地基基礎檢測 技術 Theoretical knowledge of shallow plate load tests for foundation testing technology I-淺層 平板載荷試驗理論知識39課件講解

地基基礎檢測技術淺層平板載荷試驗理論知識(一)

Theoreticalknowledgeofshallowplateloadtestsforfoundationtestingtechnology(I)觀測承壓板沉降

Observationofsettlementofbearingplate豎向荷載

Verticalload平板荷載試驗

Plateloadtest承壓板

Bearingplate測定巖土體承載力

Determinationofbearingcapacityofrockandsoilmass測定巖土體變形特性

Determinationofdeformationcharacteristicsofrockandsoilmass土體原位

Soilmassin-situ地基變形

Grounddeformation土層含水率

Moisturecontentofthesoillayer荷載大小

Loadsize土層結構

Soillayerstructure土層性質(zhì)

Soillayerproperties一般規(guī)定

Generalprovisions01一般規(guī)定

Generalprovisions0101一般規(guī)定

Generalprovisions淺層平板載荷試驗載荷架示例

Exampleofloadframeforshallowplateloadtest在彈性半空間表面上作用一個豎向集中力

Averticalconcentratedforceactingonthesurfaceofanelastichalf-space半空間內(nèi)任意處所引起的立移和應力

Verticaldisplacementandstresscausedanywhereinthehalf-space一個彈性力學的解

AsolutionforelasticityMechanics在面荷載作用下的地基土的沉降與荷載的關系

Relationshipbetweensettlementandloadoffoundationsoilundersurfaceload承載力和變形參數(shù)

Bearingcapacityanddeformationparameters堆重-千斤頂式

Piledweight-jacktype地錨-千斤頂式

Groundanchor-jacktype一般規(guī)定

Generalprovisions承壓板的面積：不應小于0.25m2，對于軟土不應小于0.5m2。

Areaofbearingplate:shallnotbelessthan0.25m2and0.5m2forsoftsoil.形式一

TypeI承壓板應有足夠強度和剛度。

Thebearingplateshallbeofsufficientstrengthandstiffness.確定淺部地基土層的承壓板下應力主要影響范圍內(nèi)的承載力和變形參數(shù)。

Determinethebearingcapacityanddeformationparameterswithinthemaininfluenceofthestressunderthebearingplateoftheshallowfoundationsoillayer.一般規(guī)定

Generalprovisions承壓板下應力主要影響范圍指大約2.0倍承壓板直徑(或邊寬)的深度范圍。

Themaininfluencerangeofstressunderthebearingplatereferstothedepthrangeofabout2.0timesthediameter(orsidewidth)ofthebearingplate.天然土地基

Naturalsoilfoundation美國材料與試驗協(xié)會標(ASTM)D1194

AmericanSocietyforTestingandMaterialStandard(ASTM)D1194一般規(guī)定

Generalprovisions地基變形計算深度

Calculateddepthoffoundationdeformation地基變形計算深度取值略小于2.5倍的基礎寬度。

Thecalculateddepthoffoundationdeformationisslightlylessthan2.5timesthefoundationwidth.Zn=b(2.5-0.4lnb)基礎寬度

Foundationwidth一般規(guī)定

Generalprovisions系指條形基礎底面下深度為3倍基礎底面寬度,獨立基礎下為1.5倍基礎底面寬度，且厚度均不小于5m的范圍。

Itreferstotherangewherethedepthunderthestripfoundationbottomis3timesthewidthofthefoundationbottom,and1.5timesthewidthofthefoundationbottomundertheindependentfoundation,andthethicknessisnotlessthan5m.地基主要受力層

Mainstressedlayerofthefoundation一般規(guī)定

Generalprovisions承壓板下應力主要影響范圍

Maininfluencerangeofstressunderthebearingplate均質(zhì)地基

Homogeneousfoundation分層地基

Layeredfoundation粉質(zhì)黏土

Siltyclay粉土

Silt粉質(zhì)黏土

Siltyclay粉土

Silt一般規(guī)定

Generalprovisions載荷試驗較早用于巖土工程勘察，系確定各層土地基承載力的原位測試手段之一。

Loadtestwasusedearlierforgeotechnicalengineeringinvestigations,whichisoneofthein-situtestmethodstodeterminethebearingcapacityofeachlayerofsoilfoundation.注

意

Attention因此,在選承壓板時一般尺寸不大。

Therefore,thesizeofthebearingplateisgenerallynotlarge.(0.25m2或0.5m2)

(0.25m2or0.5m2)一般規(guī)定

Generalprovisions承壓板的面積有限

Limitedareaofbearingplate注

意

Attention壓力的影響深度有限【約為(1.5～2)b】

Limiteddepthofinfluenceofpressure[about(1.5~2)b]不能反映壓縮層土的壓縮性質(zhì)

Failuretoreflectthecompressionpropertiesofcompressedlayerofsoil在研究地基的壓縮性(確定土的承載力)時,應采取分析的態(tài)度;

Whenstudyingthecompressibilityofthefoundation(determiningthebearingcapacityofthesoil),ananalyticalattitudeshallbeadopted;必要時應在地基主要壓縮層范圍內(nèi)的不同深度上進行載荷試驗或采用適宜的較大尺寸的承壓板。

Ifnecessary,loadtestsshallbecarriedoutatdifferentdepthswithinthemaincompressionlayerofthefoundationorsuitablebearingplatesoflargerdimensionsshallbeused.一般規(guī)定

Generalprovisions試坑標高應與地基設計標高一致。當設計有要求時,承壓板應設置于設計要求的受檢土層上。

Theelevationofthetestpitshallbeconsistentwiththedesignelevationofthefoundation.Whenrequiredbythedesign,thebearingplateshallbesetonthetestedsoillayerrequiredbythedesign.應保持試驗土層的原狀結構和天然濕度。

Theundisturbedstructureandnaturalhumidityofthetestsoillayershallbemaintained.試驗基坑寬度不應小于承壓板寬度或直徑的三倍。宜在擬試壓表面用粗砂或中砂層找平，其厚度不應超過20mm。

Thewidthofthetestfoundationpitshallnotbelessthanthreetimesthewidthordiameterofthebearingplate.Thesurfacetobetestedshallbeleveledwithcoarsesandormediumsandlayer,anditsthicknessshallnotexceed20mm.規(guī)定2

Regulation2一般規(guī)定

Generalprovisions試驗基坑寬度不應小于承壓板寬度或直徑的三倍，其目的何在?

Thewidthofthetestfoundationpitshallnotbelessthanthreetimesthewidthordiameterofthebearingplate.Whatisitspurpose?以盡量保持半無限體的受力狀態(tài)，保持無邊土的側向約束。

Soastomaintainthestressstateofsemi-infinitebodyasfaraspossibleandmaintainthelateralrestraintofboundlesssoil.一般規(guī)定

Generalprovisions保持試驗土層的原狀結構和天然濕度的目的分別是什么?

Whatisthepurposeofmaintainingtheundisturbedstructureandnaturalhumidityofthetestsoillayersrespectively?一般規(guī)定

Generalprovisions豎向荷載

Verticalload避免擾動，受擾動的土層承載力會大大降低

Avoiddisturbance,thebearingcapacityofthedisturbedsoillayerwillbegreatlyreduced豎向荷載

Verticalload土的抗剪強度和受剪時土中孔隙水消散有關(尤其對于含水量較大的土層)

Theshearstrengthofsoilisrelatedtothedissipationofporewaterinthesoilduringshear(especiallyforsoillayerswithhighwatercontent)一般規(guī)定

Generalprovisions土的剪切變形引起土體積變化

Thesheardeformationofsoilcausesthechangeofsoilvolume體積膨脹時(剪脹)

Volumeexpansion(shearexpansion)體積縮小時(剪縮)

Volumereduction(shearshrinkage)向外排水

Outwarddrainage向內(nèi)吸水

Inwardwaterabsorption產(chǎn)生負的孔隙水應力

Producenegativeporewaterstress產(chǎn)生正的孔隙水應力

Producepositiveporewaterstress改變了剪切面上的有效應力和抗剪強度

Changestheeffectivestressandshearstrengthontheshearplane一般規(guī)定

Generalprovisions有效應力法在理論上比較嚴格,

Theeffectivestressmethodistheoreticallystrict,還能夠檢驗土體處于部分固結情況下的穩(wěn)定性。

Thestabilityofthesoilmassunderpartialconsolidationcanalsobetested.剪切面上的有效應力

Effectivestressontheshearplane法向應力與有效應力之間應有下列關系:

Therelationshipbetweennormalstressandeffectivestressisasfollows:剪切面上的孔隙水應力

Porewaterstressontheshearplaneσ’=σ-μ剪切面上的法向應力(即總應力)

Normalstressonthe