地基土原位測試實驗

1、第一章第一章 概述概述第二章第二章 荷載實驗荷載實驗第三章第三章 靜力觸探靜力觸探第四章第四章 十十 字字 板板 剪剪 切切 實實 驗驗第五章第五章 孔孔 壓壓 靜靜 力力 觸觸 探探 實實 驗驗第六章第六章 標標 注注 貫貫 入入 實實 驗驗一、土體原位測試的概念原位測試（In-Situ Testing ）：在巖土體原有的位置上，在保持巖土的天然結(jié)構、天然含水量以及天然應力狀態(tài)條件下測定巖土性質(zhì)稱為原位測試。土體原位測試：一般指的是在工程地質(zhì)勘察現(xiàn)場，在不擾動或基本不擾動土層的情況下對土層進行測試，以獲得所測土層的物理力學性質(zhì)指標及劃分土層一種土工勘察技術。1. 不需經(jīng)過鉆探取樣，直接測定巖

2、土力學性質(zhì)，更能真實反映巖土的天然結(jié)構及天然應力狀態(tài)下的特性。2. 原位測試所涉及的土尺寸較室內(nèi)試驗樣品要大得多，因而更能反映土的宏觀結(jié)構如裂隙等)對土的性質(zhì)的影響，比土樣具代表性。3. 可重復進行驗證，縮短試驗周期。土體原位測試方法很多，可以歸納為下列兩類： (1)土層剖面測試法(logging or stratigraphic profiling methods)：主要包括靜力觸探、動力觸探、扁鏟松脹儀試驗及波速法等。土層剖面測試法具有可連續(xù)進行、快速經(jīng)濟的優(yōu)點。 (2)專門測試法(specific test methods) ：主要包括載荷試驗、旁壓試驗、標準貫入實驗、抽水和注水試驗、十

3、字板剪切試驗等。土的專門測試法可得到土層中關鍵部位土的各種工程性質(zhì)指標，精度高，測試成果可直接供設計部門使用。其精度超過室內(nèi)試驗的成果。四、土體原位測試的應用根據(jù)不同的測試方法（包括CPT、DPT、PLT、PMT、FVST、SDPT），其應用可歸納為：（1）、土層土類劃分；（2）、求天然地基承載力；（3）、測定土的物理力學性質(zhì)指標；（4）、在樁基勘察中的應用；（5）、評價砂土和粉土的地震液化；（6）、求解土的固結(jié)系數(shù)、滲透系數(shù)及不排水抗剪強度等；（7）、檢驗壓實填土的質(zhì)量及強夯效果；（8）、進行淺基礎的沉降計算；（9）、其它。平板靜力載荷試驗(PLT: plate load test)，簡稱載

4、荷試驗，在保持地基土天然狀態(tài)下，在一定面積的承壓板上向地基土逐級施加荷載，并觀測每級荷載下地基土的變形特性，是模擬建筑物基礎工作條件的一種測試方法 。一、定義（一）儀器設備1.承壓板要有足夠的剛度，面積一般為1000-5000cm2 2.加荷裝置包括壓力源、載荷臺架或反力構架。加荷方式有重物加荷和油壓千斤頂反力加荷3.沉降觀測裝置1.載荷測試一般在方形坑中進行2.安裝設備3.分級加荷加荷原則：第一級為坑底原有重力，后每級按：中低壓縮性土50kPa，高壓縮性土25kPa，特軟土為10kPa4.觀測每級荷載下的沉降觀測時間間隔：加荷開始后，第一個30min內(nèi)，每10min觀測沉降1次；第二個30m

5、in內(nèi)，每15min觀測1次；以后每30min進行一次。穩(wěn)定的標準：連續(xù)4次觀測的沉降量，每小時累計不大于0.1mm，對于軟粘土最好觀測24h以上，對于正常固結(jié)粘土要8h，對于老粘土、砂土、礫石等要4h。5.盡可能使最終荷載達到地基土的極限承載力，以評價承載力的安全度。結(jié)束試驗的標準：當下述情況出現(xiàn)時即可停止實驗a) 承壓板周圍的土體出現(xiàn)裂縫或隆起，沉降的很快；b)在荷載不變的情況下，沉降速率加速發(fā)展或接近一個常數(shù)。壓力沉降曲線出現(xiàn)明顯拐點；c) 總沉降量超過承壓板寬度（或直徑）的1/10。6.當需要卸載觀測回彈時，每級卸荷量可為加荷量的2倍，歷時1h，每隔15min觀測一次。荷載完全卸除后，

6、繼續(xù)觀測3h。一、定義靜力觸探(Static Cone Penetration Test,簡稱CPT)是借助機械把一定規(guī)格的圓錐形探頭勻速壓入土中，通過測定探頭的端阻q，側(cè)壁摩阻力f來確定土體的物理力學參數(shù)，劃分土層的一種土體勘測技術。靜力觸探首先在荷蘭研制成功，因此靜力觸探也叫“荷蘭錐”試驗。按測量機理分：機械式靜力觸探和電測式靜力觸探按探頭功能分：單橋靜力觸探、雙橋靜力觸探、孔壓靜力觸探電測式靜力觸探的優(yōu)點：（1）測試連續(xù)、快速，效率高，功能多，兼具勘探與測試雙重作用；（2）測試數(shù)據(jù)精度高，再現(xiàn)性好；（3）采用電測技術，便于實現(xiàn)測試工程的自動化，測試成果可由計算機自動處理，減少了工作強度。

7、一、定義十字板剪切試驗(FVST： field vane shear test)是用插入軟粘土中的十字板頭，以一定的速率旋轉(zhuǎn)，測出土的抵抗力矩，然后換算成土的抗剪強度的一種測試方法。Cv圖中所示為在板頭上、下面的剪切阻力分布。圖中所示為板頭側(cè)面的剪切阻力分布HHHHCDCDDHMMMMDDDHDCDDMCDCDDCDDHMvv3321113133322162)( ,121234M 2桿的直徑為和十字板頭接觸處軸為板頭的直徑和高度。頂面的抗扭矩為：圓柱體底面的抗扭矩為：圓柱體側(cè)面的抗扭矩為就可確定出來。由此讀數(shù)傳感器的率定系數(shù)，如下可以通過電測儀表測出uDuHvvCRRMHDMCCCCDCDDH

8、MMMMH- ,- M26 2323321一、定義孔隙水壓力靜力觸探(Piezo Cone penetration Test)，簡稱孔壓觸探(CPTU)，它是在普通的CPT探頭上安裝了可以測量孔隙水壓力的傳感器，使貫入時能在測量q，s的同時，測量貫入引起的超孔隙水壓力，當停止貫入時，可測量超孔隙水壓力的消散過程及完全消散時的靜止孔隙水壓力u孔壓觸探是可測孔隙水壓力的電測式靜力觸探。 孔壓觸探與一般的靜力觸探相比，具有下面一些突出優(yōu)點： 1.由于不同土體的滲透性差別很大，CPTU量測孔隙水壓力的靈敏度很高，能夠分辨12cm厚的薄土層土性的變化，因而可以詳細分層。特別是在區(qū)分砂層和粘土層方面精度很

9、高。2.可以量測到孔隙水壓力，從而有可能進行有效應力分析。3.可以估算土體的滲透系數(shù)和固結(jié)系數(shù)。4.可以測定土層不同深度的靜止水壓力，獲得地下水條件的資料。5.可以區(qū)分排水、部分排水和不排水的貫入條件。6.可計算土的超固結(jié)比，評價土層應力歷史，計算靜止側(cè)壓力系數(shù)k等。探頭飽和的方法有加熱排氣法和真空排氣法可以用水、硅油、甘油等對探頭進行飽和孔壓探頭飽和與檢驗的裝置孔壓探頭測力傳感器的檢驗與率定同常規(guī)探頭對孔壓探頭，還應進行如下檢驗與標定1.飽和度檢驗（采用孔壓響應試驗）2.測力傳感器與孔壓傳感器之間的干擾3.探頭孔壓傳感器的絕緣性檢驗孔壓傳感器的率定孔壓率定系數(shù)ku標準貫入試驗(standar

10、d penetration test，SPT)是動力觸探的一種，是在現(xiàn)場測定砂或粘性土的地基承載力的一種方法一 、 定義二、設備標準貫入試驗的設備主要由標準貫入器、觸探桿和穿心錘三部分組成。觸探桿一般用直徑為42毫米的鉆桿，穿心錘重63.5千克。例如美國PDI公司的SPT標準貫入分析儀。配備有一個0.6m長SPT桿(AW、NW或其它類型)組件，該組件帶有兩個應變橋路傳感器，傳感器由PDI公司精確標定?，F(xiàn)場試驗時，將兩個加速度傳感器固定到這個組件上，然后將其安裝至錘和取樣桿之間鉆桿的頂部。通過電纜或無線發(fā)射器將這個組件與SPT分析儀連接起來。在SPT試驗過程中，應變傳感器和加速度傳感器獲得必要的力和速度信號，用于計算轉(zhuǎn)換能量。能量實時地顯示在SPT分析儀的屏幕上。三、操作標準貫入試驗多與鉆探相配合使用，操作要點是:鉆具鉆至試驗土層標高以上約15厘米處，以避免下層土受擾動。貫入前，應檢查觸探桿的接頭，不得松脫。貫入時，穿心錘落距為76厘米，使其自由下落，將貫入器直打入土層中15厘米。以后每打入土層30厘米的錘擊數(shù)，即為實測錘擊數(shù)N。提出貫入器，取出貫入器中的土樣進