岩土工程勘察-原位测试.ppt

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,第一章,概述,一、土体原位测试的概念,原位测试,（,In-Situ Testing,）：在岩土体原有的位置上，在保持岩土的天然结构、天然含水量以及天然应力状态条件下测定岩土性质称为原位测试。,土体原位测试,：一般指的是在工程地质勘察现场，在不扰动或基本不扰动土层的情况下对土层进行测试，以获得所测土层的物理力学性质指标及划分土层一种土工勘察技术。,二、优点（与室内试验比较）,不需经过钻探取样，直接测定岩土力学性质，更能真实反映岩土的天然结构及天然应力状态下的特性。,原位测试所涉及的土尺寸较室内试验样品要大得多，因而更能反映土的宏观结构如裂隙等,),对土的性质的影响，比土样具代表性。,可重复进行验证，缩短试验周期。,第二章 静力触探,一、定义,静力触探(,Static Cone Penetration Test,简称,CPT),是借助机械把一定规格的圆锥形探头匀速压入土中，通过测定,探头,的端阻,q,，侧壁摩阻力,f,来确定土体的物理力学参数，划分土层的一种土体勘测技术。,静力触探首先在荷兰研制成功，因此静力触探也叫“,荷兰锥,”试验。,按测量机理分：,机械式静力触探,和,电测式静力触探,按探头功能分：,单桥静力触探,、,双桥静力触探,、,孔压静力触探,电测式静力触探的优点：（1）测试连续、快速，效率高，功能多，兼具勘探与测试双重作用；（2）测试数据精度高，再现性好；（3）采用电测技术，便于实现测试工程的自动化，测试成果可由计算机自动处理，减少了工作强度。,二、测试设备与种类,设备组成：,触探主机和反力装置,触探主机可分为液压式和机械式,反力装置可分为自重式和锚式,测量与记录显示装置,探头和探杆,触探主机为液压传动式的，反力装置为自重式。,触探主机为液压传动式的，反力装置为地锚式。,触探主机为机械传动式的，反力装置为地锚式。,探头是静力触探仪的关键部件,分为三种类型：单用（桥）探头、双用（桥）探头、多用（孔压）探头,P,s,：,比贯入阻力，,q,c,：,锥尖阻力，,f,s,：,侧壁摩阻力，,u,w,：孔隙水压力,国际标准探头的规格：锥头顶角60、底面积10,cm,2,、,侧壁摩擦筒面积150,cm,2,、,透水石在锥底,单用（桥）探头 双用（桥）探头 多用（孔压）探头,三、测试原理,电阻应变片 电桥,I,电流,R,电阻,U,电压（根据欧姆定律）,第四章,动力触探,一、定义,动力触探测试(,DPT:dynamic penetration test)：,是利用一定的锤击动能，将一定规格的探头打入土中，根据打入土的难易程度（可用贯入度、锤击数或探头单位面积动贯入阻力来表示）判定土层性质的一种原位测试的方法。,优点：,（1）设备简单，且坚固耐用；（2）操作及测试方法容易，一学就会；（3）适用性广；（4）快速，经济，能连续测试土层；（5）有些动力触探，可同时取样，观察描述；（6）经验丰富，使用广泛。,分类：,依据为穿心锤的重量和探头类型,标贯与一般动探的主要区别在于探头不同,圆锥动力触探,简称动力触探或动探,标准贯入测试,(,Standard penetration Test,),简称,标贯,(,SPT)：63.5kg,的穿心锤自0.,76m,高处自由下落，撞击锤座，通过探杆将标准贯入器贯入孔底土层中，记录贯入0.30,m,的锤击数，用来测试土层物理力学参数的一种测试方法。,每次测试共贯入0.45,m，,其中仅0.3,m,记锤击数,二、测试设备与测试原理,（一）测试设备,a.,探杆（包括导向杆）,b.,提引器（分内挂式和外挂式两种）,c.,穿心锤,d.,锤座（包括钢砧与锤垫）,e.,探头,沧州滨海公路试验仪器厂研制的电动触探仪,六、测试成果的应用,1,.,划分土类或土层剖面,锤击数越少，土的颗粒越细；锤击数越多，土的颗粒越粗。,动力触探直方图及土层划分,2,.,确定地基土承载力,N,土类,10,15,30,50,中、粗砂,180,250,340,500,粉、细砂,140,180,250,340,表3-7 砂土地基容许承载力（,kPa）（,标贯法）,表3-8 粘性土、粉土地基承载力,（,中型动力触探）,N,28,2,3,4,6,8,10,12,f,k,(kPa),120,150,180,240,290,350,400,3,.,确定单桩容许承载力,（1）,Meyerhof,法,式中：,B,为桩宽度或直径,m，h,为桩进入砂层的深度,m,（2）日本法,式中：,N1,为桩端处的,N,值,，N2,为桩尖上10,B,范围内的平均,N,值,（3）国内法 书上126129页,利用标贯锤击数确定,粘性土稠度及,c、,值见表3-21至3-24，确定,Es,见表3-25,表3-22,N,手,与稠度状态的关系,N,手,35,I,L,（,液性指数）,1,1-0.75,0.75-0.5,05-0.25,0.25-0,0,稠度状态,流动,软塑,软可塑,硬可塑,硬塑,坚硬,4,.,确定粘性土稠度及,c、,、Es,值,5,.,砂土密实度与液化判断,（1）砂土密实度,砂土密实度是确定砂土承载力和判断砂土液化的主要指标,表3-28,N,63.5,与砂土密实度的关系,土类,N,63.5,密实度,孔隙比,e,砾砂,0.65,5-8,稍密,0.65-0.50,8-10,中密,0.50-0.45,10,密实,0.45,粗砂,中砂,地震烈度,7度,8度,9度,N,0,值,近震区（基本烈度比震中小2度以上）,6,10,16,远震区（基本烈度比震中小2度以内）,8,12,标准贯入锤击数基准值,N,02）砂土液化,第五章,载荷试验,一、定义,平板静力载荷试验(,PLT:plate load test)，,简称载荷试验，在保持地基土天然状态下，在一定面积的承压板上向地基土逐级施加荷载，并观测每级荷载下地基土的变形特性，是模拟建筑物基础工作条件的一种测试方法。,载荷试验按承压板的形状有平板与螺旋板之分,按用途可分一般载荷和桩载荷,我们主要讲的是,浅层平板静力载荷测试,优点：,对地基土不产生扰动，结果最可靠、最具有代表性，可直接用于工程设计。是确定承载力的最主要方法。,缺点：,价格昂贵、费时,二、测试设备与方法,（一）仪器设备,承压板,要有足够的刚度，面积一般为1000-5000,cm,2,加荷装置,包括压力源、载荷台架或反力构架。,加荷方式有重物加荷和油压千斤顶反力加荷,沉降观测装置,五、测试成果的应用,（,一）,PLT,可以确定地基的承载力,(,f,k,),变形模量,(E,a,),沉降量,(s)。,f,k,R=P,cr,R=P,U,/F,E,a,计算地基沉降量,(s,j,),（,二）确定湿陷性黄土的湿陷起始压力,六、其它类型的载荷试验,（一）桩载荷试验,（,桩静载荷试验）,可以确定桩基的承载力,（二）水平载荷试验,单桩水平载荷试验 2.地基土水平载荷试验,第六章 旁压试验,一、定义,旁压测试,（,PMT:pressuremeter test）,是利用钻孔做的原位横向载荷试验，是工程勘察中的一种常用原位测试技术。,测试原理：,通过旁压器在竖直的孔内加压，使旁压膜膨胀，并由旁压膜将压力传给周围土体，使土体产生变形直至破坏，并通过量测装置测出施加的压力和土体变形之间的关系，然后绘制应力应变关系曲线。根据这种关系对孔周所测土体的承载力、变形性质等进行评价。,优点：可在不同深度上进行测试，所求基本承载力精度高。,缺点：,受成孔质量影响大，在软土中测试精度不高。,二、旁压测试的仪器设备,分为两类：,预钻式旁压仪,自钻式旁压仪,预钻式旁压仪由4部分组成,1.旁压器,2.压力和体积控制箱,3.管路系统,4.成孔工具等,旁压器是旁压仪中的最重要部件，由圆形金属骨架和包在其外的橡皮膜组成。,分为三个腔,中间为主腔（测试腔）,上、下为护腔,第七章 十字板剪切试验,一、定义,十字板剪切试验(,FVST：field vane shear test),是用插入软粘土中的十字板头，以一定的速率旋转，测出土的抵抗力矩，然后换算成土的抗剪强度的一种测试方法。,FVST,主要用于测定饱水软粘土的不排水抗剪强度。它具有下列优点：,(1)不用取样，特别是对难以取样的灵敏度高的粘性土，可以在现场对基本上处于天然应力状态下的土层进行扭剪。所求软土抗剪强度指标比其他方法都可靠。,(2)野外测试设备轻便，操作容易。,(3)测试速度较快，效率高，成果整理简单。,其缺点是仅适用于江河湖海的沿岸地带的软土，适应范围有限，对硬塑粘性土和含有砾石杂物的土不宜采用，否则会损伤十字板头。,二、测试原理,图中所示为板头侧面的剪切阻力分布,图中所示为在板头上、下面的剪切阻力分布。,C,v,C,H,FVST,是对压入粘土中的十字板头施加扭矩，使十字板头以一定速率旋转，在土层中形成圆柱形的破坏面，测定土剪切破坏时的最大扭矩，即可得到土的抗剪强度。,三、测试设备,压入主机,十字板头,扭力传感器,量测扭力的仪表,施加扭力装置,其它（探杆等）,