岩土工程勘察第7章

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1、第七章典型原位测试第七章典型原位测试岩土工程勘察技术与应用岩土工程勘察技术与应用内容：内容：本章重点介绍载荷试验、静力触探、圆锥 动力触探、标准贯入试验、现场直剪试验、 十字板剪切试验、旁压试验、波速测试、扁 铲侧胀试验和地基土渗透系数试验。本章重点介绍载荷试验、静力触探、圆锥 动力触探、标准贯入试验、现场直剪试验、 十字板剪切试验、旁压试验、波速测试、扁 铲侧胀试验和地基土渗透系数试验。要求：要求：了解原位测试的基本原理、测试方法 和成果应用。本章内容与要求了解原位测试的基本原理、测试方法 和成果应用。本章内容与要求7.1概述概述7.1.1 原位测试技术基本特点原位测试技术基本特点原位测试（

2、in-situ test）技术原位测试（in-situ test）技术指在岩土体基本 保持天然结构、天然含水量及原位应力状态下， 测定岩土体的工程性质，获取有代表性的、反映 岩土实际状态的测试技术的总称。指在岩土体基本 保持天然结构、天然含水量及原位应力状态下， 测定岩土体的工程性质，获取有代表性的、反映 岩土实际状态的测试技术的总称。 它被广泛应用于：它被广泛应用于：工程勘察、监测、监理工程勘察、监测、监理等方面， 是获得岩土体的定量评价、工程设计、施工计算所需 参数的重要手段。等方面， 是获得岩土体的定量评价、工程设计、施工计算所需 参数的重要手段。岩土工程勘察技术与应用岩土工程勘察技术与

3、应用原位测试（原位测试（in-situ test）技术）技术特点：在测试对象保持天然条件下进行， 避免了取样、试样加工等过程中的扰动、 应力释放诸因素干扰，其应力状态更符合 岩土客观实际状态，测试结果比室内试验 数据更为准确可靠。岩土工程勘察技术与应用岩土工程勘察技术与应用7.1.2 原位测试技术分类及适用范围原位测试技术分类及适用范围原位测试方法原位测试方法分类分类：定量和半定量定量和半定量两大类。 原位测试的两大类。 原位测试的应用领域应用领域：包括岩土力学性质及地 基强度测试、岩土体中的应力测量和水文地 质试验三大部分。：包括岩土力学性质及地 基强度测试、岩土体中的应力测量和水文地 质试

4、验三大部分。7.1.3 原位测试技术的主要成就 和发展趋势原位测试技术的主要成就 和发展趋势由于原位测试技术的独特优势，越来越受到 国内外岩土工程界的重视。由于原位测试技术的独特优势，越来越受到 国内外岩土工程界的重视。岩土工程勘察技术与应用岩土工程勘察技术与应用7.2载荷试验载荷试验7.2.1 载荷试验原理载荷试验原理载荷试验载荷试验( loading test)起源于起源于20世纪世纪30年代的 美、苏等国，是一种年代的 美、苏等国，是一种模拟实体基础受荷模拟实体基础受荷的原位试 验，反映的是承压板以下的原位试 验，反映的是承压板以下约约1.52倍压板宽的深度倍压板宽的深度 范围内地基土的

5、范围内地基土的承载力和变形承载力和变形特性。 该试验直观、实用，结果可靠。适用于各类 地基土和软岩、风化岩。根据试验时载荷板置放 的深度分为特性。 该试验直观、实用，结果可靠。适用于各类 地基土和软岩、风化岩。根据试验时载荷板置放 的深度分为浅层（深层）平板载荷试验浅层（深层）平板载荷试验；按承压 形状分为；按承压 形状分为平板与螺旋板平板与螺旋板；按测试对象分为；按测试对象分为基桩 与地基土载荷试验（含岩基载荷试验）。基桩 与地基土载荷试验（含岩基载荷试验）。根据 加载方法式不同又分为根据 加载方法式不同又分为堆载法和锚载法堆载法和锚载法岩土工程勘察技术与应用岩土工程勘察技术与应用7.2.1

6、 主要仪器、设备和试验要点主要仪器、设备和试验要点（a）示意图）示意图(b)现场照片现场照片岩土工程勘察技术与应用岩土工程勘察技术与应用浅层平板载荷试验要点浅层平板载荷试验要点适用范围及承压板规格要求：浅部地基土,承压板不宜小于0.25 m2，对软土不应小于 0.50m2 试坑要求：基坑宽度不应小于承压板宽度或直径的3倍。试验表面宜用20 cm的中粗砂 找平 加荷等级：不应小于8级。最大加荷量不应小于设计要求的2倍 观测时间：每级加载后按间隔10、10、10、15、15min，以后每隔半小时测读一次沉降。 当在连续两小时内，每小时的沉降量小于0.1 mm时则可认为已趋稳定，可加下 一级荷载。

7、终止加载条件：承压板周围的土明显地侧向挤出；沉降s急骤增大，p-s曲线出现陡降 段；在某一级荷载下，24小时内沉降速率不能达到稳定；沉降量与承压的宽度 或直径之比大于或等于0.06。 极限荷载：当满足前三种之一时，其对应的前一级荷载定为极限荷载。 承载力特征值：当p-s曲线上有比例界限时，取该比例界限所对应的荷载值；当极限荷 载不小于对应比例界限的荷载值的2倍时，取极限荷载值的一半；当不能按上述 二款要求确定时，取s/d=0.01-0.015所对应的荷载值，但其值不应大于最大加 载量的一半。 附注：每个场地同一土层参加统计的试验点不宜小于3个，当场地内土层不均匀时，应 适当增加。试验结果统计时

8、，要求基本值的极差不超过平均值的30%，取平均值 作为该土层的地基承压特征值。深层平板载荷试验要点深层平板载荷试验要点适用范围及承压板规格要求： 深部地基土及大直径桩桩端土,承压板采用直径 为0.8 m的刚性板 试坑要求：紧靠承压板周围外侧的土层高度不应小于80cm 加荷等级：按预估极限承压力的1/1015分级加载 观测时间：每级加载后按间隔10、10、10、15、15min，以后每隔半小时测 读一次沉降。当在连续两小时内，每小时的沉降量小于0.1 mm时则可认 为已趋稳定，可加下一级荷载。 终止加载条件：沉降s急骤增大，p-s曲线上有可判定极限承载力的陡降段， 且沉降量超过0.04d（承压板

9、直径）；在某一级荷载下，24小时内沉降 速率不能达到稳定；本级沉降量大于前一级沉降量的5倍；当持力层寺 层坚硬，沉降量很小时，最大加载量不应小于设计要求的2倍。 极限荷载：当满足前三种之一时，其对应的前一级荷载定为极限荷载。 承载力特征值：当p-s曲线上有比例界限时，取该比例界限所对应的荷载值； 当极限荷载不小于对应比例界限的荷载值的2倍时，取极限荷载值的一 半；当不能按上述二款要求确定时，取s/d=0.01-0.015所对应的荷载 值，但其值不应大于最大加载量的一半。 附注：每个场地同一土层参加统计的试验点不宜小于3个，当场地内土层不均 匀时，应适当增加。试验结果统计时，要求基本值的极差不超

10、过平均值 的30%，取平均值作为该土层的承压特征值。7.2.2 成果整理成果整理岩土工程勘察技术与应用岩土工程勘察技术与应用承压板顶部的荷载承压板顶部的荷载沉降沉降时间曲线时间曲线7.2.3 载荷试验成果应用载荷试验成果应用 确定地基承载力特征值确定地基承载力特征值 确定地基土的变形模量确定地基土的变形模量 估算地基土的不排水抗剪强度估算地基土的不排水抗剪强度 估算地基土基床反力系数估算地基土基床反力系数 估算砂土地基实际基础的沉降估算砂土地基实际基础的沉降岩土工程勘察技术与应用岩土工程勘察技术与应用7.3静力触探静力触探 （static cone penetration test）7.3.1

11、 静力触探试验原理静力触探试验原理静力触探试验静力触探试验(CPT)是通过一定的机械 装置，将某种规格的探头用静力匀速压 入土层中，同时用传感器和量测仪表测 试土层对触探头的贯入阻力。是通过一定的机械 装置，将某种规格的探头用静力匀速压 入土层中，同时用传感器和量测仪表测 试土层对触探头的贯入阻力。岩土工程勘察技术与应用岩土工程勘察技术与应用静力触探探头类型静力触探探头类型岩土工程勘察技术与应用岩土工程勘察技术与应用岳阳华能电厂湖堤岳阳华能电厂湖堤静力触探试验静力触探试验现场现场岩土工程勘察技术与应用岩土工程勘察技术与应用7.3.2 静力触探试验资料静力触探试验资料岩土工程勘察技术与应用岩土工

12、程勘察技术与应用（a）静力触探试验及土层剖面）静力触探试验及土层剖面; （b）静力触探试验曲线）静力触探试验曲线CPT资料的整理资料的整理?静力触探原始数据的修正： 包括深度修正、归 零修正、孔压修正、贯入曲线间歇不连续修正等。 ?绘制有关静力触探曲线 。 ?划分土层界线 ：应考虑超前和滞后现象，当上 下层贯入阻力无变化时，可结合摩阻比的变化确定分 层界线；当上下层贯入阻力相差不到一倍时，分层界 线取超前深度和滞后深度的中点或中点偏向小阻力土 层510cm；当上下层贯入阻力相差一倍以上时，取 软土层最后一个或第一个低贯入阻力的深度偏向硬土 层1015cm作为作为分层界线。 ?计算各分层土的静探

13、数据的平均值： 单孔静探 数据平均值可用算术平均值（剔除个别异常值和超前 滞后范围值）；场地各土层的数据平均值可按厚度加 权平均值计。7.3.3 静力触探试验成果应用静力触探试验成果应用确定地基土的强度参数确定地基土的强度参数评价砂土的密实度评价砂土的密实度确定地基土的变形指标确定地基土的变形指标确定地基土的承载力确定地基土的承载力估算单桩承载力估算单桩承载力岩土工程勘察技术与应用岩土工程勘察技术与应用7.4动力触探动力触探(dynamic penetration test)(dynamic penetration test)7.4.1 动力触探试验特点与分类动力触探试验特点与分类动力触探试验

14、动力触探试验是利用锤击动能，将一定规 格的探头打入土中，根据打入土中的阻抗 大小判别土层的变化，对土层进行力学分 层，并确定土层的物理力学性质，对地基 土作出工程地质评价。是利用锤击动能，将一定规 格的探头打入土中，根据打入土中的阻抗 大小判别土层的变化，对土层进行力学分 层，并确定土层的物理力学性质，对地基 土作出工程地质评价。岩土工程勘察技术与应用岩土工程勘察技术与应用动力触探试验类型及规格动力触探试验类型及规格粘性土、粉土、砂土、强 风化岩密实碎石土砂土、碎石 土一般粘性土、素 填土适用范围2012-164-6最大贯入深 度（m）42604225探杆直径 （mm）贯入30cm的锤击数贯入

15、10cm的 锤击数贯入10cm的 锤击数贯入30cm的锤 击数触探指标7621002762502落距（cm）63.50.51201.063.50.5100.2锤重（kg）对开管式贯入器，外径 51mm、内径35mm、长 度700mm、刃角1947圆锥头锥角 60，锥底 截面积 43cm2圆锥头锥角 60，锥 底截面积 43cm2圆锥头锥角60， 锥底截面积 12.6cm2探头规格超重型重型轻型标准贯入试验圆锥动力触探试验动力触探 类型长沙理工大学云塘校区长沙理工大学云塘校区标准贯入试验标准贯入试验现场现场岩土工程勘察技术与应用岩土工程勘察技术与应用重型动力触探探头标准贯入器（单位重型动力触探探

16、头标准贯入器（单位mm）圆锥动力触探试验的主要技术要求圆锥动力触探试验的主要技术要求? （）应采用固定的自动落锤方式； ? （）应保证触探杆连接后的最大偏移度2%，锤击速率一 般为10-20击/min。试验过程中应防止探杆歪斜和侧向晃动； ?（）每贯入1m应将探杆转动一圈半，使探杆垂直贯入并减 少土对探杆的侧阻力；当探杆贯入深度超过10m时，每贯入 0.2m即应转动探杆； ?（）试验时应记录一阵击贯入量（s）和相应的锤击数 （n），则N63.5和N120可按下式计算：? 一般以5击为一阵击，软土中可少于5击。对密实的碎石土可直 接用每贯入10cm的锤击数得出N63.5或N120。 ?（）试验可在钻孔中分段进行，但每一试验段宜连续进行。 否则应记录间歇时间。 ?（）资料整理时应进行杆长修正，并考虑杆侧土的摩擦和 地下水对击数的影响。n 1063.5120 =N(N)s 或7.4.2 圆锥动力触探试验圆锥动力触探试验成果应用成果应用确定砂土和碎石土的