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1、第七章第七章工程地质原位测试工程地质原位测试内蒙古科技大学内蒙古科技大学建筑与土木工程学院岩土工程学科组建筑与土木工程学院岩土工程学科组本章主要内容本章主要内容n n绪论绪论 原位测试的原位测试的 基本概念基本概念 原位测试的优缺点原位测试的优缺点n n主要的原位测试主要的原位测试 静力载荷试验静力载荷试验 静力触探试验静力触探试验 圆锥动力圆锥动力触探触探 标准贯入试验标准贯入试验 十字板剪切试验扁十字板剪切试验扁铲侧胀试验铲侧胀试验 旁压试验旁压试验 波速测试波速测试 现场大型直剪试验现场大型直剪试验 块体基础振动试验块体基础振动试验 绪绪 论论n n原位测试的定义：原位测试的定义： 就是
2、在土层原来所处的位置基本保持就是在土层原来所处的位置基本保持土体的天然结构、天然含水量及天然应力状土体的天然结构、天然含水量及天然应力状态下，测定土的工程力学性质指标。态下，测定土的工程力学性质指标。n n原型试验：原型试验： 以实际结构物为对象，在现场工程地以实际结构物为对象，在现场工程地质条件下按初步设计的荷载条件进行试验。质条件下按初步设计的荷载条件进行试验。n n原位测试的优点：原位测试的优点： 1. 1. 可以测定难以取得不扰动土样的有关工可以测定难以取得不扰动土样的有关工 程力学性质。程力学性质。 2. 2. 可以避免取样过程中应力释放的影响。可以避免取样过程中应力释放的影响。 3
3、. 3. 原位测试的土体影响范围远比室内试验原位测试的土体影响范围远比室内试验 大，因而代表性强。大，因而代表性强。 4. 4. 可以缩短地基土层勘察周期。可以缩短地基土层勘察周期。n n缺点：缺点： 1. 1.各种原位测试都有其适用条件，使用不当各种原位测试都有其适用条件，使用不当 会影响效果。会影响效果。 2. 2.原位测试所得参数与土的工程力学性质之原位测试所得参数与土的工程力学性质之 间的关系往往是建立在统计经验关系上的。间的关系往往是建立在统计经验关系上的。 3. 3.影响原位测试成果的因素较为复杂，影响其影响原位测试成果的因素较为复杂，影响其 准确性。准确性。 4. 4.原位测试中
4、的主应力方向往往与实际岩土工原位测试中的主应力方向往往与实际岩土工 程中的主应力方向不一致。程中的主应力方向不一致。静载荷试验静载荷试验n n基本原理及定义基本原理及定义 是一种与建筑物基础工作条件相似，是一种与建筑物基础工作条件相似，而且直接对天然埋藏条件下的土体进行的而且直接对天然埋藏条件下的土体进行的现场模拟试验。现场模拟试验。n n具体做法如下图：具体做法如下图：n n目的：目的： 确定临塑荷载，极限荷载确定临塑荷载，极限荷载 估算地基土的变形模量估算地基土的变形模量E E0 0， 不排水抗剪强度不排水抗剪强度 基床反力系数基床反力系数n n结果：结果： Ps Ps曲线，曲线，slog
5、tslogt曲线曲线.n n三个阶段：三个阶段： I I： 直线变形阶段直线变形阶段 II II：曲线变形阶段：曲线变形阶段 III III：破坏阶段：破坏阶段n n技术要求：技术要求： 1. 1.承压板：刚性承压板：刚性 2. 2.试坑宽度：试坑宽度： 3. 3.加荷方法加荷方法 4. 4.稳定标准稳定标准 5. 5.荷载分级荷载分级 6. 6.破坏标准破坏标准 n n资料应用资料应用 确定地基承载力确定地基承载力 拐点法拐点法 相对沉降法相对沉降法 极限荷载法极限荷载法 确定地基土的变形模量确定地基土的变形模量EoEo 确定不排水抗剪强度确定不排水抗剪强度 基床反力系数基床反力系数 n n
6、局限性局限性 1. 1.承压板小，反映深度浅，加荷时间短承压板小，反映深度浅，加荷时间短 2. 2.表层有硬壳层，反映情况不真实。表层有硬壳层，反映情况不真实。静力触探试验静力触探试验n n概况概况 1917 1917年，瑞典人首先使用年，瑞典人首先使用 60 60年代，开始使用电测静力触探年代，开始使用电测静力触探 主要装置：贯入装置主要装置：贯入装置 传动装置传动装置 量测装置量测装置 分类（传动系统）：机械式分类（传动系统）：机械式 液压式液压式 手摇式手摇式探头探头 双桥探头双桥探头 单桥探头单桥探头n n适用条件：适用条件： 1. 1. 粘性土、粉土、砂土粘性土、粉土、砂土 2. 2
7、.贯入能力要求满足土性、深度要求贯入能力要求满足土性、深度要求 3. 3.反力要大于贯入总阻力反力要大于贯入总阻力n n试验目的试验目的 1. 1.根据阻力曲线的形态特征或数值变化划分根据阻力曲线的形态特征或数值变化划分土层土层 2. 2.估算地基土层的物理力学参数估算地基土层的物理力学参数 3. 3.评价地基承载力评价地基承载力 4.4.选择桩基持力层、估算单桩极限承载力，选择桩基持力层、估算单桩极限承载力，判断沉桩可能性判断沉桩可能性5.5.判定场地地震液化势判定场地地震液化势n n资料应用：资料应用： 划分土层划分土层 地基土强度（不排水抗剪强度）地基土强度（不排水抗剪强度） 变形模量变
8、形模量 地基承载力地基承载力 单桩承载力评价液化单桩承载力评价液化成果：成果：成果：成果： 单桥：单桥：单桥：单桥：P P P Ps s s sh h h h曲线曲线曲线曲线 双桥：双桥：双桥：双桥：q q q qc c c chhhh曲线曲线曲线曲线 f f f fs s s shhhh曲线曲线曲线曲线 R R R Rf f f f-h-h-h-h曲线曲线曲线曲线圆锥动力触探圆锥动力触探n n原理：原理：原理：原理： 锤击锤击锤击锤击-圆锥圆锥圆锥圆锥 打入土中打入土中打入土中打入土中测阻力测阻力测阻力测阻力（锤击数（锤击数（锤击数（锤击数）n n优点：优点： 设备简单设备简单 操作方便操作
9、方便 工效较高工效较高 适用性广适用性广 可连续贯入可连续贯入n n缺点：缺点： 不能采样不能采样 试验误差大试验误差大 再现性差再现性差n n类型：类型： 轻型（轻型（1010公斤锤）公斤锤） 重型（公斤锤）重型（公斤锤） 超重型（超重型（120120公斤锤）公斤锤）n n影响因素：影响因素： 杆长杆长 杆侧摩阻杆侧摩阻 地下水地下水 上覆压力压力上覆压力压力n n成果应用；成果应用； 确定砂土和碎石土的密实度、空隙比确定砂土和碎石土的密实度、空隙比 确定地基土的承载力和变形模量确定地基土的承载力和变形模量 确定单桩承载力标准值确定单桩承载力标准值标准贯入试验标准贯入试验 动力触探的一种。动
10、力触探的一种。 主要区别在于，贯入器为圆筒，而不是圆主要区别在于，贯入器为圆筒，而不是圆锥，这样可以取土。锥，这样可以取土。 公斤锤，提升公斤锤，提升7676厘米，自由落体，贯入厘米，自由落体，贯入3030厘米的击数。厘米的击数。优点：优点： 具备动力触探的优点具备动力触探的优点 可取土，用于鉴别，和室内试验可取土，用于鉴别，和室内试验主要应用：主要应用： 1. 1.评定砂土的密实度和相对密度评定砂土的密实度和相对密度 2. 2.粘性土的状态粘性土的状态 3. 3.砂土的抗剪指标砂土的抗剪指标 4. 4.粘性土的不排水抗剪强度粘性土的不排水抗剪强度 5. 5.土的变形模量和压缩模量土的变形模量和压缩模量 6. 6.地基承载力地基承载力 7. 7.单桩承载力单桩承载力 8. 8.砂土液化砂土液化十字板剪切试验十字板剪切试验n n优点：优点： 较为有效的、可靠的现场测试方法较为有效的、可靠的现场测试方法n n适用范围：适用范围： 均质饱和软粘性土均质饱和软粘性土n n目的：目的： 1. 1.不排水抗剪强度不排水抗剪强度 2. 2.估算软粘土的灵敏度估算软粘土的灵敏度
