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1、3. 3. 岩土工程勘察方法岩土工程勘察方法岩土工程勘察方法岩土工程勘察方法3.1 3.1 工程地质测绘与调查工程地质测绘与调查工程地质测绘与调查工程地质测绘与调查3.2 3.2 工程地质勘探与物探工程地质勘探与物探工程地质勘探与物探工程地质勘探与物探3.33.3原位测试原位测试原位测试原位测试3.43.4室内试验室内试验室内试验室内试验3.1 工程地质测绘与调查工程地质测绘与调查( (Engineering Geology SurveyingEngineering Geology Surveying) )工程地质测绘工程地质测绘在不打钻的情况下，有时结在不打钻的情况下，有时结合槽、坑探，根据
2、野外调查结果在地形图上填合槽、坑探，根据野外调查结果在地形图上填绘测区的工程地质条件的主要因素，并绘制工绘测区的工程地质条件的主要因素，并绘制工程地质图，为评价建筑场地的稳定性和适宜性程地质图，为评价建筑场地的稳定性和适宜性以及合理确定勘探工作提供依据。以及合理确定勘探工作提供依据。工程地质测绘与调查的要求工程地质测绘与调查的要求工程地质测绘与调查的范围与精度工程地质测绘与调查的范围与精度地质观测点的布置与定位地质观测点的布置与定位工程地质测绘与调查的内容工程地质测绘与调查的内容工程地质测绘与调查的成果资料工程地质测绘与调查的成果资料遥感技术在工程地质测绘与调查的应用遥感技术在工程地质测绘与调
3、查的应用工程地质测绘与调查的要求工程地质测绘与调查的要求工程地质测绘与调查的要求工程地质测绘与调查的要求 工工程程地地质质测测绘绘与与调调查查宜宜在在可可行行性性研研究究勘勘察察阶阶段段或或初初步步勘察阶段进行。并应符合下列要求：勘察阶段进行。并应符合下列要求：对对岩岩石石出出露露或或地地貌貌、地地质质条条件件较较复复杂杂的的场场地地应应进进行行工工程程地地质质测测绘绘。对对地地质质条条件件简简单单的的场场地地，可可采采用用调调查查代代替工程地质测绘。替工程地质测绘。在在可可行行性性研研究究勘勘察察阶阶段段搜搜集集资资料料，宜宜包包括括航航空空像像片片、卫星像片的解译结果。卫星像片的解译结果。
4、在详细勘察阶段可对某些专门地质问题作补充调查。在详细勘察阶段可对某些专门地质问题作补充调查。工程地质测绘与调查的范围与精度工程地质测绘与调查的范围与精度工程地质测绘与调查的范围与精度工程地质测绘与调查的范围与精度 工工程程地地质质测测绘绘与与调调查查的的范范围围，应应包包括括场场地地及及其其附附近近地段，测绘的比例尺和精度应符合下列要求：地段，测绘的比例尺和精度应符合下列要求：测测绘绘所所用用地地形形图图的的比比例例尺尺，可可行行性性研研究究勘勘察察阶阶段段可可选选用用1 50001 50 000；初初步步勘勘察察阶阶段段可可选选用用1 20001 10000;详详细细勘勘察察阶阶段段可可选选
5、用用1 2001 2000。工工程程地质条件复杂时，比例尺可适当放大。地质条件复杂时，比例尺可适当放大。对对工工程程有有重重要要影影响响的的地地质质单单元元体体(滑滑坡坡、断断层层、软软弱弱夹层、洞穴等夹层、洞穴等)，必要时可采用扩大比例尺表示。，必要时可采用扩大比例尺表示。建建筑筑地地段段的的地地质质界界线线、地地质质点点测测绘绘精精度度在在图图上上的的误误差差不应超过不应超过3mm，其他地段不应超过其他地段不应超过5mm。地质观测点的布置与定位地质观测点的布置与定位地质观测点的布置与定位地质观测点的布置与定位地质观测点的布置、密度和定位应满足下列要求：地质观测点的布置、密度和定位应满足下列
6、要求：在在地地质质构构造造线线、地地层层接接触触线线、岩岩性性分分界界线线、标标准准层层位位和每个地质单元体应有地质观测点。和每个地质单元体应有地质观测点。地地质质观观测测点点的的密密度度应应根根据据场场地地的的地地貌貌、地地质质条条件件、成成图比例尺及工程特点等确定，并应具代表性。图比例尺及工程特点等确定，并应具代表性。地地质质观观测测点点应应充充分分利利用用天天然然和和人人工工露露头头，当当露露头头少少时时，应根据具体情况布置一定数量的勘探工作。应根据具体情况布置一定数量的勘探工作。地地质质观观测测点点的的定定位位应应根根据据精精度度要要求求和和地地质质条条件件的的复复杂杂程程度度选选用用
7、目目测测法法、半半仪仪器器法法和和仪仪器器法法。地地质质构构造造线线、地地层层接接触触线线、岩岩性性分分界界线线、软软弱弱夹夹层层、地地下下水水露露头头、有有重重要要影影响响的的不不良良地地质质现现象象等等特特殊殊地地质质观观测测点点，宜宜用用仪器法定位。仪器法定位。工程地质测绘与调查的内容工程地质测绘与调查的内容工程地质测绘与调查的内容工程地质测绘与调查的内容查查明明地地形形、地地貌貌特特征征，地地貌貌单单元元形形成成过过程程及及其其与与地地层层、构造、不良地质现象的关系，划分地貌单元。构造、不良地质现象的关系，划分地貌单元。岩岩土土的的性性质质、成成因因、年年代代、厚厚度度和和分分布布。对
8、对岩岩层层应应查查明明风风化化程程度度，对对土土层层应应区区分分新新近近堆堆积积土土、特特殊殊性性土土的的分布及其工程地质条件。分布及其工程地质条件。 查查明明岩岩层层的的产产状状及及构构造造类类型型、软软弱弱结结构构面面的的产产状状及及其其性性质质，包包括括断断层层的的位位置置、类类型型、产产状状、断断距距、破破碎碎带带的的宽宽度度及及充充填填胶胶结结情情况况，岩岩、土土层层接接触触面面及及软软弱弱夹夹层层的的特特性性等等，第第四四纪纪构构造造活活动动的的形形迹迹、特特点点与与地地震震活活动动的关系。的关系。工程地质测绘与调查的内容工程地质测绘与调查的内容工程地质测绘与调查的内容工程地质测绘
9、与调查的内容查明地下水的类型，补给来源、排泄条件，井、泉的查明地下水的类型，补给来源、排泄条件，井、泉的位置、含水层的岩性特征、埋藏深度、水位变化、污位置、含水层的岩性特征、埋藏深度、水位变化、污染情况及其与地表水体的关系等。染情况及其与地表水体的关系等。搜集气象、水文、植被、土的最大冻结深度等资料。搜集气象、水文、植被、土的最大冻结深度等资料。调查最高洪水位及其发生时间、淹没范围。调查最高洪水位及其发生时间、淹没范围。查明岩溶、土洞、滑坡、泥石流、崩塌、冲沟、断裂、查明岩溶、土洞、滑坡、泥石流、崩塌、冲沟、断裂、地震震害和岸边冲刷等不良地质现象的形成、分布、地震震害和岸边冲刷等不良地质现象的
10、形成、分布、形态、规模、发育程度及其对工程建设的影响。形态、规模、发育程度及其对工程建设的影响。调查人类工程活动对场地稳定性的影响，包括人工洞调查人类工程活动对场地稳定性的影响，包括人工洞穴、地下采空、大挖大填、抽水排水及水库诱发地震穴、地下采空、大挖大填、抽水排水及水库诱发地震等。等。建筑物的变形和建筑经验。建筑物的变形和建筑经验。工程地质测绘与调查的的成果资料工程地质测绘与调查的的成果资料工程地质测绘与调查的的成果资料工程地质测绘与调查的的成果资料工工程程地地质质测测绘绘与与调调查查的的成成果果资资料料应应包包括括工工程程地地质质测测绘绘实实际际材材料料图图、综综合合工工程程地地质质图图或
11、或工工程程地地质质分分区区图图、综综合合地地质质柱柱状状图图、工工程程地地质质剖剖面面图图及及各各种种素素描描图图、照片和文字说明。照片和文字说明。遥感技术在工程地质测绘与调查的应用遥感技术在工程地质测绘与调查的应用遥感技术在工程地质测绘与调查的应用遥感技术在工程地质测绘与调查的应用广广义义的的遥遥感感是是指指空空间间科科学学中中，用用能能量量传传递递信信息息的的技技术术。这这里里指指的的是是狭狭义义的的，即即卫卫星星照照片片和和航航空空照照片片的的解解译译，用用于于工工程程地地质质测测绘绘与与制制图图，它它能能在在很很大大程程度度上上节节省省地地面面测测绘绘的的工工作作量量，做做到到省省时时
12、、高高质、高效、减少劳动强度，节省工程勘察费用。质、高效、减少劳动强度，节省工程勘察费用。收收集集航航片片与与卫卫片片的的数数量量，同同一一地地区区应应有有23套套，一一套套制制作作镶镶嵌嵌略略图，一套用于野外调绘，一套用于室内清绘。图，一套用于野外调绘，一套用于室内清绘。 初初初初步步步步解解解解译译译译阶阶阶阶段段段段，对对航航片片与与卫卫片片进进行行系系统统的的立立体体观观测测，对对地地貌貌及及第第四四纪纪地地质质进进行行解解译译，划划分分松松散散沉沉积积物物与与基基岩岩界界线线，进进行行初初步步构构造造解解译译等等。第第第第二二二二阶阶阶阶段段段段是是是是野野野野外外外外踏踏踏踏勘勘勘
13、勘与与与与验验验验证证证证。携携带带图图象象到到野野外外，核核实实各各典典型型地地质质体体在在照照片片上上的的位位置置，并并选选择择一一些些地地段段进进行行重重点点研研究究，及及在在一一定定间间距距穿穿越越一一些些路路线线，作作一一些些实实测测地地质质剖剖面面和和采采集集必必要要的的岩岩性性地地层层标标本本。最最最最后后后后阶阶阶阶段段段段成成成成图图图图，将将解解译译取取得得的的资资料料，野野外外验验证证取取得得的的资资料料及及其其他他方方法法取取得得的的资资料料，集集中中转转绘绘到到地地形形底底图图上上，然然后后进进行行图图面面结结构构的的分分析析。如如有有不不合合理理现现象象，要要进进行
14、行修修正正，重重新新解解译译。必要时，到野外复验，至整个图面结构合理为止。必要时，到野外复验，至整个图面结构合理为止。3.2 工程地质勘探工程地质勘探( (Engineering Geology ExplorationEngineering Geology Exploration) ) 勘探的主要目的勘探的主要目的 钻探钻探 坑探、井探、槽探、洞探坑探、井探、槽探、洞探 取样取样 物探物探勘探的主要目的勘探的主要目的勘探的主要目的勘探的主要目的揭揭露露并并划划分分地地层层、量量测测界界线线，采采取取岩岩土土样样，鉴鉴定定和和描述岩土特性、成分和产状；描述岩土特性、成分和产状；了了解解地地质质构
15、构造造，不不良良地地质质现现象象的的分分布布、界界限限、形形态态等；等；自自钻钻孔孔中中选选取取岩岩土土试试样样，供供实实验验室室分分析析，以以确确定定岩岩土的物理力学性质；土的物理力学性质；揭揭露露并并测测量量地地下下水水埋埋藏藏深深度度，采采取取水水样样供供实实验验室室分分析，了解其物理化学性质及地下水类型；析，了解其物理化学性质及地下水类型；利利用用钻钻孔孔进进行行孔孔内内原原位位测测试试(如如十十字字板板剪剪力力试试验验、标标准贯入试验、土层剪切波速测量准贯入试验、土层剪切波速测量)。3.2.1 工程地质钻探工程地质钻探 在工程地质勘察中，通过钻探提取岩在工程地质勘察中，通过钻探提取岩
16、芯和采集岩土样以鉴别和划分地层，测芯和采集岩土样以鉴别和划分地层，测定岩土层的物理力学性质，需要时还可定岩土层的物理力学性质，需要时还可直接在钻孔内进行原位测试。直接在钻孔内进行原位测试。 钻探方法的选择钻探方法的选择 钻探计划或设计任务书的内容钻探计划或设计任务书的内容 钻探技术要求钻探技术要求 钻探编录技术要求钻探编录技术要求钻探方法的选择钻探方法的选择钻探方法的选择钻探方法的选择q选择钻探方法应考虑的原则选择钻探方法应考虑的原则:钻进地层的特点及不同方法的有效性。钻进地层的特点及不同方法的有效性。能保证以一定的精度鉴别地层，了解地下水的情况。能保证以一定的精度鉴别地层，了解地下水的情况。
17、尽量避免或减轻对取样段的扰动影响。尽量避免或减轻对取样段的扰动影响。q钻探方法的选择钻探方法的选择:钻探方法可根据地层类别及勘察要求按钻探方法可根据地层类别及勘察要求按 表表3.1 选择选择 勘探浅部土层可采用下列钻探方法：勘探浅部土层可采用下列钻探方法：小口径麻花钻小口径麻花钻(或提土钻或提土钻)钻进；钻进；小口径勺形钻钻进；小口径勺形钻钻进；洛阳铲钻进。洛阳铲钻进。钻钻探探口口径径及及钻钻具具规规格格应应符符合合现现行行国国家家标标准准的的规规定定。成成孔口径应满足取样、测试以及钻进工艺的要求。孔口径应满足取样、测试以及钻进工艺的要求。钻探方法的适用范围钻探方法的适用范围钻探方法的适用范围
18、钻探方法的适用范围 表表表表3.13.1冲击回转钻具冲击回转钻具冲击回转钻具冲击回转钻具a.冲击杆； b.提砂筒； c.冲击钻头； d.空心式螺纹钻头钻探计划或设计任务书的内容钻探计划或设计任务书的内容 钻孔的位置，钻孔的目的，钻进的方法钻孔的位置，钻孔的目的，钻进的方法,钻孔的类型、孔深及孔身结构，开孔和终孔钻孔的类型、孔深及孔身结构，开孔和终孔直径，换径深度直径，换径深度,钻进速度及固壁方法。同时钻进速度及固壁方法。同时应根据已掌握的资料，绘制钻孔设计柱状剖应根据已掌握的资料，绘制钻孔设计柱状剖面图，说明将要遇到的地层岩性、地质构造面图，说明将要遇到的地层岩性、地质构造及水文地质情况；提出
19、工程地质要求、如岩及水文地质情况；提出工程地质要求、如岩芯采取率、取样、试验、观测、止水及编录芯采取率、取样、试验、观测、止水及编录等各方面的要求；说明钻探结束后对钻孔的等各方面的要求；说明钻探结束后对钻孔的处理意见。处理意见。钻探技术要求钻探技术要求钻进深度、岩土分层深度的量测误差范围应为土钻进深度、岩土分层深度的量测误差范围应为土0.05m。非非连连续续取取芯芯钻钻进进的的回回次次进进尺尺，对对螺螺旋旋钻钻探探应应在在1m以以内内；对对岩芯钻探应在岩芯钻探应在2m以内。以内。 对对鉴鉴别别地地层层天天然然湿湿度度的的钻钻孔孔，在在地地下下水水位位以以上上应应进进行行干干钻钻。当必须加水或使
20、用循环液时，应采用双层岩芯管钻进。当必须加水或使用循环液时，应采用双层岩芯管钻进。岩岩芯芯钻钻探探的的岩岩芯芯采采取取率率，对对一一般般岩岩石石不不应应低低于于80，对对破破碎碎岩岩石石不不应应低低于于65。对对需需重重点点查查明明的的部部位位(滑滑动动带带、软软弱弱夹夹层层等等)应应采采用用双双层层岩岩芯芯管管连连续续取取芯芯。当当需需要要确确定定岩岩石石质质量量指指标标RQD时时,应应采采用用75mm口口径径(N型型)双双层层岩岩芯芯管管,且且宜宜采采用用金金刚石头。刚石头。定定向向钻钻进进的的钻钻孔孔应应分分段段进进行行孔孔斜斜测测量量。倾倾角角及及方方位位的的量量侧侧精精度应分别为度应
21、分别为0.1、3.0。钻探编录技术要求钻探编录技术要求野野外外记记录录应应由由经经过过专专业业训训练练的的人人员员承承担担。记记录录应应真真实实及及时时，按钻进回次逐段填写。严禁事后追记。按钻进回次逐段填写。严禁事后追记。钻钻探探现现场场描描述述可可采采用用肉肉眼眼鉴鉴别别、手手触触方方法法，有有条条件件或或勘勘察察工工作有明确要求时，可采用标准化、定量化的方法。作有明确要求时，可采用标准化、定量化的方法。钻钻探探成成果果可可用用钻钻孔孔野野外外柱柱状状图图表表示示。岩岩土土芯芯样样可可根根据据工工程程要要求求一一定定期期限限或或长长期期保保存存，亦亦可可拍拍摄摄岩岩、土土芯芯彩彩照照纳纳入入
22、勘勘察察成成果资料。果资料。各类岩土描述应包括的内容：各类岩土描述应包括的内容：砂砂土土：名名称称、颜颜色色、湿湿度度、密密度度、粒粒径径、浑浑圆圆度度、胶胶结结物、包含物等；物、包含物等；粘粘性性土土、粉粉土土：名名称称、颜颜色色、湿湿度度、密密度度、状状态态、结结构构、包含物等；包含物等；岩岩石石：名名称称、颜颜色色、矿矿物物成成分分、结结构构、风风化化程程度度、节节理理裂隙特征等。裂隙特征等。3.2.2 3.2.2 坑探、井探、槽探、洞探坑探、井探、槽探、洞探坑探、井探、槽探、洞探坑探、井探、槽探、洞探在在建建筑筑场场地地地地质质条条件件比比较较复复杂杂情情况况下下，如如砂砂卵卵石石土土
23、层层，当当较较难难用用钻钻探探方方法法钻钻进进或或不不易易采采取取原原状状土土样样时时,可可采采用用探探井井、探探槽槽进进行行勘勘探探。在在坝坝址址、地地下下工工程程、大大型型边边坡坡等等勘勘察察中中，当当需需详详细细调调查查深深部部岩岩层层性性质质及及其其构构造造特特征时，可采用竖井或平洞。征时，可采用竖井或平洞。探探井井的的深深度度不不宜宜超超过过地地下下水水位位。竖竖井井和和平平洞洞的的深深度度、长度、断面按工程要求确定。长度、断面按工程要求确定。对对探探井井、探探槽槽、探探洞洞除除文文字字描描述述记记录录外外，尚尚应应以以剖剖面面图图、展展开开图图等等反反映映井井、槽槽、洞洞壁壁及及底
24、底部部的的岩岩性性、地地层层分分界界、构构造造特特征征、取取样样及及原原位位试试验验位位置置,并并辅辅以以代代表表性部位的彩色照片。性部位的彩色照片。3.2.3 3.2.3 取样取样取样取样依据岩土工程勘察规范依据岩土工程勘察规范(GB 50021-94)及原状及原状土取样技术标准土取样技术标准(JGJ 89-92)进行进行土试验质量土试验质量取土器类型及其适用范围取土器类型及其适用范围取土器类型取土器类型取样工具的选择取样工具的选择取样技术要求取样技术要求试样的密封、保管和运输试样的密封、保管和运输岩样的采取岩样的采取土试验质量土试验质量土试验质量土试验质量土试样质量等级划分土试样质量等级划
25、分 表表3.2影响取样质量的因素影响取样质量的因素 影响取样质量的因素很多，但主要决定于三个影响取样质量的因素很多，但主要决定于三个环节；即环节；即钻进方法钻进方法钻进方法钻进方法、取样方法取样方法取样方法取样方法和和取土器结构取土器结构取土器结构取土器结构。目前较。目前较为普遍采用的快速压人法，是将比一般土样器稍长的为普遍采用的快速压人法，是将比一般土样器稍长的活塞油压筒取土器快速、均匀地压入土中，或借助机活塞油压筒取土器快速、均匀地压入土中，或借助机械力量通过钢绳、滑车装置，将取土器压入土中。这械力量通过钢绳、滑车装置，将取土器压入土中。这种方法对土试样的扰动程度最小。种方法对土试样的扰动
26、程度最小。取土器类型取土器类型按壁厚可分为按壁厚可分为薄壁薄壁和和厚壁厚壁两类两类按进入土层的方式可分为贯入按进入土层的方式可分为贯入(静压或锤击静压或锤击)及及回转回转两类两类薄壁取土器薄壁取土器薄薄壁壁取取土土器器壁壁厚厚仅仅l.252.0mm，取取样样扰扰动动小小，质质量量高高，但但因因壁壁薄薄，不不能能在在硬硬和和密密实实的的土土层层中中使使用用。按按其其结构形式有以下几种：结构形式有以下几种：敞敞口口式式，国国外外称称为为谢谢尔尔贝贝管管，是是最最简简单单的的一一种种薄薄壁壁取取土器，取样操作简便，但易于逃土。土器，取样操作简便，但易于逃土。固定活塞式固定活塞式水压固定活塞式水压固定
27、活塞式自由活塞式自由活塞式活塞（阀式）取土器活塞（阀式）取土器1.接头;2.联接帽;3.锥形阀;4.余土筒;5.取土筒;6.衬管;7.管靴。1.接头;2.联接帽;3.操纵杆;4.橡皮垫活阀;5.余土筒; 6.衬管; 7.取土筒; 8.管靴。1.接头;2.调节垫片;3.调节螺丝;4.弹簧;5球;6.异径接头;7.余土筒; 8.衬管; 9.取土筒; 10.管靴。固定活塞式固定活塞式 固定活塞式，在敞口薄壁取土器内增加一个活塞以及固定活塞式，在敞口薄壁取土器内增加一个活塞以及一套与之相连接的活塞杆，活塞杆可通过取土器的头部并一套与之相连接的活塞杆，活塞杆可通过取土器的头部并经由钻杆的中空延伸至地面。
28、下放取土器时，活塞处于取经由钻杆的中空延伸至地面。下放取土器时，活塞处于取样管刃口端部，活塞杆与钻杆同步下放，到达取样位置后，样管刃口端部，活塞杆与钻杆同步下放，到达取样位置后，固定活塞杆与活塞，通过钻杆压入取样管进行取样。活塞固定活塞杆与活塞，通过钻杆压入取样管进行取样。活塞的作用在于下放取土器时可排开孔底浮土，上提时可隔绝的作用在于下放取土器时可排开孔底浮土，上提时可隔绝土样顶端的水压、气压、防止逃土，同时又不会象上提活土样顶端的水压、气压、防止逃土，同时又不会象上提活阀那样产生过度的负压引起土样扰动。取样过程中，固定阀那样产生过度的负压引起土样扰动。取样过程中，固定活塞还可以限制土样进入
29、取样管后顶端的膨胀上凸趋势。活塞还可以限制土样进入取样管后顶端的膨胀上凸趋势。因此，固定活塞取土器取样质量高，成功率也高。但因需因此，固定活塞取土器取样质量高，成功率也高。但因需要两套杆件，操作比较费事。固定活塞薄壁取土器是目前要两套杆件，操作比较费事。固定活塞薄壁取土器是目前国际公认的高质量取土器，其代表性型号有国际公认的高质量取土器，其代表性型号有Hvorslev型、型、NGI型等。型等。水压固定活塞式水压固定活塞式 水压固定活塞式水压固定活塞式水压固定活塞式水压固定活塞式，是针对固定活塞式的缺点而制造的，是针对固定活塞式的缺点而制造的改进型。国外以其发明者命名为奥斯特伯格取土器。改进型。
30、国外以其发明者命名为奥斯特伯格取土器。其特点是去掉活塞杆，将活塞连接在钻杆底端，取样其特点是去掉活塞杆，将活塞连接在钻杆底端，取样管则与另一套在活塞缸内的可动活塞取结，取样时通管则与另一套在活塞缸内的可动活塞取结，取样时通过钻杆施加水压，驱动活塞缸内的可动活塞，将取样过钻杆施加水压，驱动活塞缸内的可动活塞，将取样管压入土中，其取样效果与固定活塞式相同，操作较管压入土中，其取样效果与固定活塞式相同，操作较为简便，但结构仍较复杂。为简便，但结构仍较复杂。 自由活塞式自由活塞式自由活塞式自由活塞式，与固定活塞式不同之处在于活塞杆不延，与固定活塞式不同之处在于活塞杆不延伸至地面，而只穿过与接头，并弹簧
31、锥卡予以控制。伸至地面，而只穿过与接头，并弹簧锥卡予以控制。取样时依靠土试样将活塞顶起，操作较为简便，但土取样时依靠土试样将活塞顶起，操作较为简便，但土试样上顶活塞时易受扰动，取样质量不及以上两种。试样上顶活塞时易受扰动，取样质量不及以上两种。回转型取土器回转型取土器回转型取土器有两种回转型取土器有两种:单单动动三三重重(二二重重)管管取取土土器器，类类似似岩岩芯芯钻钻探探中中的的双双层层岩岩芯芯管管，取取样样时时外外管管旋旋转转，内内管管不不动动，故故称称单单动动。如如在在内内管管内内再再加加衬衬管管，则则成成为为三三重重管管。其其代代表表性性型型号号为为丹丹尼尼森森(Denison)取取土
32、土器器。丹丹尼尼森森取取土土器器的的改改进进型型称称为为皮皮切切尔尔(Pitcher)取取土土器器，其其特特点点是是内内管管刃刃口口的的超超前前值值可可通通过过一一个个竖竖向向弹弹簧簧按按土土层层软软硬硬程程度度自自动动调调节节。单单动动三三重重管管取取土土器器可可用用于于中中等等以以至至较较硬硬的的土土层。层。 双双动动三三重重(二二重重)管管取取土土器器，与与单单动动不不同同之之处处在在于于取取样样内内管管也也旋旋转转，因因此此可可切切削削进进入入坚坚硬硬的的地地层层，一一般般适用于坚硬粘性土，密实砂砾以至软岩。适用于坚硬粘性土，密实砂砾以至软岩。 厚壁敞口取土器厚壁敞口取土器(图图)厚厚
33、壁壁敞敞口口取取土土器器，系系指指我我国国目目前前大大多多数数单单位位使使用用的的内内装装镀镀锌锌铁铁皮皮衬衬管管的的对对分分式式取取土土器器。这这种种取取土土器器与与国国际际上上惯惯用用的的取取土土器器相相比比，性性能能相相差差甚甚远远，最最理理想想的的情情况况下，也只能取得下，也只能取得级土样，不能视为高质量的取土器。级土样，不能视为高质量的取土器。目目前前，厚厚壁壁敞敞口口取取土土器器中中，大大多多使使用用镀镀锌锌铁铁皮皮衬衬管管，其其弊弊病病甚甚多多，对对土土样样质质量量影影响响很很大大，应应逐逐步步予予以以淘淘汰汰，代代之之以以塑塑料料或或酚酚醛醛层层压压纸纸管管。目目前前仍仍允允许
34、许使使用用镀镀锌锌铁铁皮皮衬衬管管，但但要要特特别别注注意意保保持持其其形形状状圆圆整整，重重复复使使用用前前应注意整形，清除内外壁粘附的蜡、土或锈斑。应注意整形，清除内外壁粘附的蜡、土或锈斑。考考虑虑我我国国目目前前薄薄壁壁管管材材供供应应的的困困难难，薄薄壁壁取取土土器器只只能能逐逐步步普普及及，故故允允许许以以束束节节式式取取土土器器代代替替薄薄壁壁取取土土器器。但只要有条件，仍以采用标准薄壁取土器为宜。但只要有条件，仍以采用标准薄壁取土器为宜。取土筒取土筒对开式取土筒构造示意圆筒式短取土筒构造示意1.余土筒;2.取土筒;3.衬管;4.管靴。取样工具的选择取样工具的选择不同等级土试样要求
35、的取样工具或方法不同等级土试样要求的取样工具或方法 表表3.33.3注：适用，部分适用，不适用； 采取砂土试样应有防止试样失落的补充措施； 有经验时可用束节式取土器代替薄壁取土器。取样工具的选择取样工具的选择取样技术要求取样技术要求在钻孔中采取在钻孔中采取I、II级土试样时，应满足下列要求：级土试样时，应满足下列要求：在在软软土土、砂砂土土中中宜宜采采用用泥泥浆浆护护壁壁。如如使使用用套套管管，应应保保持持管管内内水水位位等等于于或或稍稍高高于于地地下下水水位位，取取样样位位置置应应低低于于套管底三倍孔径以上的距离。套管底三倍孔径以上的距离。采采用用冲冲洗洗、冲冲击击、振振动动等等方方式式钻钻
36、进进时时，应应在在预预计计取取样样位置位置1m以上改用回转钻进。以上改用回转钻进。下下放放取取土土器器前前应应仔仔细细清清孔孔，孔孔底底残残留留浮浮土土厚厚度度不不应应大大于取土器废土段长度于取土器废土段长度(活塞取土器除外活塞取土器除外)。采采取取土土试试样样宜宜用用快快速速静静力力连连续续压压入入法法，亦亦可可采采用用重重锤锤少击方法，但应有导向装置，避免锤击时摇晃。少击方法，但应有导向装置，避免锤击时摇晃。试样的密封、保管和运输试样的密封、保管和运输I、II、III级级土土试试样样妥妥善善密密封封，防防止止湿湿度度变变化化，并并避避免免曝曝晒晒或或冰冰冻冻。在在运运输输中中应应避避免免振
37、振动动，保保存存时时间间不不宜宜超超过过三三周周。对对易易于于振振动动液液化化和和水水分分离离析析的的土土试试样样宜宜就就近进行试验。近进行试验。取土标签要填写清楚，注明土试样的上、下方向取土标签要填写清楚，注明土试样的上、下方向;土试样装箱时，要垂直装放、垫牢，以减少在运送时土试样装箱时，要垂直装放、垫牢，以减少在运送时的不必要扰动；的不必要扰动；土试样送交实验室时所附的送样单，应填写工程项目土试样送交实验室时所附的送样单，应填写工程项目名称、时间地点、上样编号、采样深度、稳定水位、名称、时间地点、上样编号、采样深度、稳定水位、野外定名和试验要求。野外定名和试验要求。岩样的采取岩样的采取岩岩
38、石石试试样样可可利利用用钻钻探探岩岩芯芯制制作作或或在在探探井井、探探槽槽、竖竖井井、平平洞洞中中刻刻取取。采采取取的的毛毛样样尺尺寸寸应应满满足足试试块块加加工工的的要要求求，在在特特殊殊情情况况下下，试试样样形形状状、尺尺寸寸和和方方向向由由岩体力学试验设计确定。岩体力学试验设计确定。3.2.4 3.2.4 工程物探工程物探工程物探工程物探岩土工程勘察中可在下列方面采用地球物理勘探：岩土工程勘察中可在下列方面采用地球物理勘探：作作为为钻钻探探的的先先行行手手段段，了了解解隐隐蔽蔽的的地地质质界界线线、界界面面或异常点。或异常点。作作为为钻钻探探的的辅辅助助手手段段，在在钻钻孔孔之之间间增增
39、加加地地球球物物理理勘勘探点，为钻探成果的内插、外推提供依据。探点，为钻探成果的内插、外推提供依据。作作为为原原位位测测试试手手段段，测测定定岩岩土土体体的的波波速速、动动弹弹性性模模量、特征周期、土对金屑的腐蚀性等参数。量、特征周期、土对金屑的腐蚀性等参数。各种地球物理勘探方法的适用条件各种地球物理勘探方法的适用条件各种地球物理勘探方法的适用条件各种地球物理勘探方法的适用条件 表表表表3.43.4（续上页表）（续上页表）（续上页表）（续上页表）物探资料的解释物探资料的解释 地地球球物物理理勘勘探探成成果果判判释释时时应应考考虑虑多多解解性性，区区分分有有用用信信息息与与干干扰扰信信号号。需需
40、要要时时应应采采用用多多种种方方法法探探测测，进进行行综综合合判判释释，并并应应有有已已知物探参数或一定数量的钻孔验证。知物探参数或一定数量的钻孔验证。3.3 原位测试技术原位测试技术 原位测试原位测试就是在土原来所处的位置，基本保持土的天就是在土原来所处的位置，基本保持土的天然结构、天然含水量以及天然应力状态的情况下测定然结构、天然含水量以及天然应力状态的情况下测定土的性质。它与钻探取样室内试验相比，有以下土的性质。它与钻探取样室内试验相比，有以下优点优点：n对无法采取不扰动土样或难以采取不扰动土样的土层对无法采取不扰动土样或难以采取不扰动土样的土层（如砂土、粉土、流动淤泥等），运用原位测试
41、技术（如砂土、粉土、流动淤泥等），运用原位测试技术能对其工程性能作出判断；能对其工程性能作出判断；n原位测试的土体体积远比室内试样大，因此测试的性原位测试的土体体积远比室内试样大，因此测试的性能更接近工程实际；能更接近工程实际；n测试比较简便快捷。依据地区经验，可以迅速的确定测试比较简便快捷。依据地区经验，可以迅速的确定土的各种工程性质；土的各种工程性质；n有些原位测试可以得到土性质变化的连续剖面，直观有些原位测试可以得到土性质变化的连续剖面，直观地了解土层在深度上的变化。地了解土层在深度上的变化。常用的原位测试技术常用的原位测试技术常用的原位测试技术常用的原位测试技术工程地质触探试验工程地质
42、触探试验标准贯入试验标准贯入试验剪切波速测试剪切波速测试 地基载荷试验地基载荷试验桩基静载荷试验桩基静载荷试验旁压试验旁压试验十字板剪力试验十字板剪力试验抽水试验抽水试验. . . . . . 工程地质静力触探工程地质静力触探工程地质静力触探工程地质静力触探（CPTCPT）n触探是通过触探杆用动力或静力将金属触探头贯入土触探是通过触探杆用动力或静力将金属触探头贯入土层，并量测各层土对触探头的贯入阻力大小的指标，层，并量测各层土对触探头的贯入阻力大小的指标，从而间接地判断土层及其性质的一种勘探方法和原位从而间接地判断土层及其性质的一种勘探方法和原位测试技术。作为勘探方法，触探可用于划分土层，了测
43、试技术。作为勘探方法，触探可用于划分土层，了解地层的均匀性；作为测试技术，则可估计地基容许解地层的均匀性；作为测试技术，则可估计地基容许承载力和土的变形指标等。承载力和土的变形指标等。n触探根据外力性质不同，分为静力触探和动力触探两触探根据外力性质不同，分为静力触探和动力触探两大类。大类。工程地质静力触探工程地质静力触探工程地质静力触探工程地质静力触探（CPTCPT）静力触探静力触探(CPT)是利用机械传动装置将一个内装电阻应是利用机械传动装置将一个内装电阻应变片和传感器的变片和传感器的金属探头金属探头，通过触探杆匀速压入土中，通过触探杆匀速压入土中，贯入速度为贯入速度为1.2 0.3m/mi
44、n。土层软硬不同，探头所受阻土层软硬不同，探头所受阻力自然也不一样，传感器将土层的这种阻力转变为电讯力自然也不一样，传感器将土层的这种阻力转变为电讯号，并通过电子量测仪器记录下来，同时绘出比贯入阻号，并通过电子量测仪器记录下来，同时绘出比贯入阻力与深度曲线。力与深度曲线。通过通过触探曲线触探曲线分析，可以解决下列问题：分析，可以解决下列问题：查明地基土在水平方向和垂直方向的均匀性变化情况，划分土查明地基土在水平方向和垂直方向的均匀性变化情况，划分土层，确定土的类别；层，确定土的类别；确定建筑物地基土的承载力和变形模量，以及其他物理力学指确定建筑物地基土的承载力和变形模量，以及其他物理力学指标；
45、标；选择地基持力层，预估单桩承载力，以及判别桩可能打入的深选择地基持力层，预估单桩承载力，以及判别桩可能打入的深度；度；检查填土的质量，判别砂土的密度及其在地震作用下液化的可检查填土的质量，判别砂土的密度及其在地震作用下液化的可能性。能性。试验设备试验设备试验设备试验设备 静力触探的主要设备有探头、压力装置、反力装置和静力触探的主要设备有探头、压力装置、反力装置和测试仪器等四部分。测试仪器等四部分。探头：有探头：有单桥探头单桥探头和和双桥探头双桥探头两种。此外，还有能同时两种。此外，还有能同时量测孔压的两用或三用探头，它们是通过在单桥或双桥量测孔压的两用或三用探头，它们是通过在单桥或双桥探头上
46、增加能量量测孔隙水压力的装置来实现的。探头上增加能量量测孔隙水压力的装置来实现的。加压装置加压装置：有液压传动式、手摇链条式和电动丝杆式。：有液压传动式、手摇链条式和电动丝杆式。反力装置反力装置：为防止在探头贯入过程中地层阻力的作用使：为防止在探头贯入过程中地层阻力的作用使触探架被抬起，常需采用反力装置对触探架进行保护。触探架被抬起，常需采用反力装置对触探架进行保护。类型有：下地锚紧固和重物加压。类型有：下地锚紧固和重物加压。量测装置量测装置：有电阻应变仪、数字测力仪、自动记录仪等。：有电阻应变仪、数字测力仪、自动记录仪等。单桥探头单桥探头单桥探头单桥探头 在锥尖上部带有一定长度的侧壁摩擦筒，
47、其侧壁摩擦在锥尖上部带有一定长度的侧壁摩擦筒，其侧壁摩擦筒面积与锥底面积之比为筒面积与锥底面积之比为6:4，它所测定的是锥尖与侧，它所测定的是锥尖与侧阻的综合值。阻的综合值。双桥探头双桥探头双桥探头双桥探头 是将锥尖与侧壁磨擦筒分离，可分别测定单位面积是将锥尖与侧壁磨擦筒分离，可分别测定单位面积上的锥尖阻力和侧摩阻力。上的锥尖阻力和侧摩阻力。静力触探加压装置静力触探加压装置a）液压传动式液压传动式 b）手摇链条式手摇链条式 c）电动丝杆式电动丝杆式静力触探加压装置静力触探加压装置双缸液压静力触探仪双缸液压静力触探仪静力触探加压装置静力触探加压装置电动机械式静力触探仪电动机械式静力触探仪适用性适
48、用性 静力触探试验适用于粘性土、粉土砂土及静力触探试验适用于粘性土、粉土砂土及少量碎石的土层。可测定比贯入阻力、侧壁少量碎石的土层。可测定比贯入阻力、侧壁摩阻力、锤尖阻力和孔隙水压力。触探资料摩阻力、锤尖阻力和孔隙水压力。触探资料除了用以划分土层外，还可以作为确定地基除了用以划分土层外，还可以作为确定地基承载力的依据。承载力的依据。试验方法试验方法试验方法（略）。试验方法（略）。试验终止条件：试验终止条件： 当贯入到预定深度或出现下列情况之一者，当贯入到预定深度或出现下列情况之一者，可终止试验：可终止试验：触探机的负荷达到额定荷载的触探机的负荷达到额定荷载的120%时；时；探头贯入阻力达到额定
49、荷载的探头贯入阻力达到额定荷载的120%时；时；探杆螺纹部分的应力超过容许强度时；探杆螺纹部分的应力超过容许强度时；反力装置失效时。反力装置失效时。试验资料的整理试验资料的整理:原始记录中的异常情况及处理原始记录中的异常情况及处理曲线整体形态异常曲线整体形态异常重做试验；重做试验；曲线中深度误差与回零误差显著超过规定误差标准曲线中深度误差与回零误差显著超过规定误差标准重新试验；重新试验；记录数据或绘图曲线上的零点漂移，即零读数问题记录数据或绘图曲线上的零点漂移，即零读数问题一般按回零段内线性内插法进行校正，校正值一般按回零段内线性内插法进行校正，校正值等于读数值减零读数内插值，但应注意零读数的
50、正等于读数值减零读数内插值，但应注意零读数的正负之别；负之别；自动绘图曲线上的脱节或出现喇叭口现象自动绘图曲线上的脱节或出现喇叭口现象由于由于贯入停顿间歇引起，贯入停顿间歇引起，修正修正时应以停机与开机后时应以停机与开机后10cm深度内的曲线点相连成圆滑的曲线；深度内的曲线点相连成圆滑的曲线；试验资料的整理试验资料的整理:原始记录中的异常情况及处理原始记录中的异常情况及处理深度修正深度修正记录深度与实际深度有误差时应按深度线性地修记录深度与实际深度有误差时应按深度线性地修正深度误差。如有触探探头测斜数据，可依据每间隔正深度误差。如有触探探头测斜数据，可依据每间隔1m的各深的各深度的偏斜角度的偏
51、斜角 （相对铅垂线）进行深度修正：（相对铅垂线）进行深度修正：式中：式中： hi第第i段深度修正值段深度修正值(m)； i、 i-1第第i次及次及i-1次实测的偏斜角次实测的偏斜角(o)。这样，到深度处这样，到深度处hn的深度修正值的深度修正值 hn为：为：实际的深度为：实际的深度为：静力触探曲线脱节修正静力触探曲线脱节修正静力触探曲线脱节修正静力触探曲线脱节修正试验资料的整理试验资料的整理:绘制单孔静力触探曲线绘制单孔静力触探曲线静力触探资料整理时所绘制的曲线包括：静力触探资料整理时所绘制的曲线包括：比贯入阻力（比贯入阻力（p s）-深度（深度（h）曲线曲线锥尖阻力（锥尖阻力（qc）-深度（
52、深度（h）曲线曲线侧摩阻力（侧摩阻力（f s）-深度（深度（h）曲线曲线摩阻比（摩阻比（R f）-深度（深度（h）曲线曲线典型的静力触探典型的静力触探粘性土曲线粘性土曲线粉土曲线粉土曲线砂土曲线砂土曲线含硬杂质土曲线含硬杂质土曲线淤泥质土曲线淤泥质土曲线(单桥、单桥、双桥）双桥）试验资料的整理试验资料的整理:静力触探成果的应用静力触探成果的应用划分地层界线划分地层界线 根据静力触探曲线对地基土进行力学分层，或参照钻根据静力触探曲线对地基土进行力学分层，或参照钻孔分层结合静探曲线的大小和形态特征，进行土层工孔分层结合静探曲线的大小和形态特征，进行土层工程分层，确定分层界线。程分层，确定分层界线。
53、各层土触探指标的计算各层土触探指标的计算计算各静探孔各分层的触探指标平均值时，应剔计算各静探孔各分层的触探指标平均值时，应剔除个别异常值及超前滞后值，用算术平均值法计除个别异常值及超前滞后值，用算术平均值法计算。算。计算勘察场地各分层的触探指标平均值时，按各计算勘察场地各分层的触探指标平均值时，按各孔穿越该层的厚度作为权，用加权平均值法计算。孔穿越该层的厚度作为权，用加权平均值法计算。在判别砂土液化时，对触探指标变化较大且较薄在判别砂土液化时，对触探指标变化较大且较薄的夹层或互层，应分别计算各土层的触探指标。的夹层或互层，应分别计算各土层的触探指标。试验资料的整理试验资料的整理:静力触探成果的
54、应用静力触探成果的应用计算土的强度参数：计算土的强度参数：计算粘性土的不排水抗剪强度计算粘性土的不排水抗剪强度Cu：Cu = (qc - 0) / Nk式中：式中： 0原位总的上覆压力（原位总的上覆压力（kPa）。）。 Nk锥头系数，按经验选取；灵敏性粘土锥头系数，按经验选取；灵敏性粘土Nk=5.58； 软软-中等粘土中等粘土Nk=521，随随Ip增大而减少；增大而减少；超固结粘性土超固结粘性土Nk=175。计算砂土的相对密度计算砂土的相对密度Dr和内摩擦角和内摩擦角 。试验资料的整理试验资料的整理:静力触探成果的应用静力触探成果的应用计算土的变形参数：计算土的变形参数：计算土的压缩模量计算土
55、的压缩模量Es : （JGJ72-2004) 一般粘性土：一般粘性土：Es =3.3ps +3.2 0.8ps 5.0(MPa) Es =3.7qc +3.4 0.7qc 4.0(MPa) 粉土及粉细砂：粉土及粉细砂：Es =（34）ps 3.0ps 25.0(MPa) Es =（3.44.4）qc 2.6qc 22.0(MPa)计算饱和粘土不排水压缩模量计算饱和粘土不排水压缩模量Eu：铁道部静力触探技术规则铁道部静力触探技术规则中认为对中认为对ps为为0.1341MPa的饱和粘性土，用下式计算：的饱和粘性土，用下式计算：Eu=11.0ps+0.12Eu=11.4ps计算砂土的压缩模量计算砂土
56、的压缩模量Es：Es= qc 式中：式中： 的取值为的取值为1.44.0。试验资料的整理试验资料的整理:静力触探成果的应用静力触探成果的应用 确定地基土承载力确定地基土承载力确定地基土承载力确定地基土承载力 估算土的固结系数估算土的固结系数估算土的固结系数估算土的固结系数 确定单桩承载力确定单桩承载力确定单桩承载力确定单桩承载力概述概述 动力触探动力触探是将一定重量的穿心锤从一定高度（落距）是将一定重量的穿心锤从一定高度（落距）自由下落，使带有触探头的触探杆贯入土中一定深自由下落，使带有触探头的触探杆贯入土中一定深度，根据锤击数来判断土的性质。动力触探分为轻度，根据锤击数来判断土的性质。动力触
57、探分为轻(N10)、中中(N63.5)、重（重（N120）型三种。型三种。 圆锥动力触探用于：圆锥动力触探用于：划分土层划分土层;定性地评价土的均匀性；定性地评价土的均匀性； 定量地评定土的物理力学性质和土的工程性能定量地评定土的物理力学性质和土的工程性能轻型动力触探轻型动力触探轻型动力触探轻型动力触探 轻型动力触探轻型动力触探主要由圆锥头、触探杆、主要由圆锥头、触探杆、穿心锤组成（穿心锤组成（图示图示）。触探杆用直径）。触探杆用直径25mm的金属管制成，每根长的金属管制成，每根长1.01.5m。穿心锤质量为穿心锤质量为10kg，其落距为其落距为50cm。试验时，先将轻便钻具钻到试验土层标试验
58、时，先将轻便钻具钻到试验土层标高，然后对土层连续进行触探，将触探高，然后对土层连续进行触探，将触探杆竖直打入土层中，记录每打入土层杆竖直打入土层中，记录每打入土层30cm的锤击数的锤击数N10。通常用于贯入深度通常用于贯入深度小于小于4m的一般粘性土和粘性素填土层。的一般粘性土和粘性素填土层。触探指标的修正触探指标的修正触探指标的修正触探指标的修正1 1、杆长的影响：、杆长的影响：、杆长的影响：、杆长的影响： 牛顿碰撞理论，杆长增加，由探杆传给探头的有效能牛顿碰撞理论，杆长增加，由探杆传给探头的有效能量减少，使击数偏大；原有的一些动力触探规程均规量减少，使击数偏大；原有的一些动力触探规程均规定
59、进行杆长修正。定进行杆长修正。N63.5= N * 63.5 式中：式中： 杆长修正系数；杆长修正系数；2 2、杆侧摩擦的影响：、杆侧摩擦的影响：、杆侧摩擦的影响：、杆侧摩擦的影响： 一般可不考虑侧壁摩擦和自重压力的影响；如缺乏经一般可不考虑侧壁摩擦和自重压力的影响；如缺乏经验，应采取措施消除侧壁摩擦的影响（如用泥浆）。验，应采取措施消除侧壁摩擦的影响（如用泥浆）。触探指标的修正触探指标的修正触探指标的修正触探指标的修正3 3、地下水的影响：、地下水的影响：、地下水的影响：、地下水的影响： 对地下水位以下的中、粗砾石和圆砾、卵石层，校正对地下水位以下的中、粗砾石和圆砾、卵石层，校正如下：如下：
60、N63.5=1.1N63.5+1.0 式中：式中： N63.5经地下水影响校正后的锤击数。经地下水影响校正后的锤击数。 水电部的规程不考虑地下水的影响。水电部的规程不考虑地下水的影响。4 4、上覆压力的影响：、上覆压力的影响：、上覆压力的影响：、上覆压力的影响： 对于一定粒度成分的砂土，动力触探锤击数对于一定粒度成分的砂土，动力触探锤击数N与相对与相对密度密度Dr和上覆压力和上覆压力 v0存在一定的关系：存在一定的关系：N / D2r=a+b v0 式中：式中：a，b经验系数，与砂土的粒度组成有关。经验系数，与砂土的粒度组成有关。动力触探的应用动力触探的应用动力触探的应用动力触探的应用运用动力
61、触探主要可以解决下列问题：运用动力触探主要可以解决下列问题：运用动力触探主要可以解决下列问题：运用动力触探主要可以解决下列问题：对地基土进行力学分层并评价其均匀性；对地基土进行力学分层并评价其均匀性；确定砂土的密实度；确定砂土的密实度；利用触探指标和土的物理力学性质间的相互关系，利用触探指标和土的物理力学性质间的相互关系，对地基土层的工程性质进行评价；对地基土层的工程性质进行评价；确定地基土的承载力；确定地基土的承载力；在土方工程中检查和控制回填土的夯压质量；在土方工程中检查和控制回填土的夯压质量；评价饱和砂土地震时的液化可能性；评价饱和砂土地震时的液化可能性；概述概述概述概述标准贯入试验标准
62、贯入试验是动力触探的一种，其触探头不是圆锥是动力触探的一种，其触探头不是圆锥探头，而是标准规格的圆筒形探头（由两个半圆管合探头，而是标准规格的圆筒形探头（由两个半圆管合成的取土器），称之为贯入器。利用规定的落锤能量成的取土器），称之为贯入器。利用规定的落锤能量（锤质量（锤质量63.5kg，落距落距76cm）将贯入器打入钻孔孔底将贯入器打入钻孔孔底的土中，根据贯入的难易程度，判别土层的变化情况的土中，根据贯入的难易程度，判别土层的变化情况和土的工程性质。贯入阻力的大小用贯入器贯入土中和土的工程性质。贯入阻力的大小用贯入器贯入土中30cm的锤击数的锤击数N63.5来表示。来表示。 优点：操作简便，
63、地层适应性广，对不易钻探取样的优点：操作简便，地层适应性广，对不易钻探取样的优点：操作简便，地层适应性广，对不易钻探取样的优点：操作简便，地层适应性广，对不易钻探取样的砂土和砂质粉土砂土和砂质粉土砂土和砂质粉土砂土和砂质粉土尤为适用，但土中含有较大碎石时使尤为适用，但土中含有较大碎石时使尤为适用，但土中含有较大碎石时使尤为适用，但土中含有较大碎石时使用受限制。通过标准贯入试验，从贯入器中还用受限制。通过标准贯入试验，从贯入器中还用受限制。通过标准贯入试验，从贯入器中还用受限制。通过标准贯入试验，从贯入器中还可取得可取得可取得可取得扰动土样扰动土样扰动土样扰动土样，可对土层进行，可对土层进行，可
64、对土层进行，可对土层进行直接观察直接观察直接观察直接观察，利用扰动土样可，利用扰动土样可，利用扰动土样可，利用扰动土样可以进行以进行以进行以进行鉴别土类鉴别土类鉴别土类鉴别土类的有关试验。的有关试验。的有关试验。的有关试验。 缺点：离散性较大，故只能粗略的评定土的工程性质。缺点：离散性较大，故只能粗略的评定土的工程性质。缺点：离散性较大，故只能粗略的评定土的工程性质。缺点：离散性较大，故只能粗略的评定土的工程性质。概述概述概述概述重型动力触探标准贯入试验（重型动力触探标准贯入试验（SPT）主要适用于砂土、主要适用于砂土、粉土及一般粘性土。粉土及一般粘性土。其设备主要有标准贯入器、触探杆直径（其
65、设备主要有标准贯入器、触探杆直径（ 42mm）和和穿心锤三部分组成。穿心锤三部分组成。试验的试验的操作要点操作要点是：先用钻具钻至试验土层标高以上是：先用钻具钻至试验土层标高以上约约15cm处，以避免下层土受到扰动。贯入时，将质量处，以避免下层土受到扰动。贯入时，将质量为为63.5kg的穿心锤以的穿心锤以76cm的落距自由下落，先将贯入的落距自由下落，先将贯入器垂直大入土层中器垂直大入土层中15cm（此时不记击数）。以后继续此时不记击数）。以后继续贯入土层中贯入土层中30cm，记录锤击数，即为实测的锤击数记录锤击数，即为实测的锤击数N，然后拔出贯入器，取出其中的土样进行鉴别描述。然后拔出贯入器
66、，取出其中的土样进行鉴别描述。标贯击数修正标贯击数修正标贯击数修正标贯击数修正1. 1. 杆长修正杆长修正杆长修正杆长修正 当钻杆长度大于3m时，锤击数应按下式进行触探杆长度校正： N63.5=N (1)式中 N63.5 标准贯入试验锤击数； 触探杆长度校正系数，按表1确定； N实测的锤击数。现行的规范均已不再要求对标贯击数进行杆长修正。标贯击数修正标贯击数修正标贯击数修正标贯击数修正2 2、上覆压力的修正：、上覆压力的修正：、上覆压力的修正：、上覆压力的修正： 国内对此未予重视，国外则做过较多研究，认为：N1=cNN 式中：cN上覆压力修正系数3 3、地下水的修正、地下水的修正、地下水的修正
67、、地下水的修正： 对d10=0.10.05mm的饱和粉细砂，当实测标贯击数N15时，按下式修正：N=45+1/2(N-15)标贯试验的成果整理标贯试验的成果整理标贯试验的成果整理标贯试验的成果整理1、标贯试验成果整理时，应注明：钻孔孔径、钻进、标贯试验成果整理时，应注明：钻孔孔径、钻进方式、护孔方式、落锤方式、地下水位及孔内水方式、护孔方式、落锤方式、地下水位及孔内水位。初始贯入度、预打击数、试验标准贯入击数、位。初始贯入度、预打击数、试验标准贯入击数、深度、扰动土的鉴别和描述等。深度、扰动土的鉴别和描述等。 2、绘制标贯击数、绘制标贯击数N与深度的关系曲线。与深度的关系曲线。标贯试验的应用标
68、贯试验的应用标贯试验的应用标贯试验的应用1、判定粘性土的稠度状态；、判定粘性土的稠度状态；2、判定砂土的密实度；、判定砂土的密实度；3、划分风化岩石的类别；、划分风化岩石的类别；4、评定土的强度指标；、评定土的强度指标；5、评定土的变形参数；、评定土的变形参数；6、评定地基土承载力；、评定地基土承载力；7、估算地基基床系数；、估算地基基床系数；8、判别饱和砂土、粉土的液化；等等、判别饱和砂土、粉土的液化；等等旁压试验简介旁压试验简介旁压试验旁压试验亦称横压试验，是利用圆柱形旁压器弹性膜亦称横压试验，是利用圆柱形旁压器弹性膜在土中的扩张，对周围土体施加均匀压力，测得压力在土中的扩张，对周围土体施
69、加均匀压力，测得压力与径向变形的关系，从而可估算出地基土的强度、变与径向变形的关系，从而可估算出地基土的强度、变形等岩土工程参数。形等岩土工程参数。目前，旁压试验的目前，旁压试验的最大深度最大深度可达可达70m。试验设备试验设备：主要有旁压器、加压稳压装置、变形量测：主要有旁压器、加压稳压装置、变形量测装置等组成。（如图）装置等组成。（如图）旁压试验适用于旁压试验适用于测定粘性土、粉土、砂土、碎石土、测定粘性土、粉土、砂土、碎石土、软质岩石和风化岩的变形模量、压缩模量、和确定地软质岩石和风化岩的变形模量、压缩模量、和确定地基容许承载力，其基本原理与载荷试验相仿。基容许承载力，其基本原理与载荷试
70、验相仿。旁压试验简介旁压试验简介优点优点：1）旁压试验的物理模型为轴对称的圆柱形孔）旁压试验的物理模型为轴对称的圆柱形孔的扩张问题；的扩张问题；2）旁压试验可用来估计原位水平应力；）旁压试验可用来估计原位水平应力；3）旁压试验可用来推求水平不排水切应力）旁压试验可用来推求水平不排水切应力-应变关系；应变关系；4）测试方便，不受地下水位的限制。）测试方便，不受地下水位的限制。现场试验时，旁压器的量测腔应置于同一土层内，试现场试验时，旁压器的量测腔应置于同一土层内，试验点的垂直间距不宜小于验点的垂直间距不宜小于1m，每层土不应少于每层土不应少于1个测个测试点，厚度大于试点，厚度大于3m的土层不应少
71、于的土层不应少于2个测试点。加荷个测试点。加荷等级可采用预计极限压力的等级可采用预计极限压力的1/81/12，在加荷的初始，在加荷的初始阶段，加荷等级宜小，或作卸荷再加荷以减少土层的阶段，加荷等级宜小，或作卸荷再加荷以减少土层的扰动。每级压力应维持扰动。每级压力应维持1min或或3min再施加下一级压再施加下一级压力，维持力，维持1min时，加荷后时，加荷后15，30，60秒测读变形量；秒测读变形量；维持维持3min时，加荷后时，加荷后60，120，180秒测读变形量。秒测读变形量。当当当当量测腔的扩张体积相当于量测腔的固有体积时，可终量测腔的扩张体积相当于量测腔的固有体积时，可终量测腔的扩张
72、体积相当于量测腔的固有体积时，可终量测腔的扩张体积相当于量测腔的固有体积时，可终止测量。止测量。止测量。止测量。旁压试验资料整理及其应用旁压试验资料整理及其应用根据试验测得的资料，绘制压力与体积变化曲线（根据试验测得的资料，绘制压力与体积变化曲线（P-V曲曲线）（线）（如图如图），旁压试验可得到四个参数，即初始压），旁压试验可得到四个参数，即初始压力力P0，临塑压力临塑压力Pf，极限压力极限压力PL，以及旁压膜量以及旁压膜量Em。由压力与体积曲线第由压力与体积曲线第II阶段的斜率（阶段的斜率（ P/ V）得到。得到。对于线形弹性的各向同性体，对于线形弹性的各向同性体， Em（kPa）可按可按下
73、式下式计计算：算：Em=2(1+ )(V+Vm) P/ V 10-3式中：式中：Em 旁压模量；旁压模量； 地基土的泊松比；地基土的泊松比； V旁压器量测腔（中腔）初始固有体积旁压器量测腔（中腔）初始固有体积cm3）；）； Vm旁压曲线直线段头尾中间的平均扩张体积旁压曲线直线段头尾中间的平均扩张体积（ cm3 ）；）； Vm= (V0+Vf )/2 P/ V 旁压曲线直线段的斜率（旁压曲线直线段的斜率（kPa/ cm3 ）旁压试验资料整理及其应用旁压试验资料整理及其应用此外，尚可根据旁压试验特征值计算地基承载力：此外，尚可根据旁压试验特征值计算地基承载力： 临塑荷载法临塑荷载法fk=Pf-P0
74、 极限荷载法极限荷载法fk=(PL-P0)/Fs式中：式中： fk地基承载力（地基承载力（kPa）；）； Fs安全系数，一般取安全系数，一般取23，也可根据地区经，也可根据地区经验确定。验确定。 对于一般土采用临塑荷载法，对旁压曲线过临塑压对于一般土采用临塑荷载法，对旁压曲线过临塑压力后急剧变陡的土宜采用极限荷载法。力后急剧变陡的土宜采用极限荷载法。初始阶段似弹性阶段塑性阶段十字板剪切试验简介十字板剪切试验简介十字板剪切试验简介十字板剪切试验简介 十字板剪切试验十字板剪切试验十字板剪切试验十字板剪切试验是一种原位测定饱和软粘土抗剪强度是一种原位测定饱和软粘土抗剪强度的方法，它所测定的抗剪强度值
75、，相当于天然土层试的方法，它所测定的抗剪强度值，相当于天然土层试验深度处，在上覆压力作用下的固结不排水抗剪强度，验深度处，在上覆压力作用下的固结不排水抗剪强度，在理论上它相当于室内三轴不排水剪总强度或无侧限在理论上它相当于室内三轴不排水剪总强度或无侧限抗压强度的一半。抗压强度的一半。 十字板剪切试验十字板剪切试验十字板剪切试验十字板剪切试验是将具有一定高和直径之比的十字板是将具有一定高和直径之比的十字板插入土层中，通过钻杆对十字板头施加扭矩使其等速插入土层中，通过钻杆对十字板头施加扭矩使其等速旋转，根据土的抵抗扭矩求算出地基土的抗剪强度旋转，根据土的抵抗扭矩求算出地基土的抗剪强度Cu。十字板剪
76、力试验可以很好的模拟地基土排水条件和天十字板剪力试验可以很好的模拟地基土排水条件和天然受力状态，对试验土层扰动性小、测试精度高。但然受力状态，对试验土层扰动性小、测试精度高。但严格地讲，十字板剪力试验只适用于内摩擦角严格地讲，十字板剪力试验只适用于内摩擦角 =0的的饱和粘土。饱和粘土。十字板剪切试验简介十字板剪切试验简介十字板剪切试验简介十字板剪切试验简介十字板剪力仪主要由十字板头、传力系统、施力装十字板剪力仪主要由十字板头、传力系统、施力装置和测力装置等组成。置和测力装置等组成。按照力的传感方式十字板可分为机械式和电测式两按照力的传感方式十字板可分为机械式和电测式两类。类。十字板剪切试验简介
77、十字板剪切试验简介十字板剪切试验简介十字板剪切试验简介适用条件：适用条件：适用条件：适用条件：只适用于测定饱和软粘性土的抗剪强度，对于具有薄层粉砂、只适用于测定饱和软粘性土的抗剪强度，对于具有薄层粉砂、粉土夹层的软粘性土，测定结果往往偏大，而且成果比较分粉土夹层的软粘性土，测定结果往往偏大，而且成果比较分散；对于含有砂层、砾石、贝壳、树根及其他分解有机质的散；对于含有砂层、砾石、贝壳、树根及其他分解有机质的土层是不适用的。故试验前，先勘察，摸清土层分布情况。土层是不适用的。故试验前，先勘察，摸清土层分布情况。 对于正常固结的饱和软粘土，该试验能反映出软粘土的天然对于正常固结的饱和软粘土，该试验
78、能反映出软粘土的天然强度随深度而增大的规律。强度随深度而增大的规律。现场十字板剪力试验强度比室内试验测值要大，一般约大现场十字板剪力试验强度比室内试验测值要大，一般约大50%80%。十字板抗剪强度值与实际比较，也总是偏大；故。十字板抗剪强度值与实际比较，也总是偏大；故要进行修正：要进行修正：Cu = Cu式中：式中： 修正系数，随土的塑性指数而异；修正系数，随土的塑性指数而异； Cu、Cu使用值与实际值。使用值与实际值。电测电测十字板试验测定的不排水抗剪强度往往比普通十字板试十字板试验测定的不排水抗剪强度往往比普通十字板试验测定的小验测定的小15%20%。十字板剪切试验简介：十字板剪切试验简介
79、：十字板剪切试验简介：十字板剪切试验简介：成果应用成果应用成果应用成果应用 评定软土的地基承载力：评定软土的地基承载力：评定软土的地基承载力：评定软土的地基承载力： 软土地基承载力标准值用下式计算：软土地基承载力标准值用下式计算：fk=2(Cu)Fv+ h 式中：式中： (Cu)Fv现场十字板试验实测值（现场十字板试验实测值（kPa)； 土的重度（土的重度（kN/m3）；）； h基础埋置深度（基础埋置深度（m）。）。 估算土的液性指数估算土的液性指数估算土的液性指数估算土的液性指数I IL L： 估算土的应力历史：估算土的应力历史：估算土的应力历史：估算土的应力历史： 土的超固结比土的超固结比
80、OCR用下式计算：用下式计算：式中：式中： v上覆有效土压力（上覆有效土压力（kPa）；）； (Cu)F 现场不排水抗剪强度（工程用）（现场不排水抗剪强度（工程用）（kPa）。）。十字板剪切试验简介：十字板剪切试验简介：十字板剪切试验简介：十字板剪切试验简介：成果应用成果应用成果应用成果应用 估算地基土灵敏度：估算地基土灵敏度：估算地基土灵敏度：估算地基土灵敏度：St=Cu / Cu式中：式中： Cu试验点原状土不排水抗剪强度，试验点原状土不排水抗剪强度， =Pf f ； Cu扰动土不排水抗剪强度（或称残余强度），扰动土不排水抗剪强度（或称残余强度），=Kc(Pf f ) ； Pf ， Pf
81、剪损原状土与扰动土的总作用力；剪损原状土与扰动土的总作用力； Kc十字板常数，十字板常数，=2R/ D2(D/3+H)；其中其中D、H、R为十字板头直径、高度和施力转盘半径。为十字板头直径、高度和施力转盘半径。 灵敏度灵敏度St对判断土层成因、结构性以及了解扰动因素对对判断土层成因、结构性以及了解扰动因素对软粘性土强度的影响是很有用的指标，尤其是对于某些特殊软粘性土强度的影响是很有用的指标，尤其是对于某些特殊工程（如一些活荷载变化剧烈而且频繁的料仓等），需要了工程（如一些活荷载变化剧烈而且频繁的料仓等），需要了解土层结构破坏后其残余强度的大小。这种影响在软粘性土解土层结构破坏后其残余强度的大小
82、。这种影响在软粘性土中常较剧烈，在上海中常较剧烈，在上海St一般为一般为36，而其他地区如天津新港，而其他地区如天津新港海淤有的达海淤有的达1013。十字板剪切试验简介：十字板剪切试验简介：十字板剪切试验简介：十字板剪切试验简介：成果应用成果应用成果应用成果应用 十字板强度十字板强度十字板强度十字板强度C Cu u可用于水利工程软基及其他软粘性土填、可用于水利工程软基及其他软粘性土填、可用于水利工程软基及其他软粘性土填、可用于水利工程软基及其他软粘性土填、挖方斜坡工程的稳定性分析与核算。挖方斜坡工程的稳定性分析与核算。挖方斜坡工程的稳定性分析与核算。挖方斜坡工程的稳定性分析与核算。 特别是应用
83、轻便型十字板仪，可在施工中随时测定。特别是应用轻便型十字板仪，可在施工中随时测定。例如对已经破坏的软基或斜坡，其滑动带由于土的强例如对已经破坏的软基或斜坡，其滑动带由于土的强度比滑动带上、下土的强度有显著降低，所以用轻便度比滑动带上、下土的强度有显著降低，所以用轻便十字板仪能较好地确定它的位置。十字板仪能较好地确定它的位置。剪切波速测试简介剪切波速测试简介剪切波速测试简介剪切波速测试简介 天然地基常常不是单一的均质土体，而是具有多层结天然地基常常不是单一的均质土体，而是具有多层结天然地基常常不是单一的均质土体，而是具有多层结天然地基常常不是单一的均质土体，而是具有多层结构的非均质土体。为了解地
84、基土层的空间变化情况，构的非均质土体。为了解地基土层的空间变化情况，构的非均质土体。为了解地基土层的空间变化情况，构的非均质土体。为了解地基土层的空间变化情况，提供与波速有关的岩土参数计算土层的动剪切模量提供与波速有关的岩土参数计算土层的动剪切模量提供与波速有关的岩土参数计算土层的动剪切模量提供与波速有关的岩土参数计算土层的动剪切模量GGdodo、分析地基土类型与建筑场地类别，以及进行地基土层分析地基土类型与建筑场地类别，以及进行地基土层分析地基土类型与建筑场地类别，以及进行地基土层分析地基土类型与建筑场地类别，以及进行地基土层的地震反应计算，必须利用土层的剪切波速资料。因的地震反应计算，必须
85、利用土层的剪切波速资料。因的地震反应计算，必须利用土层的剪切波速资料。因的地震反应计算，必须利用土层的剪切波速资料。因此，对于重要工程应作现场钻孔土层波速测试。此，对于重要工程应作现场钻孔土层波速测试。此，对于重要工程应作现场钻孔土层波速测试。此，对于重要工程应作现场钻孔土层波速测试。 建筑抗震设计规范规定建筑抗震设计规范规定建筑抗震设计规范规定建筑抗震设计规范规定1010层以上或高度超过层以上或高度超过层以上或高度超过层以上或高度超过3030mm的建筑物场地应实测土层剪切波速，每个场地不少于的建筑物场地应实测土层剪切波速，每个场地不少于的建筑物场地应实测土层剪切波速，每个场地不少于的建筑物场
86、地应实测土层剪切波速，每个场地不少于2 2个点，高层建筑群场地每个高层建筑物不少于个点，高层建筑群场地每个高层建筑物不少于个点，高层建筑群场地每个高层建筑物不少于个点，高层建筑群场地每个高层建筑物不少于1 1个点。个点。个点。个点。 土层剪切波速测试可分为单孔测速法和跨孔测速法两土层剪切波速测试可分为单孔测速法和跨孔测速法两土层剪切波速测试可分为单孔测速法和跨孔测速法两土层剪切波速测试可分为单孔测速法和跨孔测速法两种。种。种。种。钻孔岩土层剪切波速直方图钻孔岩土层剪切波速直方图剪切波速测试简介剪切波速测试简介剪切波速测试简介剪切波速测试简介单孔法单孔法单孔法单孔法 要求测试孔保持孔壁平直，一般
87、应下要求测试孔保持孔壁平直，一般应下PVC套管护壁，以防套管护壁，以防塌孔，以便施测时在孔中不同测试点固定装有三分量检波塌孔，以便施测时在孔中不同测试点固定装有三分量检波器的探测头。在距孔口约器的探测头。在距孔口约23m的地面置一块激发剪切波用的地面置一块激发剪切波用的木板。为保证激发板与地面接触良好，宜在湿度大的土的木板。为保证激发板与地面接触良好，宜在湿度大的土层上垫一层干砂或干土。木板上还应压重物层上垫一层干砂或干土。木板上还应压重物(400kg)，可可用汽车前轮或后轮作为木板的重物，以防出现次生振动杂用汽车前轮或后轮作为木板的重物，以防出现次生振动杂波。激发板应垂直于板的中心点与孔的连
88、线。板下中部置波。激发板应垂直于板的中心点与孔的连线。板下中部置一检波器，其轴线与板轴线一致。沿木板纵轴线水平敲击一检波器，其轴线与板轴线一致。沿木板纵轴线水平敲击板端，以免造成纵波分量过大。水平锤击时可分别在木板板端，以免造成纵波分量过大。水平锤击时可分别在木板两端激振，以检测波形。计算如图。利用图中几何关系，两端激振，以检测波形。计算如图。利用图中几何关系，即可得到第即可得到第i层传播速度的简化公式：层传播速度的简化公式： V1=h1 / t1cos 1 V2=h2 / (cos 2-t1cos 1) . . . Vi=hi / (ticos i-ti-1cos i-1)剪切波速试验装置剪
89、切波速试验装置剪切波速试验装置剪切波速试验装置单孔法单孔法单孔法单孔法单孔法剪切波速计算图单孔法剪切波速计算图单孔法剪切波速计算图单孔法剪切波速计算图剪切波速测试简介剪切波速测试简介剪切波速测试简介剪切波速测试简介跨孔法跨孔法跨孔法跨孔法 此法需打此法需打2个或个或3个垂直孔，孔距不宜太大个垂直孔，孔距不宜太大(一般一般15m)，孔在平面上可任意布置，一般呈直线或三角形，孔在平面上可任意布置，一般呈直线或三角形，以能控制或代表场地地层为准。测试装置如图。施测以能控制或代表场地地层为准。测试装置如图。施测时，在测试孔中固定装有三分量检波器的探测头，在时，在测试孔中固定装有三分量检波器的探测头，在
90、激振孔中放入与钻杆相连接的内装激振器的井下锤。激振孔中放入与钻杆相连接的内装激振器的井下锤。激振器的引线与地面记录系统相连，以便记下振源发激振器的引线与地面记录系统相连，以便记下振源发出震波的时间。在孔口用击锤进行垂直激振。出震波的时间。在孔口用击锤进行垂直激振。剪切波速试验装置剪切波速试验装置剪切波速试验装置剪切波速试验装置跨孔法跨孔法跨孔法跨孔法剪切波速测试简介剪切波速测试简介剪切波速测试简介剪切波速测试简介悬浮式悬浮式悬浮式悬浮式P-SP-S波测井系统波测井系统波测井系统波测井系统当水工建筑场地水深大于当水工建筑场地水深大于5m时，传统的跨孔法难以实时，传统的跨孔法难以实施，可采用悬浮式
91、施，可采用悬浮式P-S波测井系统。该系统分井下检测、波测井系统。该系统分井下检测、震源和井上数据采集单元。井下震源和拾震器组成一震源和井上数据采集单元。井下震源和拾震器组成一个探头，井下两个三分量拾震器相距个探头，井下两个三分量拾震器相距1.0m。根据两个根据两个拾震器拾震器S波的到时差，即可得到测点处波的到时差，即可得到测点处S波的速度值，波的速度值，量测系统量测系统如图如图。采用自下而上的连续测量，测点距为。采用自下而上的连续测量，测点距为2.0m。采样间隔为采样间隔为0.05ms。该测试系统采用该测试系统采用8位位A / D转换，全部速度分析由软件系转换，全部速度分析由软件系统自动完成，
92、故测量精度高，结果可靠。悬浮式统自动完成，故测量精度高，结果可靠。悬浮式P-S波波测井系统，实际上也是单孔测速，但由于震源与拾震测井系统，实际上也是单孔测速，但由于震源与拾震器的距离受限制，震波在土层中旅行的路途较短，因器的距离受限制，震波在土层中旅行的路途较短，因此，土层的局部变化都会明显地影响所测数值。此，土层的局部变化都会明显地影响所测数值。3.3 室内试验室内试验3.3.1 室内试验室内试验 岩岩土土性性质质的的室室内内试试验验项项目目和和试试验验方方法法的的确确定定应应岩岩土土工工程程勘勘察察规规范范的的规规定定，其其具具体体操操作作和和试试验验仪仪器器应应符符合合现现行行国国家家标
93、标准准土土工工试试验验方方法法标标准准(GB/T50123)和和国国家家标标准准工工程程岩岩体体试试验验方方法法标标准准 (GB/T50266)的的规规定定。岩岩土土工工程程评评价价时时所所选选用用的的参参数数值值，宜宜与与相相应应的的原原位位测测试试成成果果或或原原型型观观测测反反分析成果比较，经修正后确定。分析成果比较，经修正后确定。试验项目试验项目物理力学指标统计分析物理力学指标统计分析试验项目试验项目 试试验验项项目目及及试试验验方方法法的的确确定定，应应根根据据工工程程要要求求和和岩岩土土性性质质的的特特点点。当当需需要要时时应应考考虑虑岩岩土土的的原原位位应应力力场场和和应应力力历
94、历史史，工工程程活活动动引引起起的的新新应应力力场场和和新新边边界界条条件件，使使试试验验条条件件尽尽可可能能接接近近实实际际；并并应应注注意意岩岩土土的的非非均均质质性性、非非等等向向性性和和不不连连续续性性以以及及由由此此产产生生的的岩岩土土体体与与岩岩土试样在工程性状上的差别。土试样在工程性状上的差别。土的物理试验土的物理试验土的压缩土的压缩-固结试验固结试验土的抗剪强度试验土的抗剪强度试验土的动力性质试验土的动力性质试验岩石试验岩石试验土的物理试验土的物理试验各类工程均应测定下列土的分类指标和物理性质指标：各类工程均应测定下列土的分类指标和物理性质指标：砂砂土土：颗颗粒粒级级配配、比比
95、重重、天天然然含含水水量量、天天然然密密度度、最最大和最小密度。大和最小密度。粉粉土土：颗颗粒粒级级配配、液液限限、塑塑限限、比比重重、天天然然含含水水量量、天然密度和有机质含量。天然密度和有机质含量。粘粘性性土土：液液限限、塑塑限限、比比重重、天天然然含含水水量量、天天然然密密度度和有机质含量。和有机质含量。注注：对对砂砂土土，如如无无法法取取得得I级级、级级、级级土土试试样样时时，可可只只进进行行颗颗粒级配试验；粒级配试验； 目测鉴定不含有机质时，可不进行有机质含量试验。目测鉴定不含有机质时，可不进行有机质含量试验。土的物理试验土的物理试验1.测测定定液液限限时时，应应根根据据分分类类评评
96、价价要要求求，选选用用现现行行国国家家标标准准土土工工试试验验方方法法标标准准(GB/T50123)规规定定的的方方法法，并并应应在在试试验验报报告告上上注注明明。有有经经验验的的地地区区，比比重重可可根根据据经经验确定。验确定。2.当当需需进进行行渗渗流流分分析析，基基坑坑降降水水设设计计等等要要求求提提供供土土的的透透水水性性参参数数时时，应应进进行行渗渗透透试试验验。常常水水头头试试验验适适用用于于砂砂土土和和碎碎石石土土；变变水水头头试试验验适适用用于于粉粉土土和和粘粘性性土土；透透水水性性很很低低的的软软土土可可通通过过固固结结试试验验测测定定固固结结系系数数、体体积积压压缩缩系系数
97、数和和渗渗透透系系数数。土土的的渗渗透透系系数数取取值值应应与与野野外外抽抽水水试验或注水试验的成果比较后确定。试验或注水试验的成果比较后确定。3.当当需需对对土土方方回回填填和和填填筑筑工工程程进进行行质质量量控控制制时时，应应选选取取有有代代表表性性的的土土试试样样进进行行击击实实试试验验，测测定定干干密密度度与与合合水水量关系，确定最大干密度、最优含水量。量关系，确定最大干密度、最优含水量。土的压缩土的压缩-固结试验固结试验当当采采用用压压缩缩模模量量进进行行沉沉降降计计算算时时，固固结结试试验验最最大大压压力力应应大大于于土土的的有有效效自自重重压压力力与与附附加加压压力力之之和和,试
98、试验验成成果果可可用用e-P曲曲线线整整理理，压压缩缩系系数数和和压压缩缩模模量量的的计计算算应应取取自自土土的的有有效效自自重重压压力力至至土土的的有有效效自自重重压压力力与与附附加加压压力力之之和和的的压压力力段段；当当考考虑虑深深基基坑坑开开挖挖卸卸荷荷和和再再加加荷荷影影响响时时，应应进进行行回回弹弹试试验验，其其压压力力的的施施加加应应模模拟拟实实际际的的加加、卸卸荷状态。荷状态。当当考考虑虑土土的的应应力力史史进进行行沉沉降降计计算算时时，试试验验成成果果应应按按e-1gp曲曲线线整整理理，确确定定先先期期固固结结压压力力并并计计算算压压缩缩指指数数和和回回弹弹指指数数。施施加加的
99、的最最大大压压力力应应满满足足绘绘制制完完整整的的e - 1gp曲曲线线。为为计计算算回回弹弹指指数数，应应在在估估计计的的先先期期固固结结压压力力之之后后，进进行行一一次次卸卸荷荷回回弹弹，再再继继续续加加荷荷，直直至至完完成成预预定定的最后一级压力。的最后一级压力。土的压缩土的压缩-固结试验固结试验当需进行沉降历时关系分析时，应选取部分土试样在当需进行沉降历时关系分析时，应选取部分土试样在土的有效压力与附加压力之和的压力下，作详细的固土的有效压力与附加压力之和的压力下，作详细的固结历时记录结历时记录,并计算固结系数。并计算固结系数。对厚层高压缩性软土上的工程，任务需要时应取一定对厚层高压缩
100、性软土上的工程，任务需要时应取一定数量的土试样测定次固结系数，用以计算次固结沉降数量的土试样测定次固结系数，用以计算次固结沉降及其历时关系。及其历时关系。当需进行土的应力应变关系分析，为非线性弹性、弹当需进行土的应力应变关系分析，为非线性弹性、弹塑性模型提供参数时，可进行三轴压缩试验，并宜符塑性模型提供参数时，可进行三轴压缩试验，并宜符合下列要求：合下列要求：土的压缩土的压缩-固结试验固结试验当需进行土的应力应变关系分析，为非线性弹性、弹当需进行土的应力应变关系分析，为非线性弹性、弹塑性模型提供参数时，可进行三轴压缩试验，并宜符塑性模型提供参数时，可进行三轴压缩试验，并宜符合下列要求：合下列要
101、求：采用三个或三个以上不同的固定围压，分别使试采用三个或三个以上不同的固定围压，分别使试样固结，然后逐级增加轴压，直至破坏。每个围样固结，然后逐级增加轴压，直至破坏。每个围压的试验宜进行一至三次回弹，并将试验结果整压的试验宜进行一至三次回弹，并将试验结果整理成相应于各固定围压的轴向应力与轴向应变关理成相应于各固定围压的轴向应力与轴向应变关系曲线。系曲线。进行围压与轴压相等的等压固结试验，逐级加荷，进行围压与轴压相等的等压固结试验，逐级加荷，取得围压与体积应变关系曲线。取得围压与体积应变关系曲线。土的抗剪强度试验土的抗剪强度试验三轴剪切试验的试验方法应按下列条件确定：三轴剪切试验的试验方法应按下
102、列条件确定：对对饱饱和和粘粘性性土土，当当加加荷荷速速率率较较快快时时宜宜采采用用不不固固结结不不排排水水(UU)试试验验。饱饱和和软软粘粘土土应应对对试试样样在在有有效效自自重压力下预固结后再进行试验。重压力下预固结后再进行试验。对对预预压压处处理理的的地地基基、排排水水条条件件好好的的地地基基、加加荷荷速速率率不不高高的的工工程程或或加加荷荷速速率率较较快快但但土土的的超超固固结结程程度度较较高高的的工工程程，以以及及需需验验算算水水位位迅迅速速下下降降时时的的土土坝坝稳稳定定性性时时，可可采采用用固固结结不不排排水水(CU)试试验验。当当需需提提供供有有效效应应力力抗抗剪剪强强度度指指标
103、标时时，应应采采用用固固结结不不排排水水测孔隙水压力测孔隙水压力(CU)试验。试验。对对在在软软粘粘土土上上非非常常缓缓慢慢建建造造的的土土堤堤或或稳稳态态渗渗流流条条件件下下进进行行稳稳定定分分析析的的土土堤堤，可可进进行行固固结结排排水水(CD)试试验。验。土的抗剪强度试验土的抗剪强度试验直直接接剪剪切切试试验验的的试试验验方方法法，应应根根据据荷荷载载类类型型、加加荷荷速速率率及及地地基基土土的的排排水水条条件件确确定定。对对于于内内摩摩擦擦角角0的的软软粘粘土土，可可用用级级土土样样进进行行无无侧侧限限抗抗压压强强度度试试验验，代代替替自自重压力下预固结的不固结不排水三轴剪切试验。重压
104、力下预固结的不固结不排水三轴剪切试验。测测定定滑滑坡坡带带等等已已经经存存在在剪剪切切破破裂裂面面的的抗抗剪剪强强度度时时，应应进进行行残残余余强强度度试试验验。在在确确定定计计算算参参数数时时，宜宜与与现现场场观观测反分析的成果比较后确定。测反分析的成果比较后确定。当当岩岩土土工工程程评评价价有有专专门门要要求求时时，可可进进行行K0固固结结不不排排水水试试验验、K0因因结结不不排排水水测测孔孔隙隙水水压压力力试试验验、特特定定应应力力比比固固结结不不排排水水试试验验，平平面面应应变变压压缩缩试试验验和和平平面面应应变变拉拉伸伸试验等。试验等。土的动力性质试验土的动力性质试验当当工工程程设设
105、计计要要求求测测定定土土的的动动力力性性质质时时，可可采采用用动动三三轴轴试试验验、动动单单剪剪试试验验或或共共振振柱柱试试验验。在在选选择择试试验验方方法和仪器时，应注意其动应变的适用范围。法和仪器时，应注意其动应变的适用范围。动三轴和动单剪试验可用于测定土的下列动力性质：动三轴和动单剪试验可用于测定土的下列动力性质：动弹性模量、动阻尼比及其与动应变的关系。动弹性模量、动阻尼比及其与动应变的关系。既定循环周数下的动应力与动应变关系。既定循环周数下的动应力与动应变关系。饱饱和和土土的的液液化化剪剪应应力力与与动动应应力力循循环环周周数数关关系系。当当出现下列情况之一时，可判定土样已经液化：出现
106、下列情况之一时，可判定土样已经液化： 孔隙水压力上升，达到初始固结压力时；孔隙水压力上升，达到初始固结压力时；轴向动应变达到轴向动应变达到5时。时。共共振振柱柱试试验验可可用用于于测测定定小小动动应应变变时时的的动动弹弹性性模模量量和和动阻尼比。动阻尼比。岩石试验岩石试验岩岩石石的的成成分分和和物物理理性性质质试试验验可可根根据据工工程程需需要要选选定定下下列列项目：项目：岩矿鉴定；岩矿鉴定；颗粒密度和块体密度试验；颗粒密度和块体密度试验；吸水率和饱和吸水率试验；吸水率和饱和吸水率试验；耐软化或崩解性试验；耐软化或崩解性试验；膨胀试验；膨胀试验；冻融试验。冻融试验。单单铀铀抗抗压压强强度度试试
107、验验应应分分别别测测定定干干燥燥和和饱饱和和状状态态下下的的强强度度，并并提提供供极极限限抗抗压压强强度度和和软软化化系系数数。岩岩石石的的弹弹性性模模量量和和泊泊松松比比，可可根根据据单单轴轴压压缩缩变变形形试试验验测测定定。对对各各向向异性明显的岩石应分别测定平行和垂直层理面的强度。异性明显的岩石应分别测定平行和垂直层理面的强度。岩石试验岩石试验岩石三轴压缩试验宜根据其应力状态选用四种围压，岩石三轴压缩试验宜根据其应力状态选用四种围压，并提供下列成果：并提供下列成果：不同围压下的主应力差与轴向应变关系。不同围压下的主应力差与轴向应变关系。不同围压下的初始模量和极限轴向主应力差。不同围压下的
108、初始模量和极限轴向主应力差。抗剪强度包络线及强度参数抗剪强度包络线及强度参数c、值。值。岩石直接剪切试验可测定岩石以及沿节理面、滑动面、岩石直接剪切试验可测定岩石以及沿节理面、滑动面、断层面或岩层层面等不连续面上的抗剪强度，并提供断层面或岩层层面等不连续面上的抗剪强度，并提供c、值和各法向应力下的剪应力与位移曲线。值和各法向应力下的剪应力与位移曲线。岩石抗拉强度试验可在试件直径方向上，施加一对线岩石抗拉强度试验可在试件直径方向上，施加一对线性荷载，使试件沿直径方向破坏，间接测定岩石的抗性荷载，使试件沿直径方向破坏，间接测定岩石的抗拉强度。拉强度。当间接确定岩石的强度指标，可进行点荷载试验和声当
109、间接确定岩石的强度指标，可进行点荷载试验和声波速度试验。波速度试验。物理力学指标统计分析物理力学指标统计分析岩土参数可靠性和实用性评价岩土参数可靠性和实用性评价岩土参数统计岩土参数统计变异性评价变异性评价岩土参数标准值的确定岩土参数标准值的确定抗剪强度指标抗剪强度指标c c、值标准值值标准值勘察报告中参数的提供勘察报告中参数的提供岩土参数可靠性和实用性评价岩土参数可靠性和实用性评价岩岩土土参参数数的的选选用用是是岩岩土土工工程程勘勘察察评评价价的的关关键键。岩岩土土参参数数可可分分为为两两大大类类：一一类类是是评评价价指指标标，用用以以评评定定岩岩土土的的性性状状，作作为为划划分分地地层层鉴鉴
110、定定类类别别的的主主要要依依据据；另另一一类类是是计计算算指指标标，用用以以设设计计岩岩土土工工程程，预预测测岩岩土土体体在在荷荷载载和和自自然然条条件件作作用用下下的的力力学学行行为为及及变变化化趋趋势势，指指导导施施工工与与监测。监测。对对岩岩土土参参数数的的基基本本要要求求是是可可靠靠、适适用用，所所谓谓可可靠靠，是是指指参参数数能能正正确确地地反反映映岩岩土土体体在在规规定定条条件件下下的的性性状状，能能比比较较有有把把握握地地估估计计参参数数真真值值所所在在的的区区间间；所所谓谓适适用用，是是指指参参数数能能满满足足岩岩土土力力学学计计算算的的假假定定条条件件和和计计算算精精度度要要
111、求求，岩岩土土工工程程勘勘察察报报告告应应对对主主要要参参数数的的可可靠靠性性和和适适用性进行分析，在分析的基础上选定参数。用性进行分析，在分析的基础上选定参数。选用岩土参数选用岩土参数, 应按下列内容评价其可靠性和适用性：应按下列内容评价其可靠性和适用性：取样方法及其他因素对试验结果的影响；取样方法及其他因素对试验结果的影响； 岩土参数的可靠性和适用性，在很大程度上取决于岩土的结岩土参数的可靠性和适用性，在很大程度上取决于岩土的结构受到扰动的程度。各种不同的取样器和取样方法，对结构的扰构受到扰动的程度。各种不同的取样器和取样方法，对结构的扰动是显著不同的。动是显著不同的。采用的试验方法和取值
112、标准；采用的试验方法和取值标准；不同测试方法所得结果的分析比较；不同测试方法所得结果的分析比较； 对同一个物理力学性质指标，用不同测试手段得的结果可能对同一个物理力学性质指标，用不同测试手段得的结果可能不相同，要在分析比较的基础上说明造成这种差异的原因，以及不相同，要在分析比较的基础上说明造成这种差异的原因，以及各种结果的适用条件。例如，土的不排水抗剪强度可以用室内各种结果的适用条件。例如，土的不排水抗剪强度可以用室内UU试验求得，也可以用室内无侧限抗压试验求得，也可以用原位十试验求得，也可以用室内无侧限抗压试验求得，也可以用原位十字板试验求得，不同测试手段所得的结果不同，应当进行分析比字板试
113、验求得，不同测试手段所得的结果不同，应当进行分析比较。较。测试结果的离散程度；测试结果的离散程度；测试方法与计算模型的配套性。测试方法与计算模型的配套性。岩土参数统计岩土参数统计岩土的物理力学指标，应按工程地质单元、区段及层位分别统计；岩土的物理力学指标，应按工程地质单元、区段及层位分别统计；主要参数应按下列公式计算平均值主要参数应按下列公式计算平均值fm 、标准差标准差f和和变异系数变异系数。式中式中 fm岩土参数的平均值；岩土参数的平均值； n 区段及层位范围内数据的个数；区段及层位范围内数据的个数； f 岩土参数的标准差；岩土参数的标准差； 岩土参数的变异系数岩土参数的变异系数 。 岩土
114、参数统计岩土参数统计由于土的不均匀性，对同一土层取的土样，用相同方法由于土的不均匀性，对同一土层取的土样，用相同方法测定的数据通常是离散的，并以测定的数据通常是离散的，并以定的规律分布。这种定的规律分布。这种分布可以用一阶矩和二阶矩统计量来描述。一阶原点矩分布可以用一阶矩和二阶矩统计量来描述。一阶原点矩是分布平均布置的特征值，称为数学期望或平均值，表是分布平均布置的特征值，称为数学期望或平均值，表示分布的平均趋势；二阶中心矩用以表示分布离散程度示分布的平均趋势；二阶中心矩用以表示分布离散程度的特征，称为方差。标准差是方差的平方根，与平均值的特征，称为方差。标准差是方差的平方根，与平均值的量纲相
115、同。规范要求给出岩土参数的平均值和标准差，的量纲相同。规范要求给出岩土参数的平均值和标准差，而不要求给出一般值、最大平均值、最小平均值一类无而不要求给出一般值、最大平均值、最小平均值一类无概率意义的指标。作为工程设计的基础，岩土工程勘察概率意义的指标。作为工程设计的基础，岩土工程勘察应当提供可靠性设计所必需的统计参数，目前各单位也应当提供可靠性设计所必需的统计参数，目前各单位也都具备了必要的计算工具，可以推广比较科学的数据处都具备了必要的计算工具，可以推广比较科学的数据处理方法。理方法。分析数据的分布情况和误差产生的原因并说明数据的舍分析数据的分布情况和误差产生的原因并说明数据的舍弃标准。弃标
116、准。变异性评价变异性评价受力层的主要参数应按下列方法评价其变异待征：受力层的主要参数应按下列方法评价其变异待征：岩土参数的变异系数岩土参数的变异系数应按下式确定，并按下表评价。应按下式确定，并按下表评价。( (说明说明) )变异性评价变异性评价主要参数宜绘制沿深度变化的图件，并按变化特点划分主要参数宜绘制沿深度变化的图件，并按变化特点划分相关型和非相关型。需要时应分析参数在水平方向上的相关型和非相关型。需要时应分析参数在水平方向上的变异规律。变异规律。相关型参数宜结合岩土参数与深度的经验关系，并按下相关型参数宜结合岩土参数与深度的经验关系，并按下式确定剩余标准差，并用剩余标准差计算变异系数。式
117、确定剩余标准差，并用剩余标准差计算变异系数。 式中式中 r剩余标准差；剩余标准差； r相关系数相关系数(回归分析回归分析)；对非相关型：；对非相关型：r0。按变异系数，将岩土参数随深度的变异特征划分为均一按变异系数，将岩土参数随深度的变异特征划分为均一型型(0.3)和剧变型和剧变型(0.3)。关于变异系数的进一步说明关于变异系数的进一步说明为为了了评评价价岩岩土土参参数数的的变变异异特特征征，引引入入了了变变异异系系数数的的概概念念。是是无无量量纲纲系系数数，使使用用上上比比较较方方便便，在在国国际际上上是是一一个个通通用用的的指指标标，许许多多学学者者致致力力于于变变异异系系数数的的研研究究
118、，Ingles报报导导和和建建议议的的变变异异系系数数见见表表3.6。国国内内一一些些研研究究成果见成果见表表3.7。根根据据变变异异系系数数可可以以评评价价参参数数的的变变异异特特征征，Meyerhof提提出出了了划划分分变变异异性性等等级级的的方方案案，并并根根据据等等级级建建议议了了各各类类设设计计参参数数分分项项系系数数的的数数值值(见见表表3.8)。按按变变异异系系数数划划分分变变异异类类型型，有有助助于于工工程程师师定定量量地地判判别别和和评评价价岩岩土土参参数数的变异特性，以便区别对待，提出不同的设计参数值。的变异特性，以便区别对待，提出不同的设计参数值。InglesIngles
119、建议的变异系数建议的变异系数建议的变异系数建议的变异系数 表表表表3.63.6国内研究成果的变异系数国内研究成果的变异系数国内研究成果的变异系数国内研究成果的变异系数 表表表表3.73.7变异性等级变异性等级变异性等级变异性等级 表表表表3.83.8岩土参数标准值的确定岩土参数标准值的确定岩岩土土参参数数的的标标准准值值fk是是岩岩土土工工程程设设计计时时所所采采用用的的基基本本代代表值，是岩土参数的可靠性估值。表值，是岩土参数的可靠性估值。岩土参数的标准值，可按下列方法确定：岩土参数的标准值，可按下列方法确定： 标准值标准值fk可按下式计算：可按下式计算： fk s fm (3.3-1)式中
120、式中 fm岩土参数的平均值；岩土参数的平均值； s统计修正系数。统计修正系数。 式式中中正正负负号号按按不不利利组组合合考考虑虑，如如抗抗剪剪强强度度指指标标的的修修正正系系数数应应取负值；取负值；统统计计修修正正系系数数s也也可可按按岩岩土土工工程程的的类类型型和和重重要要性性、参参数数的的变变异异性和统计时数据的个数，根据经验选用。性和统计时数据的个数，根据经验选用。抗剪强度指标抗剪强度指标c c、值标准值值标准值在在基基础础底底面面以以下下一一倍倍基基宽宽深深度度土土层层内内，同同一一类类土土至至少少取取6组组试试样样，每每组组按按土土工工试试验验方方法法标标准准进进行行三三轴轴不不固固
121、结结不不排排水水试试验验或或直直接接剪剪切切快快剪剪试试验验，得得出出基基本本值值ci、i。每组试验的内摩擦角每组试验的内摩擦角i，粘聚力粘聚力ci基本值的计算：基本值的计算：直剪试验直剪试验三轴试验三轴试验内摩擦角标准值内摩擦角标准值k ，粘聚力标准值粘聚力标准值ck的计算：的计算：标准值标准值k 、 ck的确定的确定直剪试验的内摩擦角直剪试验的内摩擦角i，粘聚力粘聚力ci基本值的计算基本值的计算三轴试验的内摩擦角三轴试验的内摩擦角i，粘聚力粘聚力ci基本值的计算基本值的计算式中: p垂直压力， 水平剪力； k每组试样数； 1f剪切破坏时的最大主应力； 3周围压力。标准值标准值k 、 ck的
122、确定的确定统计修正系数及变异系数的计算统计修正系数及变异系数的计算变异系数按下式计算变异系数按下式计算:统计修正系数按下式计算统计修正系数按下式计算统计修正系数按下式计算统计修正系数按下式计算: :注注：当当值值较较大大时时，应应分分析析原原因因，如如分分层层是是否否合合理理，试试验验有有无无差差错，并应同时增加试验组数。错，并应同时增加试验组数。勘察报告中参数的提供勘察报告中参数的提供 在岩土工程勘察成果报告中应按不同情况提供岩土参数值：在岩土工程勘察成果报告中应按不同情况提供岩土参数值：一一般般情情况况下下，应应提提供供岩岩土土参参数数的的平平均均值值、标标准准差差、变变异异系数、数值分布
123、范围和数据的数量。系数、数值分布范围和数据的数量。承承载载能能力力极极限限状状态态计计算算需需要要的的岩岩土土参参数数标标准准值值，应应按按式式(3.3-1)计计算算；当当设设计计规规范范另另有有专专门门规规定定的的标标准准值值取取值值方方法时，可按有关规范执行。法时，可按有关规范执行。 正常使用极限状态计算需要的岩土参数宜采用平均值。正常使用极限状态计算需要的岩土参数宜采用平均值。 评价岩土体性状需要的岩土参数应采用平均值。评价岩土体性状需要的岩土参数应采用平均值。岩岩土土工工程程勘勘察察报报告告一一般般不不提提供供设设计计值值。需需要要时时，当当采采用用分分项项系系数数描描述述设设计计表表达达式式计计算算时时，岩岩土土参参数数设设计计值值fd按按下式计算：下式计算：式中式中: 岩土参数的分项系数，按有关设计规范的规定取值。岩土参数的分项系数，按有关设计规范的规定取值。
