工程巖土-智能建造技術(shù)專51課件講解

主講人：方麗莉工程巖土智能建造技術(shù)專業(yè)資源庫(kù)知識(shí)點(diǎn)平板載荷試驗(yàn)平板載荷試驗(yàn)概述1試驗(yàn)設(shè)備2試驗(yàn)方法3試驗(yàn)資料整理與應(yīng)用4課程目標(biāo)思政目標(biāo)規(guī)范操作、細(xì)致嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度了解靜力載荷試驗(yàn)試驗(yàn)的試驗(yàn)儀器知識(shí)目標(biāo)能根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制p-s曲線確定地基承載力特征值能力目標(biāo)一、概述平板載荷試驗(yàn)1.定義平板載荷試驗(yàn)（PlateLoadTest，簡(jiǎn)稱PLT）是在一定面積的承壓板上向地基土逐級(jí)施加荷載，測(cè)求地基土的壓力與變形特性的原位測(cè)試方法。它反映承壓板1.5-2.0倍承壓板直徑或者寬度范圍內(nèi)地基土強(qiáng)度、變形的綜合性狀。平板載荷試驗(yàn)一、概述2.分類1.按承壓板的形狀分：平板載荷試驗(yàn)和螺旋板載荷試驗(yàn)2.按承壓板設(shè)置深度分：淺層平板載荷試驗(yàn)和深層平板載荷試驗(yàn)。平板載荷試驗(yàn)一、概述3.適用范圍適用范圍：各種地基土，包括是各種填土和含碎石的土。4.優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：對(duì)地基土不產(chǎn)生擾動(dòng)，結(jié)果最可靠、最具有代表性，可直接用于工程設(shè)計(jì)，是確定承載力最主要的方法。缺點(diǎn)：價(jià)格昂貴、費(fèi)時(shí)。平板載荷試驗(yàn)一、概述5.試驗(yàn)方法比較試驗(yàn)名稱淺層平板載荷試驗(yàn)深層平板載荷試驗(yàn)巖石地基載荷試驗(yàn)螺旋板載荷試驗(yàn)適用范圍確定淺部地基土（含破碎、極破碎巖石）承載力和變形參數(shù)確定深層土及大直徑樁的樁端土層承載力確定完整、較完整、較破碎巖石地基作為天然地基或樁基礎(chǔ)持力層時(shí)的承載力深層地基土或地下水以下的地基土承壓板大小

承壓板面積不應(yīng)小于0.25m2，對(duì)于換填壓實(shí)地基不小于1.0m2，強(qiáng)夯不小于2.0m2剛性承壓板直徑800mm剛性承壓板直徑300mm螺旋板（直徑113mm、160mm、252mm）平板載荷試驗(yàn)二、試驗(yàn)設(shè)備由承壓板、加荷系統(tǒng)、反力系統(tǒng)、量測(cè)系統(tǒng)四部分組成。常見(jiàn)的載荷試驗(yàn)反力與加載布置方式

加荷系統(tǒng)控制并穩(wěn)定荷載

承壓板將荷載傳遞給地基

反力系統(tǒng)反作用于承壓板

觀測(cè)系統(tǒng)測(cè)定地基土變形平板載荷試驗(yàn)1.承壓板要求二、試驗(yàn)設(shè)備尺寸淺層平板載荷試驗(yàn)的承壓板面積不應(yīng)小于0.25m2，對(duì)于軟土不應(yīng)小于0.5m2

深層平板載荷試驗(yàn)的承壓板宜選用0.5m2或直徑為0.8m巖石地基，承壓板面積可以0.07~0.1m2碎石類土，承壓板直徑或邊長(zhǎng)應(yīng)大于碎石或卵石最大直徑的10倍承壓板試坑大小淺層平板載荷試驗(yàn)試坑的寬度不應(yīng)小于承壓板寬度或直徑的三倍。深層平板載荷試驗(yàn)試坑的寬度至少應(yīng)等于承壓板邊長(zhǎng)或直徑平板載荷試驗(yàn)2.加荷系統(tǒng)二、試驗(yàn)設(shè)備

加荷系統(tǒng)是指通過(guò)承壓板對(duì)地基施加荷載的裝置，主要有：堆重加荷裝置和千斤頂加荷裝置兩種。堆重加荷千斤頂加荷平板載荷試驗(yàn)3.反力系統(tǒng)二、試驗(yàn)設(shè)備除堆重加荷方法外，其他加荷系統(tǒng)都必須與反力系統(tǒng)相配合。反力系統(tǒng)主要有：錨固式、撐壁式和平洞式三種。（a）錨固式

（b）撐壁式

（c）平洞式平板載荷試驗(yàn)4.量測(cè)系統(tǒng)二、試驗(yàn)設(shè)備量測(cè)系統(tǒng)包括：基準(zhǔn)梁，位移計(jì)，磁性表座，油壓表（壓力傳感器）。機(jī)械類位移計(jì)可采用百分表，其最小刻度0.01mm，量程一般為5~30mm，為常用儀表。電子類位移計(jì)一般具有量程大、無(wú)人為讀數(shù)誤差等特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)記錄和繪圖。油壓表一般為機(jī)械式，人工測(cè)讀。百分表磁性表座千分表平板載荷試驗(yàn)1.設(shè)備安裝過(guò)程三、試驗(yàn)方法平板載荷試驗(yàn)2.設(shè)備調(diào)試與注意事項(xiàng)三、試驗(yàn)方法（1）盡量避免測(cè)試面土體受到擾動(dòng)，否則土性會(huì)發(fā)生變化，影響測(cè)試精度。（2）安裝過(guò)程要精心，確保承壓板、反力系統(tǒng)和加荷系統(tǒng)的傳力重心在一條垂線或直線上，各部件連接牢固，但地基土不能受到預(yù)壓。（3）安裝量測(cè)系統(tǒng)時(shí)，變形觀測(cè)的基準(zhǔn)點(diǎn)要穩(wěn)定可靠，不受荷載板沉降的影響。除承壓板量測(cè)的百分表外，還應(yīng)在其兩側(cè)地面設(shè)置地面升降觀測(cè)點(diǎn)。（4）設(shè)備安裝好后，要進(jìn)行初步調(diào)試，使各部分處于最佳工作狀態(tài)。平板載荷試驗(yàn)3.加荷方式三、試驗(yàn)方法根據(jù)試驗(yàn)中加荷方式的快慢，可將載荷試驗(yàn)分為：常規(guī)載荷試驗(yàn)（慢速載荷試驗(yàn)）和快速載荷試驗(yàn)兩種。加荷等級(jí)的劃分為不應(yīng)小于8級(jí)（淺層平板載荷、螺旋板載荷）、0～15級(jí)（深層平板載荷）、15級(jí)（巖基平板載荷）

逐級(jí)加荷，待各級(jí)荷載作用下的沉降達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定后，再施加下一級(jí)荷載。最大加載量不應(yīng)小于地基承載力設(shè)計(jì)值的2倍。（注意巖基為3倍）平板載荷試驗(yàn)4.試驗(yàn)終止標(biāo)準(zhǔn)三、試驗(yàn)方法1.承壓板周?chē)耐撩黠@地側(cè)向擠出；其對(duì)應(yīng)的前一級(jí)荷載為極限荷載2.沉降s急驟增大，荷載-沉降（p-s）曲線出現(xiàn)陡降段；3.在某一級(jí)荷載下，24h內(nèi)沉降速率不能達(dá)到穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)；4.沉降量與承壓板寬度或直徑之比大于或等于0.06。1.沉降s急劇增大，荷載-沉降（p-s）曲線上有可判定極限承載力的陡降段，且沉降量超過(guò)0.04d（d為承壓板直徑；其對(duì)應(yīng)的前一級(jí)荷載為極限荷載2.在某級(jí)荷載下，24h內(nèi)沉降速率不能達(dá)到穩(wěn)定；3.本級(jí)沉降量大于前一級(jí)沉降量的5倍；4.持力層土層堅(jiān)硬，沉降量很小時(shí)，最大加載量不小于2倍設(shè)計(jì)值。淺層平板載荷試驗(yàn)深層平板載荷試驗(yàn)平板載荷試驗(yàn)1.試驗(yàn)資料的整理四、試驗(yàn)資料的整理與應(yīng)用繪出的p-s曲線的直線段不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，可按直線段的趨勢(shì)確定曲線的起始點(diǎn)，以便對(duì)p-s曲線進(jìn)行修正。1、直線變形階段p≤p02、剪切變形階段p0<p<pu3、破壞階段p≥pup-s曲線平板載荷試驗(yàn)2.試驗(yàn)資料的應(yīng)用四、試驗(yàn)資料的整理與應(yīng)用地基承載力的確定（1）拐點(diǎn)法當(dāng)p-s曲線上有比例界限P0時(shí)，取比例界限作為地基承載力的特征值。（2）極限荷載法當(dāng)Pu<2P0，取極限荷載的一半作為地基承載力特征值。p0

比例界限pu

極限荷載平板載荷試驗(yàn)四、試驗(yàn)資料的整理與應(yīng)用（3）相對(duì)沉降法對(duì)于緩變曲線，s/b為一定值時(shí)所對(duì)應(yīng)的荷載為地基承載力特征值。承壓板面積為0.25-0.50m2，取s/b=0.01~0.015，當(dāng)?shù)鼗列再|(zhì)不確定時(shí)，宜取s/b=0.01。同一土層參加統(tǒng)計(jì)的試驗(yàn)點(diǎn)不應(yīng)少于3點(diǎn)，各試驗(yàn)實(shí)測(cè)值的極差不超過(guò)其平均值的30%時(shí)，取此平均值作為該土層的地基承載力特征值。平板載荷試驗(yàn)2.試驗(yàn)資料的應(yīng)用四、試驗(yàn)資料的整理與應(yīng)用地基變形模量的確定淺層平板載荷試驗(yàn)：

深層平板載荷試驗(yàn)：

式中：

E0——變形模量(MPa)；

d——承壓板的直徑或邊長(zhǎng)(m)；

p——p-s曲線線性段的壓力(kPa)；

s——曲線為p對(duì)應(yīng)的沉降(mm)；I0——形狀系數(shù)，按下表查值；——深層平板載荷試驗(yàn)確定地基變形模量的系數(shù)。平板載荷試驗(yàn)2.試驗(yàn)資料的應(yīng)用四、試驗(yàn)資料的整理與應(yīng)用地基基床系數(shù)的確定

a、基準(zhǔn)基床系數(shù)的定義確定：p/s—曲線直線段的斜率，p-s曲線無(wú)直線段時(shí)，p取比列界限的一半及對(duì)應(yīng)的沉降量s注意：此法是采用b=300mm的標(biāo)準(zhǔn)方板測(cè)定。（引用國(guó)外太沙基的建議，

采用1ft×1ft=305mm×305mm）平板載荷試驗(yàn)2.試