測(cè)試方法，靜力觸探是一種快速的現(xiàn)場(chǎng)勘探和原位測(cè)試方法，具有設(shè)備簡(jiǎn)單、輕便、機(jī)械化和自動(dòng)化程度高、具有設(shè)備簡(jiǎn)單、輕便、機(jī)械化和自動(dòng)化程度高、操作方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，受到了國(guó)內(nèi)外工程界的操作方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，受到了國(guó)內(nèi)外工程界的普遍重視，無論從理論和應(yīng)用等方面發(fā)表的文獻(xiàn)普遍重視，無論從理論和應(yīng)用等方面發(fā)表的文獻(xiàn)很多，值得學(xué)習(xí)和參考。很多，值得學(xué)習(xí)

13、和參考。2022-6-163310.4.1靜力觸探設(shè)備 10.4.1.1靜力觸探儀靜力觸探儀按貫入能力大致可分為：靜力觸探儀按貫入能力大致可分為：輕型輕型(20一一50kN)、中型、中型(80120kN)，重型，重型(200300kN)3種；種；按貫入的動(dòng)力及傳動(dòng)方式可分為：按貫入的動(dòng)力及傳動(dòng)方式可分為：人力鉆進(jìn)、機(jī)械傳動(dòng)及液壓傳動(dòng)人力鉆進(jìn)、機(jī)械傳動(dòng)及液壓傳動(dòng)3種；種；按測(cè)力裝置可分為：按測(cè)力裝置可分為：油壓表式，應(yīng)力環(huán)式、電阻應(yīng)變式及自動(dòng)記錄等不同類油壓表式，應(yīng)力環(huán)式、電阻應(yīng)變式及自動(dòng)記錄等不同類型。型。2022-6-16342022-6-163510.4.1.2探頭和探桿2022-6-16

14、362022-6-16372022-6-163810.4.1.3量測(cè)系統(tǒng) 量測(cè)系統(tǒng)是靜力觸探儀的重要組成部分，量測(cè)系統(tǒng)是靜力觸探儀的重要組成部分，測(cè)量靜力觸探的貫入阻力，國(guó)外常用油壓測(cè)量靜力觸探的貫入阻力，國(guó)外常用油壓法或電測(cè)法，在我國(guó)不論是生產(chǎn)部門，還法或電測(cè)法，在我國(guó)不論是生產(chǎn)部門，還是科研部門，幾乎都采用電測(cè)法是科研部門，幾乎都采用電測(cè)法2022-6-163910.4.2靜力觸探的基本原理2022-6-164010.4.3靜力觸探成果及利用 （1）劃分土層和判別土類（2）確定淺基礎(chǔ)的承載力（3）確定樁的承載力（4）評(píng)定粘性土的不排水抗剪強(qiáng)度、砂土的相對(duì)密度和內(nèi)摩擦角（5）確定土的變形指標(biāo)

15、（6）估計(jì)土的固結(jié)系數(shù)（7）判定砂土液化的可能性2022-6-164110.4.3.2靜力觸探成果的利用靜力觸探成果的利用（1）劃分土層和判別土類）劃分土層和判別土類2022-6-16422022-6-1643（2）確定淺基礎(chǔ)的承載力2022-6-1644（3）確定樁的承載力2022-6-16452022-6-16462022-6-16472022-6-16482022-6-164910.5動(dòng)力觸探試驗(yàn) 動(dòng)力觸探試驗(yàn)簡(jiǎn)稱DPT(Dynamic Penetration Test)。它是用一定質(zhì)量的落錘(沖擊錘)，提升到與型號(hào)相應(yīng)的高度，讓其自由下落，沖擊鉆桿上端的錘墊，使與鉆桿下端相連的探頭貫入

16、土中，根據(jù)貫入的難易程度，即貫入規(guī)定深度所需的錘擊次數(shù)(擊數(shù))，來判定土的工程性質(zhì)，這種原位測(cè)試方法叫動(dòng)力觸探試驗(yàn)。2022-6-16502022-6-16512022-6-16522022-6-16532022-6-16542022-6-16552022-6-16562022-6-16572022-6-165810.6旁壓試驗(yàn) 旁壓試驗(yàn)簡(jiǎn)稱旁壓試驗(yàn)簡(jiǎn)稱PMT(Pressuremeter Test)。它是利用旁壓器它是利用旁壓器(亦稱探頭亦稱探頭)的主腔對(duì)土層中的主腔對(duì)土層中柱狀孔穴的孔壁施加橫向水平力，致使孔柱狀孔穴的孔壁施加橫向水平力，致使孔壁向外膨脹，直至破壞，通過壓力和孔穴壁向外膨脹，直至破壞，通過壓力和孔穴體積變化之間的關(guān)系，來確定土的力學(xué)性體積變化之間的關(guān)系，來確定土的力學(xué)性 質(zhì)指標(biāo)的一種原位測(cè)試方法。質(zhì)指標(biāo)的一種原位測(cè)試方法。2022-6-165910.6.1預(yù)鉆式旁壓儀2022-6-1660 繪制體積增加量繪制