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第十章原位测试技术 1 第一节载荷试验 2 一 载荷试验设备 平板载荷试验是在现场试坑坑底土层底面上放置刚性平板 亦称载荷板或承压板 在板上分级施加中心竖向荷载 直至地基破坏 量测各级荷载作用下承压板的下沉量 即地基的沉降量 利用荷载沉降曲线 确定地基土的有关工程性质 加载平台装置 千斤顶加载装置 3 根据地基土的软硬程度不同 承压板面积大致分为2500 10000cm2 密实土取小值 松散土取大值 常用标准压板为5000cm2对软粘土则不应小于5000cm2对匀质密实土 如老粘土可用10000cm2 二 载荷试验方法 1 试坑的准备工作 排除承压板周围超载的影响试坑的底宽不小于承压板宽度或直径的三倍确保承压板与土层间水平和均匀接触坑底应铺设1cm左右的砂垫层 4 2 加荷方式 第一种为常规的慢速加载法 采取分级加载 待沉降稳定后再加下一级荷载第二种为快速加荷法 同样采取分级加载 每级荷载只需维持2h 便可施加下一级荷载 而不必等待沉降稳定 最后一级荷载沉降观测达稳定标准或仍维持2h第三种为等沉降速率法 控制承压板按一定的沉降速率下沉 测量与沉降相应的所施加的荷载 直至破坏状态 慢速加载法 1 分级荷载量一般取试验土层极限荷载的1 8 1 10 或临塑荷载的1 4 1 5 经验值 对较松软土层 其荷载增量可取10 25kPa 对于较硬或中密土层取25 50kPa 对于坚硬和密实土取50 200kPa 5 2 各级荷载下的沉降稳定标准通常稳定标准为连续2h观测沉降量不大于0 1mm h 但每级荷载下的观测时间 对软粘土不少于24h对一般粘性土不少于8h对较坚硬的土不应小于4h 3 各级荷载下沉降的读数压力刚加上时承压板下降很快 开始5 15min需测读变形 1h后可放宽到30 60min测读一次 砂土取小值 粘性土取大值 4 试验终止条件 a 承压板周围地表土出现隆起 或明显的侧向挤出 砂土 或发生裂缝现象 粘性土 b 当荷载不变时 24h内沉降速率几乎等速或加速发展 c 荷载增量虽然小 但沉降却急剧发展 6 三 试验资料的整理及试验成果 P s曲线上 直线段的终点A和反映极限荷载时的B点是成果整理两个主要点 A点荷载pa叫比例界限荷载 或叫临塑荷载p pa地基处于弹性变形阶段B点荷载叫极限荷载 它是破坏荷载p pu的前一级荷载 1 A点的确定方法 若地基为整体剪切破坏P s曲线常有较明显的直线段 该直线的拐点A即为对应比例极限荷载上的点 若为局部剪切破坏其直线段可能不明显 可在logp logs关系曲线上或p s p关系曲线上找到拐点A 7 2 B点的确定方法 整体剪切破坏 为地基破坏的前一级的荷载所对应的该曲线上的点 或在p s找到曲线突然下落的点局部剪切破坏在破坏前的曲线段随着荷载的增加 曲线总是逐渐变陡 没有突然的转折点需绘制logp logs曲线 找到曲率最大的点 即为B点 四 载荷试验成果的利用 一 确定地基土的容许承载力 1 按极限荷载确定地基土的容许承载力 2 按比例极限确定地基土的容许承载力 当基底压力p pa则地基土中任意点的剪应力均小于土的抗剪强度 土体变形主要为竖向压密 pa作为容许承载力 既能满足地基强度的要求 且沉降变形也不大 8 2020 1 7 9 3 按P0 02作为地基容许承载力 P s沉降曲线的曲线变化缓慢或曲线长度不足难以找到曲线突然变陡的转折点 对软粘土地基可取s b 0 01 0 015对应的压力 二 确定地基土的变形模量E0 P s直线段上 由于p与s成直线变形关系 故可利用弹性理论公式确定地基土的变形模量 此时也可绘制荷载相对沉降曲线P s b对应的压力p0 02作为地基容许承载力 对于刚性圆形压板 对于刚性矩形压板 10 第二节标准贯入试验 11 标准贯入试验是用重635N重的锤 以760mm高的落距锤击标准贯入器 先不记锤击数打入孔底的15cm 然后再打入30cm 并记下锤击数N63 5或N 这种试验一般适用于粘性土和砂性土地基 土层越硬或越密实 对取土器冲击而锤入土中一定深度所需的锤击数N越大 即N反映了土层的软硬或密实程度 因此由修正后的N值 可以确定砂类土的密实程度和抗剪强度 砂土和粘性土地基的承载力 12 13 第四节静力触探试验 14 静力触探是将一种锥形金属探头 按一定的速率匀速 0 5 1 2m min 地静力压入土中 测量其贯入阻力 而进行的一种原位测试方法 一 静力触探基本原理 探头总贯入阻力P为锥尖总阻力Qc和侧壁总摩阻力Pf之和 对双桥探头则指锥尖阻力qc和侧壁阻力fs 单桥探头采用比贯入阻力Ps 静力触探探头向土层中匀速贯入时 探头附近土体受到压缩和剪切破坏 形成剪切破坏区 压密区和未变化区3个区域 15 一 静力触探成果 二 静力触探成果