第三章岩土工程勘察和测试技术

1、第三章岩土工程勘察和测试技术 一、岩土工程勘察的重要性一、岩土工程勘察的重要性 二、岩土工程勘察阶段二、岩土工程勘察阶段 三、岩土工程勘察技术与方法三、岩土工程勘察技术与方法 四、岩土工程勘察报告书的编写内容四、岩土工程勘察报告书的编写内容 第三章岩土工程勘察和测试技术 1. 1. 目的：查明影响工程建筑物的地质因素而进行地质调查研究目的：查明影响工程建筑物的地质因素而进行地质调查研究 工作。工作。 2. 2. 基本原则：坚持为工程服务，有明确的目的性和针对性。基本原则：坚持为工程服务，有明确的目的性和针对性。 3. 3. 要求：按勘察阶段的要求，正确反映工程地质条件，提出工要求：按勘察阶段的

2、要求，正确反映工程地质条件，提出工 程地质评价，为设计、施工提供依据。程地质评价，为设计、施工提供依据。 4. 4. 基本方法：工程地质测绘、工程地质勘探与取样、工程地质基本方法：工程地质测绘、工程地质勘探与取样、工程地质 现场测试与长期观测，工程地质资料室内整理等。现场测试与长期观测，工程地质资料室内整理等。 第三章岩土工程勘察和测试技术 5. 5. 任务：任务： （1 1）调查工程建设区域的地形地貌；）调查工程建设区域的地形地貌； （2 2）调查工程建设区域的地层条件；）调查工程建设区域的地层条件； （3 3）调查工程建设区域的地质构造；）调查工程建设区域的地质构造； （4 4）查明工程建

3、设区域的水文及水文地质条件；）查明工程建设区域的水文及水文地质条件； （5 5）确定工程建设区域内有无不良地质现象；）确定工程建设区域内有无不良地质现象； （6 6）测定地基土的物理力学性质指标；）测定地基土的物理力学性质指标； （7 7）在地震设防区划分场地土类型和场地类别；）在地震设防区划分场地土类型和场地类别； （8 8）推荐承载力和变形计算参数；）推荐承载力和变形计算参数； 第三章岩土工程勘察和测试技术 工程地质勘察阶段工程地质勘察阶段 建筑工程地质勘察也称为岩土工程勘察建筑工程地质勘察也称为岩土工程勘察 可行性研究勘察可行性研究勘察符合选址或确定场地要求；符合选址或确定场地要求； 初

4、初 步步 勘勘 察察符合初步设计或扩大初步设计要求；符合初步设计或扩大初步设计要求； 详详 细细 勘勘 察察符合施工图设计要求；符合施工图设计要求； 技术设计与施工勘察技术设计与施工勘察场地条件复杂或有特许要求。场地条件复杂或有特许要求。 各个阶段都有具体任务、应解决的问题、重点工作内容、各个阶段都有具体任务、应解决的问题、重点工作内容、 工作方法、工作量等，遵从规范、手册。工作方法、工作量等，遵从规范、手册。 第三章岩土工程勘察和测试技术 工程地质勘察阶段工程地质勘察阶段 l可行性研究勘察阶段可行性研究勘察阶段 选址阶段，应对拟建场地的稳定性和适宜性做出评价，应避开选址阶段，应对拟建场地的稳

5、定性和适宜性做出评价，应避开 下列地区（地段）：下列地区（地段）： 1 1）不良地质现象发育且对场地稳定性有直接危害或潜在威胁；）不良地质现象发育且对场地稳定性有直接危害或潜在威胁； 2 2）地基土性质严重不良的；）地基土性质严重不良的； 3 3）对建（构）筑物抗震危险的；）对建（构）筑物抗震危险的； 4 4）洪水或地下水对建（构）筑物有严重不良影响的；）洪水或地下水对建（构）筑物有严重不良影响的； 5 5）地下有未开采的有价值矿藏或未稳定的地下采空区的。）地下有未开采的有价值矿藏或未稳定的地下采空区的。 第三章岩土工程勘察和测试技术 工程地质勘察阶段工程地质勘察阶段 本阶段要求（内容）：本阶

6、段要求（内容）： （1 1）收集区域地质、地形地貌、地震、矿产和附近地区的工程地质）收集区域地质、地形地貌、地震、矿产和附近地区的工程地质 资料及当地的建筑经验；资料及当地的建筑经验； （2 2）在收集和分析已有资料的基础上，通过踏勘，了解场地的地层、）在收集和分析已有资料的基础上，通过踏勘，了解场地的地层、 构造、岩石和土的性质、不良地质现象及地下水等工程地质条件；构造、岩石和土的性质、不良地质现象及地下水等工程地质条件； （3 3）对工程地质条件复杂，已有资料不能符合要求，但其他条件较）对工程地质条件复杂，已有资料不能符合要求，但其他条件较 好且倾向于选取的场地，应根据具体情况进行工程地质

7、测绘及必要的好且倾向于选取的场地，应根据具体情况进行工程地质测绘及必要的 勘探工作；勘探工作； （4 4）当有两个或两个以上拟选场地时，应进行比选分析。）当有两个或两个以上拟选场地时，应进行比选分析。 第三章岩土工程勘察和测试技术 l初步勘察阶段初步勘察阶段 场地内建筑地段的稳定性做出岩土工程评价场地内建筑地段的稳定性做出岩土工程评价 （1 1）搜集拟建工程的有关文件、工程地质和岩土工程资料以及工程场地范围）搜集拟建工程的有关文件、工程地质和岩土工程资料以及工程场地范围 的地形图；的地形图； （2 2）初步查明地质构造、地层结构、岩土工程特性、地下水埋藏条件；）初步查明地质构造、地层结构、岩土

8、工程特性、地下水埋藏条件； （3 3）查明场地不良地质作用的成因、分布、规模、发展趋势，并对场地的稳）查明场地不良地质作用的成因、分布、规模、发展趋势，并对场地的稳 定性做出评价；定性做出评价； （4 4）对抗震设防烈度大于等于）对抗震设防烈度大于等于6 6场地，应对场地和地基的地震效应做出初场地，应对场地和地基的地震效应做出初 步评价；步评价； （5 5）季节性冻土地区，应调查场地土的标准冻结深度；）季节性冻土地区，应调查场地土的标准冻结深度； （6 6）初步判定水和土对建筑材料的腐蚀性；）初步判定水和土对建筑材料的腐蚀性； （7 7）高层建筑初步勘察时，应对可能采取的地基基础类型、基坑开挖

9、与支护、）高层建筑初步勘察时，应对可能采取的地基基础类型、基坑开挖与支护、 工程降水方案进行初步分析评价。工程降水方案进行初步分析评价。 第三章岩土工程勘察和测试技术 工程地质勘察阶段工程地质勘察阶段 l详细勘察阶段详细勘察阶段 密切结合技术设计或施工图设计；密切结合技术设计或施工图设计； 按不同建构筑物或建筑群提供详细的工程地质资料和设计所需按不同建构筑物或建筑群提供详细的工程地质资料和设计所需 要的岩土技术参数；要的岩土技术参数； 对建筑地基作出岩土工程评价；对建筑地基作出岩土工程评价； 为基础设计、地基处理、不良地质现象的防治等具体方案作出为基础设计、地基处理、不良地质现象的防治等具体方

10、案作出 论证、结论和建议。论证、结论和建议。 第三章岩土工程勘察和测试技术 工程地质勘察阶段工程地质勘察阶段 l技术设计与施工勘察阶段技术设计与施工勘察阶段 技术设计的勘察任务：主要是针对某些专门性工程性质问题进技术设计的勘察任务：主要是针对某些专门性工程性质问题进 行补充性的分析；行补充性的分析； 施工勘察工作：主要是解决施工过程中出现的新的工程地质问施工勘察工作：主要是解决施工过程中出现的新的工程地质问 题，观察开挖过程中揭露的地质现象，检验勘题，观察开挖过程中揭露的地质现象，检验勘 察资料的准确性，并布置工程地质监测工作。察资料的准确性，并布置工程地质监测工作。 第三章岩土工程勘察和测试

11、技术 工程地质测绘工程地质测绘 l综合性地质测绘综合性地质测绘 1.1.任务：在地形图上填绘出测区工程地质条件。任务：在地形图上填绘出测区工程地质条件。 工程地质勘察工程地质勘察 = = 测绘测绘 + + 勘探勘探 + + 试验。试验。 第三章岩土工程勘察和测试技术 工程地质测绘工程地质测绘 l综合性地质测绘综合性地质测绘 2.2.内容及比例尺内容及比例尺 内容：包括工程地质条件的所有要素：地层、岩性、构造、地内容：包括工程地质条件的所有要素：地层、岩性、构造、地 貌、水文地质条件、物理地质现象已有建筑物变形破坏、建筑经貌、水文地质条件、物理地质现象已有建筑物变形破坏、建筑经 验、天然建筑材料

12、质量及分布等；验、天然建筑材料质量及分布等； 比例尺：比例尺：（1 1）小比例尺：）小比例尺：1 1：5,000-15,000-1：50,00050,000，可研阶段；，可研阶段； （2 2）中比例尺：）中比例尺：1 1：2,000-12,000-1：5,0005,000，初勘阶段；，初勘阶段； （3 3）大比例尺：）大比例尺：1 1：100-1100-1：1,0001,000，详勘阶段，复，详勘阶段，复 杂条件，特殊问题。杂条件，特殊问题。 第三章岩土工程勘察和测试技术 工程地质测绘工程地质测绘 l综合性地质测绘综合性地质测绘 3. 3. 测绘方法：测绘方法： 1 1）像片成图法：航卫片调绘

13、；）像片成图法：航卫片调绘； 2 2）实地测绘法）实地测绘法 （1 1）路线法；）路线法； （2 2）布点法；）布点法； （3 3）追索法。）追索法。 第三章岩土工程勘察和测试技术 遥感技术在工程地质测绘中的应用遥感技术在工程地质测绘中的应用 电磁辐射理论电磁辐射理论- -探测技术探测技术- -接收、传送、处理接收、传送、处理- -卫星照片卫星照片+ +航空照片航空照片 l1.1.应用方法：应用方法： （1 1）初步解译）初步解译 （2 2）野外踏勘和验证）野外踏勘和验证 （3 3）成果成图）成果成图 l2.2.遥感影像资料的比例尺遥感影像资料的比例尺 （1 1）航片比例尺：）航片比例尺：1

14、1：25,000-125,000-1：100,000100,000； （2 2）卫星影像不同时间多波段，）卫星影像不同时间多波段，1 1：250,000-1250,000-1：500,000500,000； （3 3）热红外图像，不小于）热红外图像，不小于1 1：50,00050,000。 第三章岩土工程勘察和测试技术 工程地质勘探工程地质勘探 工程地质勘探工作一般是在测绘工作基本完工程地质勘探工作一般是在测绘工作基本完 成后，根据测区内的综合条件，有针对性的成后，根据测区内的综合条件，有针对性的 布置勘探点、勘探深度的。用勘探工作的成布置勘探点、勘探深度的。用勘探工作的成 果补充、检验和修改

15、调查测绘工作的成果。果补充、检验和修改调查测绘工作的成果。 常用的勘探方法有三类：常用的勘探方法有三类：坑探、槽探坑探、槽探、钻钻 探探、触探触探和和地球物理勘探地球物理勘探。 l1.1.坑探、槽探坑探、槽探 最简易的勘探方法，常用的有剥土、槽探、最简易的勘探方法，常用的有剥土、槽探、 坑探等，注意回填。坑探等，注意回填。 第三章岩土工程勘察和测试技术 工程地质勘探工程地质勘探 l2.2.钻探钻探 采用钻探机具对深部的工程地质条件采用钻探机具对深部的工程地质条件 进行揭露的一种工作方法。它分为轻便进行揭露的一种工作方法。它分为轻便 钻探和钻探两种。钻探和钻探两种。 轻便钻探利用洛阳铲、锥探和小

16、螺纹轻便钻探利用洛阳铲、锥探和小螺纹 钻等进行钻探的方法；钻等进行钻探的方法； 钻探一般是利用大型钻机进行钻探的钻探一般是利用大型钻机进行钻探的 方法，常用的钻机是机械回转钻机。方法，常用的钻机是机械回转钻机。 第三章岩土工程勘察和测试技术 工程地质勘探工程地质勘探 l2.2.钻探钻探 钻探过程包括三个基本程序：钻探过程包括三个基本程序： A A破碎岩土：破碎岩土：采用人力和机械方法，使小部分岩土脱离整体而成为粉末、采用人力和机械方法，使小部分岩土脱离整体而成为粉末、 岩土块或岩土芯，破碎一般是借助冲击力、剪切力、研磨和压力来实现的。岩土块或岩土芯，破碎一般是借助冲击力、剪切力、研磨和压力来实

17、现的。 B B采取岩土：采取岩土：用冲洗液（或压缩空气）将孔底破碎的碎屑冲到孔外，或用冲洗液（或压缩空气）将孔底破碎的碎屑冲到孔外，或 者用钻具（抽筒、勺形钻头、螺旋钻头、取土器、岩芯管等）靠人力或机械者用钻具（抽筒、勺形钻头、螺旋钻头、取土器、岩芯管等）靠人力或机械 将孔底的碎屑或样心取出于地面。将孔底的碎屑或样心取出于地面。 C C保全孔壁：保全孔壁：一般采用套管或泥浆来护壁。一般采用套管或泥浆来护壁。 第三章岩土工程勘察和测试技术 工程地质勘探工程地质勘探 l2.2.钻探钻探 钻进方法有以下四种：钻进方法有以下四种： A A冲击钻进：采用底部圆环状的钻头，将钻具提升到一定高度，利用钻具自

18、重，冲击钻进：采用底部圆环状的钻头，将钻具提升到一定高度，利用钻具自重， 迅猛放落，钻具在下落时产生冲击动能，冲击孔底岩土层，使岩土达到破碎。迅猛放落，钻具在下落时产生冲击动能，冲击孔底岩土层，使岩土达到破碎。 B B回转钻进：采用底部嵌焊有硬质合金的圆环状钻头进行钻进，钻进中施加回转钻进：采用底部嵌焊有硬质合金的圆环状钻头进行钻进，钻进中施加 钻压，使钻头在回转中切入岩土层，达到加深钻孔的目的。钻压，使钻头在回转中切入岩土层，达到加深钻孔的目的。 C C振动钻进：采用机械动力所产生的振动力，通过连接杆和钻具传到圆筒形振动钻进：采用机械动力所产生的振动力，通过连接杆和钻具传到圆筒形 钻头周围土

19、中。钻头周围土中。 D D综合式钻进：综合冲击回转两种钻进方法；在钻进过程中，钻头克取岩石综合式钻进：综合冲击回转两种钻进方法；在钻进过程中，钻头克取岩石 时，施加一定的动力，对岩石产生冲击作用，使岩石的破碎速度加快，同时由时，施加一定的动力，对岩石产生冲击作用，使岩石的破碎速度加快，同时由 于冲击力的作用使硬质合金刻人岩石深度增加，在回转中将岩石剪切掉。于冲击力的作用使硬质合金刻人岩石深度增加，在回转中将岩石剪切掉。 第三章岩土工程勘察和测试技术 第三章岩土工程勘察和测试技术 工程地质勘探工程地质勘探 l3.3.触探触探 1 1）静力触探）静力触探 静力触探探头可分为单桥探头和双桥探静力触探

20、探头可分为单桥探头和双桥探 头两种。头两种。 静力触探实验借静压力将触探头压入静力触探实验借静压力将触探头压入 土层，利用电测技术测得贯入阻力来判定土层，利用电测技术测得贯入阻力来判定 土的力学性质。土的力学性质。 第三章岩土工程勘察和测试技术 工程地质勘探工程地质勘探 l3.3.触探触探 2 2）动力触探）动力触探 动力触探可分为圆锥动力触探和标准贯动力触探可分为圆锥动力触探和标准贯 入实验两种。入实验两种。 动力触探一般是将一定质量的穿心锤动力触探一般是将一定质量的穿心锤 以一定高度自由下落，将探头贯入土中，以一定高度自由下落，将探头贯入土中， 然后记录贯入一定深度所需的锤击次数，然后记录

21、贯入一定深度所需的锤击次数， 并以此来判断土的性质。并以此来判断土的性质。 第三章岩土工程勘察和测试技术 工程地质勘探工程地质勘探 l4.4.地球物理勘探地球物理勘探 1 1）电法勘探）电法勘探 电法勘探可分为自然电场法和人工电场电法勘探可分为自然电场法和人工电场 法两种。法两种。 工程地质勘探中常采用人工电场法的工程地质勘探中常采用人工电场法的 电阻率法，它主要利用仪器测定岩、土体电阻率法，它主要利用仪器测定岩、土体 导电性的差异来识别地质情况的一种方法；导电性的差异来识别地质情况的一种方法； 第三章岩土工程勘察和测试技术 工程地质勘探工程地质勘探 l4.4.地球物理勘探地球物理勘探 2 2

22、）弹性波法）弹性波法 弹性波法包括地震勘探、声波及超声波探测。它是人式激弹性波法包括地震勘探、声波及超声波探测。它是人式激 发振动，来研究地质体中的传播规律，以判定地质情况、岩体发振动，来研究地质体中的传播规律，以判定地质情况、岩体 状态及特性。状态及特性。 3 3）地球物理测井）地球物理测井 地球物理测井是利用地层之间的物性差异，采用不同的物地球物理测井是利用地层之间的物性差异，采用不同的物 理方法，了解钻井中的地质和水文地质情况的方法。理方法，了解钻井中的地质和水文地质情况的方法。 第三章岩土工程勘察和测试技术 工程地质勘探工程地质勘探 l4.4.地球物理勘探地球物理勘探 4 4）地质雷达

23、）地质雷达 地质雷达是一种高频电磁地质雷达是一种高频电磁 波，利用电磁波在不同介质波，利用电磁波在不同介质 中的传播规律，探明地质条中的传播规律，探明地质条 件的一种方法。件的一种方法。 第三章岩土工程勘察和测试技术 工程地质工程地质 试验方法试验方法 室内实验室内实验 现场原位测试现场原位测试 v原位测试：在岩土体原有的位置上，在保持岩土的天然结构、原位测试：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。天然含水量以及天然应力状态条件下测定岩土性质。 v土体原位测试：一般指的是在工程地质勘察现场，在不扰动或土体原位测试：一般指的是在工程地质勘察现

24、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。物理力学性质指标及划分土层一种土工勘察技术。 工程地质原位测试工程地质原位测试 第三章岩土工程勘察和测试技术 工程地质工程地质 试验方法试验方法 室内实验室内实验 现场原位测试现场原位测试 u室内试验有不足之处：室内试验有不足之处： 饱和软土层，受到不同程度的扰动；饱和软土层，受到不同程度的扰动； 某一深度样，应力状态发生了很大的变化；某一深度样，应力状态发生了很大的变化； 试验设备性能及操作上的误差；试验设备性能及操作上的误

25、差； 饱和状态的砂质粉土和砂土根本取不上原状试样。饱和状态的砂质粉土和砂土根本取不上原状试样。 所以，为了取得准确可靠的力学计算指标，在工程地质勘察所以，为了取得准确可靠的力学计算指标，在工程地质勘察 中，必须进行一定的、相应数量的现场原位测试。中，必须进行一定的、相应数量的现场原位测试。 工程地质原位测试工程地质原位测试 第三章岩土工程勘察和测试技术 u原位测试优点：原位测试优点： (1)(1)可以测定难以取得不扰动土样可以测定难以取得不扰动土样( (如饱和砂土、粉土、流塑如饱和砂土、粉土、流塑 淤泥及淤泥质土层等淤泥及淤泥质土层等) )的有关工程力学性质；的有关工程力学性质； (2)(2)

26、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)原位测试的土体影响范围远比室内试验大原位测试的土体影响范围远比室内试验大 (4)(4)可大大缩短地基土层勘察周期。可大大缩短地基土层勘察周期。 自钻式旁压仪自钻式旁压仪 第三章岩土工程勘察和测试技术 u原位测试不足之处：原位测试不足之处： 各种原位测试都有其适用条件，使用不当则会影响其效果；各种原位测试都有其适用条件，使用不当则会影响其效果； 有些原位测试所得参数与土的工程力学性质问的关系往往是有些原位测试所得参数与土的工程力学性质问的关系往往是 建立在统计经验关系上；建立在统计经验关系上； 另外，影响原位测试成

27、果的因素较为复杂，使得对测定位的另外，影响原位测试成果的因素较为复杂，使得对测定位的 准确判定造成一定的困难；准确判定造成一定的困难； 还有，原位测试中的主应力方向往往与实际岩土工程中的主还有，原位测试中的主应力方向往往与实际岩土工程中的主 应力方向并不应力方向并不致等。致等。 因此，土的室内试验与原位测试，两者各有其独到之处，在全因此，土的室内试验与原位测试，两者各有其独到之处，在全 面研究土的各项性状中，两者不能偏废，而应相辅相成。面研究土的各项性状中，两者不能偏废，而应相辅相成。 第三章岩土工程勘察和测试技术 u工程地质现场原位测试的主要方法有：工程地质现场原位测试的主要方法有： 静力载

28、荷试验、静力载荷试验、 触探试验、触探试验、 剪切试验、剪切试验、 地基土动力特性试验、地基土动力特性试验、 现场渗透试验等。现场渗透试验等。 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，称之为原型试验。荷载条件进行试验，称之为原型试验。 第三章岩土工程勘察和测试技术 u土体原位测试方法土体原位测试方法 可以归纳为下列两类：可以归纳为下列两类： (1)(1)土层剖面测试法：主要包括静力触探、动力触探、扁铲土层剖面测试法：主要包括静力触探、动力触探、扁铲 松胀仪试验及波速法等。松胀仪试验及波速法等。 土层剖面测试法具有可

29、连续进行、快速经济的优点。土层剖面测试法具有可连续进行、快速经济的优点。 (2)(2)专门测试法：主要包括载荷试验、旁压试验、标准贯入专门测试法：主要包括载荷试验、旁压试验、标准贯入 实验、静力触探试验、十字板剪切试验等。实验、静力触探试验、十字板剪切试验等。 土的专门测试法可得到土层中关键部位土的各种工程性土的专门测试法可得到土层中关键部位土的各种工程性 质指标，精度高，测试成果可直接供设计部门使用。其精度质指标，精度高，测试成果可直接供设计部门使用。其精度 超过室内试验的成果。超过室内试验的成果。 第三章岩土工程勘察和测试技术 u土体原位测试的应用土体原位测试的应用 v根据不同的测试方法，

30、其应用可归纳为：根据不同的测试方法，其应用可归纳为： v（1 1）土层土类划分；）土层土类划分； v（2 2）求天然地基承载力；）求天然地基承载力； v（3 3）测定土的物理力学性质指标；）测定土的物理力学性质指标； v（4 4）在桩基勘察中的应用；）在桩基勘察中的应用； v（5 5）评价砂土和粉土的地震液化；）评价砂土和粉土的地震液化； v（6 6）求解土的固结系数、渗透系数及不排水抗剪强度等；）求解土的固结系数、渗透系数及不排水抗剪强度等； v（7 7）检验压实填土的质量及强夯效果；）检验压实填土的质量及强夯效果； v（8 8）进行浅基础的沉降计算；）进行浅基础的沉降计算； v（9 9）其

31、它。）其它。 第三章岩土工程勘察和测试技术 静力载荷试验的基本原理和意义静力载荷试验的基本原理和意义 静力载荷试验就是在拟建建筑场地上，在挖至设计的基础静力载荷试验就是在拟建建筑场地上，在挖至设计的基础 埋置深度的平整坑底放置一定规格的方形或圆形承压板，在其埋置深度的平整坑底放置一定规格的方形或圆形承压板，在其 上逐级施加荷载，测定相应荷载作用下地基土的稳定沉降量，上逐级施加荷载，测定相应荷载作用下地基土的稳定沉降量， 分析研究地基土的强度与变形特性，求得地基土容许承载力与分析研究地基土的强度与变形特性，求得地基土容许承载力与 变形模量等力学数据。变形模量等力学数据。 静力载荷试验静力载荷试验

32、 第三章岩土工程勘察和测试技术 静力载荷试验的基本原理和意义静力载荷试验的基本原理和意义 静力载荷试验实际上是一种与建筑物基础工作条件相似，静力载荷试验实际上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现场模拟试验。所以，而且直接对天然埋藏条件下的土体进行的现场模拟试验。所以， 对于建筑物地基承载力的确定，比其他测试方法更接近实际；对于建筑物地基承载力的确定，比其他测试方法更接近实际； 当试验影响深度范围内土质均匀时，用此法确定该深度范围内当试验影响深度范围内土质均匀时，用此法确定该深度范围内 土的变形模量也比较可靠。土的变形模量也比较可靠。 静力载荷试验静力载荷试验

33、 第三章岩土工程勘察和测试技术 静力载荷试验的基本原理和意义静力载荷试验的基本原理和意义 p-sp-s曲线，三个阶段：曲线，三个阶段： 第第I I阶段：从阶段：从p-sp-s曲线的原点到比例界限压曲线的原点到比例界限压 力力p p0 0( (临塑压力临塑压力) )。直线变形阶段。也称压密。直线变形阶段。也称压密 阶段。阶段。 第第IIII阶段：从临塑压力阶段：从临塑压力p p0 0到极限压力到极限压力p pu u，p p 一一s s曲线由直线关系转变为曲线关系，局部曲线由直线关系转变为曲线关系，局部 剪切阶段。剪切阶段。 第第IIIIII阶段：极限压力阶段：极限压力p pu u以后，沉降急剧增

34、以后，沉降急剧增 加。破坏阶段。加。破坏阶段。 0 0 s pp0pu a b c 静力载荷试验静力载荷试验 第三章岩土工程勘察和测试技术 静力载荷试验的基本原理和意义静力载荷试验的基本原理和意义 静力载荷试验可用于下列目的：静力载荷试验可用于下列目的： 确定地基土的临塑荷载确定地基土的临塑荷载p p0 0、极限荷载、极限荷载p pu u，为评定地基土，为评定地基土 的承载力提供依据；的承载力提供依据； 估算地基土的变形模量估算地基土的变形模量E Eo o、不排水抗剪强度、不排水抗剪强度c cu u和基床反和基床反 力系数力系数K K。 静力载荷试验静力载荷试验 第三章岩土工程勘察和测试技术

35、百分表百分表 百分表百分表千斤顶千斤顶千斤顶千斤顶 堆重堆重 排钢梁排钢梁 木垛木垛 载荷板载荷板载荷板载荷板 钢梁（各由两钢梁（各由两 个地锚锚住）个地锚锚住） 地地 锚锚 (a)(a)堆重千斤顶式堆重千斤顶式 (b)(b)地锚千斤顶式地锚千斤顶式 静力载荷试验的装置静力载荷试验的装置静力载荷试验静力载荷试验 承压板：方形或圆形；承压板：方形或圆形； 加荷装置：压力源（重物加荷、油压千斤顶反压加荷）、加荷装置：压力源（重物加荷、油压千斤顶反压加荷）、 荷载台架（反力架）；荷载台架（反力架）； 沉降观测装置：百分表、沉降传感器、水准仪等。沉降观测装置：百分表、沉降传感器、水准仪等。 第三章岩土

36、工程勘察和测试技术 静力载荷试验静力载荷试验 1 1、地基土平板载荷试验可适用于确定地基土层的承压板下应力主要影响范围内的承、地基土平板载荷试验可适用于确定地基土层的承压板下应力主要影响范围内的承 载力。承压板面积不应小于载力。承压板面积不应小于0.25m0.25m2 2，对于软土不应小于，对于软土不应小于0.5m0.5m2 2。 2 2、试验基坑宽度不应小于承压板宽度或直径的三倍。应保持试验土层的原状结构和、试验基坑宽度不应小于承压板宽度或直径的三倍。应保持试验土层的原状结构和 天然湿度。宜在拟试压表面用粗砂或中砂层找平，其厚度不超过天然湿度。宜在拟试压表面用粗砂或中砂层找平，其厚度不超过2

37、0mm20mm。 3 3、加荷等级不应少于、加荷等级不应少于8 8级。最大加载量不应小于设计要求的两倍。级。最大加载量不应小于设计要求的两倍。 4 4、每级加载后、每级加载后, ,按间隔按间隔1010、1010、1010、1515、15min15min，以后为每隔半小时测读一次沉降量，以后为每隔半小时测读一次沉降量， 当在连续两小时内，每小时的沉降量小于当在连续两小时内，每小时的沉降量小于0.1mm0.1mm时，则认为已趋稳定时，则认为已趋稳定, ,可加下一级荷载。可加下一级荷载。 5 5、当出现下列情况之一时，即可终止加载：、当出现下列情况之一时，即可终止加载： （1 1）承压板周围的土明显

38、地侧向挤出；）承压板周围的土明显地侧向挤出； （2 2）沉降）沉降S S急骤增大，荷载急骤增大，荷载- -沉降沉降(P-S)(P-S)曲线出现现陡降段；曲线出现现陡降段； （3 3）在某一级荷载下，）在某一级荷载下，2424小时内沉降速率不能达到稳定；小时内沉降速率不能达到稳定； （4 4）沉降量与承压板宽度或直径之比大于或等于）沉降量与承压板宽度或直径之比大于或等于0.060.06。 当满足前四种情况之一时，其对应的前一级荷载定为极限荷载。当满足前四种情况之一时，其对应的前一级荷载定为极限荷载。 静力载荷试验的基本技术要求静力载荷试验的基本技术要求 第三章岩土工程勘察和测试技术 主要有以下四

39、种应用：主要有以下四种应用： l确定地基土的承载力确定地基土的承载力 根据根据p-sp-s曲线，按下列方法综合考虑。曲线，按下列方法综合考虑。 (1)(1)强度控制法（拐点法）强度控制法（拐点法） 直线段的拐点所对应的压力直线段的拐点所对应的压力p p 在饱和软土地基中在饱和软土地基中p-sp-s曲线拐点往往不明显。可用曲线拐点往往不明显。可用lgplgp- -lgslgs曲曲 线或线或p- p- 曲线上的转折点所对应的压力即为比例界限压力或曲线上的转折点所对应的压力即为比例界限压力或 临塑压力临塑压力p p0 0。 静力载荷试验静力载荷试验 静力载荷试验资料的应用及其有关问题静力载荷试验资料

40、的应用及其有关问题 第三章岩土工程勘察和测试技术 静力载荷试验静力载荷试验 静力载荷试验资料的应用及其有关问题静力载荷试验资料的应用及其有关问题 第三章岩土工程勘察和测试技术 静力载荷试验静力载荷试验 静力载荷试验资料的应用及其有关问题静力载荷试验资料的应用及其有关问题 （2 2）相对沉降控制法）相对沉降控制法 s/b=0.01-0.015s/b=0.01-0.015，沙土；，沙土；s/b=0.02s/b=0.02，高压缩性土。，高压缩性土。 （3 3）极限荷载法）极限荷载法 若若p p0 0、p pu u接近，则地基承载力接近，则地基承载力=p=pu u/k/k 第三章岩土工程勘察和测试技术

41、 静力载荷试验静力载荷试验 桩载荷试验桩载荷试验 单桩水平载荷试验单桩水平载荷试验 地基土水平载荷试验地基土水平载荷试验 其它类型的载荷试验其它类型的载荷试验 第三章岩土工程勘察和测试技术 静力触探试验静力触探试验 通过机械装置将一定规格的金属探头用静力压入土层中，通过机械装置将一定规格的金属探头用静力压入土层中， 同时量测土层对触探头的贯入阻力，判断、分析、确定地基同时量测土层对触探头的贯入阻力，判断、分析、确定地基 土的物理力学性质。土的物理力学性质。 电传感器，静力触探曲线电传感器，静力触探曲线 优点：连续、快速、准确优点：连续、快速、准确 缺点：不能直接观察、鉴别土层；缺点：不能直接观

42、察、鉴别土层； 因反力问题，测试深度不能超过因反力问题，测试深度不能超过80m80m； 不适用于含碎石、砾石土层及密实砂。不适用于含碎石、砾石土层及密实砂。 第三章岩土工程勘察和测试技术 静力触探试验静力触探试验 静力触探试验的主要技术要求静力触探试验的主要技术要求 组成：贯入装置（含反力装置），可控制等速压贯入；传动系统（液压、组成：贯入装置（含反力装置），可控制等速压贯入；传动系统（液压、 机械）；量测系统（探头、电缆、电阻应变仪）机械）；量测系统（探头、电缆、电阻应变仪） 类型：电动机械式静力触探仪、液压式静力触探仪、类型：电动机械式静力触探仪、液压式静力触探仪、手摇轻型链式静力触手摇轻

43、型链式静力触 探仪探仪 静力触探探头：单桥探头、双桥探头、孔压探头静力触探探头：单桥探头、双桥探头、孔压探头 第三章岩土工程勘察和测试技术 静力触探试验静力触探试验 静力触探的贯入机理静力触探的贯入机理 承载力理论分析承载力理论分析 孔穴扩张理论分析孔穴扩张理论分析 稳定贯入流体理论分析稳定贯入流体理论分析 第三章岩土工程勘察和测试技术 静力触探试验静力触探试验 静力触探试验的目的和适用条件静力触探试验的目的和适用条件 目的：目的： （1 1）划分土层；）划分土层； （2 2）估算土层的物理力学参数；）估算土层的物理力学参数； （3 3）评定地基土的承载力；）评定地基土的承载力； （4 4）选

44、择桩基持力层，估算单桩极限承载力，判断沉桩）选择桩基持力层，估算单桩极限承载力，判断沉桩 可能性；可能性； （5 5）判定场地地震液化势。）判定场地地震液化势。 适用条件：适用条件： 粘性土、粉土和砂土，设备的贯入能力必须满足测试土层粘性土、粉土和砂土，设备的贯入能力必须满足测试土层 性质、深度等需要，反力必须大于贯入总阻力。性质、深度等需要，反力必须大于贯入总阻力。 第三章岩土工程勘察和测试技术 静力触探试验静力触探试验 静力触探试验成果的应用静力触探试验成果的应用 主要成果主要成果（1 1）比贯入阻力）比贯入阻力- -深度曲线；深度曲线； （2 2）锥尖阻力）锥尖阻力- -深度曲线；深度曲

45、线； （3 3）侧摩阻力深度关系曲线；）侧摩阻力深度关系曲线； （4 4）摩阻比）摩阻比- -深度关系曲线。深度关系曲线。 应用（应用（1 1）划分土层界线；）划分土层界线； （2 2）评定地基土的强度参数；）评定地基土的强度参数； （3 3）评定土的变形参数；）评定土的变形参数； （4 4）评定地基土的承载力；）评定地基土的承载力； （5 5）预估单桩承载力。）预估单桩承载力。第三章岩土工程勘察和测试技术 圆锥动力触探圆锥动力触探 利用锤击功能，将一定规格的圆锥探头打入土中，根据打入利用锤击功能，将一定规格的圆锥探头打入土中，根据打入 土中的阻力大小判别土层的变化，对土层进行力学分层，并确定

46、土中的阻力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，对地基土做出工程地质评价。土层的物理力学性质，对地基土做出工程地质评价。 优点：设备简单、操作方便、工效较高，适应性广，连续贯入，优点：设备简单、操作方便、工效较高，适应性广，连续贯入， 碎石、砂、粉土；碎石、砂、粉土； 缺点：不能直接描述土样，误差较大，再现性差。缺点：不能直接描述土样，误差较大，再现性差。 第三章岩土工程勘察和测试技术 圆锥动力触探圆锥动力触探 动力触探的类型和规格动力触探的类型和规格 按锤击能量分为轻型、重型、超重型按锤击能量分为轻型、重型、超重型 第三章岩土工程勘察和测试技术 圆锥动力触探圆锥

47、动力触探 动力触探的技术要求动力触探的技术要求 应采用自动落锤装置；应采用自动落锤装置； 触探杆最大偏斜度不超过触探杆最大偏斜度不超过1 1- 2- 2（5m5m） 锤击间歇时间，应做记录；锤击间歇时间，应做记录； 贯入贯入15cm15cm，且，且N N10 10 5050时，停止试验；当时，停止试验；当N N63.5 63.5 5050击时，停击时，停 止试验，改用超重型；止试验，改用超重型； N N10 10和 和N N63.5 63.5正常范围为 正常范围为3-503-50击，击，N N120 120的正常范围为 的正常范围为3-403-40击。击。 第三章岩土工程勘察和测试技术 圆锥动

48、力触探圆锥动力触探 动力触探试验的适用范围和目的动力触探试验的适用范围和目的 适用条件：强风化、全风化硬质岩石，各类软质岩石和土适用条件：强风化、全风化硬质岩石，各类软质岩石和土 目的：目的： 定性评价：场地土层均匀性；查明土洞、滑动面和软硬土层界定性评价：场地土层均匀性；查明土洞、滑动面和软硬土层界 面；确定软硬或坚硬土层的分布；检验、评估地基土加固、改面；确定软硬或坚硬土层的分布；检验、评估地基土加固、改 良的效果。良的效果。 定量评价：确定砂土的孔隙比、相对密实度、粉土和粘性土的定量评价：确定砂土的孔隙比、相对密实度、粉土和粘性土的 状态、土的强度和变形参数，评定天然地基土承载力或单桩承

49、状态、土的强度和变形参数，评定天然地基土承载力或单桩承 载力。载力。 第三章岩土工程勘察和测试技术 圆锥动力触探圆锥动力触探 动力触探试验成果的应用动力触探试验成果的应用 l1.1.确定砂土和碎石土的密实度；确定砂土和碎石土的密实度； l2.2.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； l3.3.确定单桩承载力标准值确定单桩承载力标准值R Rk k 第三章岩土工程勘察和测试技术 标准贯入试验标准贯入试验 实质上仍属于动力触探类型。其探头为由两个半圆管合成实质上仍属于动力触探类型。其探头为由两个半圆管合成 的取土器的取土器贯入器。贯入器。 贯入阻力用贯入土层贯入阻力用贯入土层

50、30cm30cm的锤击数的锤击数N N63.5 63.5表示 表示标贯击数。标贯击数。 本试验对不易取样的砂土和砂质粉土物理力学性质评价具本试验对不易取样的砂土和砂质粉土物理力学性质评价具 有独特意义。有独特意义。 第三章岩土工程勘察和测试技术 标准贯入试验标准贯入试验 标准贯入试验设备规格标准贯入试验设备规格 第三章岩土工程勘察和测试技术 标准贯入试验标准贯入试验 标准贯入试验的技术要求标准贯入试验的技术要求 第三章岩土工程勘察和测试技术 标准贯入试验标准贯入试验 标准贯入试验的目的和范围标准贯入试验的目的和范围 目的：目的： 1 1）采取扰动土样，鉴别和描述土类，按颗粒分析结果定名；）采取

51、扰动土样，鉴别和描述土类，按颗粒分析结果定名； 2 2）根据标贯击数）根据标贯击数N N，利用地区经验，为砂土的密实度和粉土、，利用地区经验，为砂土的密实度和粉土、 粘性土的状态，土的强度参数，变形模量，地基承载力等作出粘性土的状态，土的强度参数，变形模量，地基承载力等作出 评价；评价； 3 3）估算单桩极限承载力和判定沉桩可能性；）估算单桩极限承载力和判定沉桩可能性； 4 4）判定饱和粉沙、砂质粉土的地震液化可能性及液化等级。）判定饱和粉沙、砂质粉土的地震液化可能性及液化等级。 适用范围：适用范围： 砂土、粉土和一般性粘土，最适用于砂土、粉土和一般性粘土，最适用于N=2-50N=2-50击的

52、土层。击的土层。 第三章岩土工程勘察和测试技术 标准贯入试验标准贯入试验 标准贯入试验成果的应用标准贯入试验成果的应用 1.1.评定砂土的评定砂土的 密实度和相对密度密实度和相对密度DrDr； 2.2.评定粘性土的状态；评定粘性土的状态； 3.3.评定砂土抗剪强度指标评定砂土抗剪强度指标 4.4.评定粘性土的不排水抗剪强度评定粘性土的不排水抗剪强度C Cu u（kPakPa）；）； 5.5.评定土的变形模量评定土的变形模量E E0 0和压缩模量和压缩模量E Es s； 6.6.确定地基承载力；确定地基承载力； 7.7.估算单桩承载力估算单桩承载力 8.8.评定饱和砂土的地震液化问题。评定饱和砂

53、土的地震液化问题。 第三章岩土工程勘察和测试技术 十字板剪切试验十字板剪切试验 十字板剪切试验是快速测定饱和软十字板剪切试验是快速测定饱和软 粘土层抗剪强度的一种简易而可靠的粘土层抗剪强度的一种简易而可靠的 原位测试方法，通常用以测定饱和黏原位测试方法，通常用以测定饱和黏 性土的原位不排水抗剪强度。测得的性土的原位不排水抗剪强度。测得的 抗剪强度值相当于试验深度处天然土抗剪强度值相当于试验深度处天然土 层的不排水抗剪强度。层的不排水抗剪强度。 理论上，相当于三轴不排水剪的总理论上，相当于三轴不排水剪的总 强度，或无侧限抗压强度的一半。强度，或无侧限抗压强度的一半。 第三章岩土工程勘察和测试技术

54、 十字板剪切试验十字板剪切试验 主要用于测定饱水软粘土的不排水抗剪强度。主要用于测定饱水软粘土的不排水抗剪强度。 具有下列优点：具有下列优点： (1)(1)不用取样，特别是对难以取样的灵敏度高的粘性土，可以不用取样，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。求软土抗剪强度指标比其他方法都可靠。 (2)(2)野外测试设备轻便，操作容易。野外测试设备轻便，操作容易。 (3)(3)测试速度较快，效率高，成果整理简单。测试速度较快，效率高，成果整理简单。 其缺点是仅

55、适用于江河湖海的沿岸地带的软土，适应范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。则会损伤十字板头。 第三章岩土工程勘察和测试技术 十字板剪切试验十字板剪切试验 十字板剪切试验的基本技术要求十字板剪切试验的基本技术要求 l1.1.十字板尺寸：高径比（十字板尺寸：高径比（H/DH/D）=2=2（100/50100/50或或150/75150/75），厚度），厚度 2-3mm2-3mm； l2.2.钻孔十字板剪切试验，十字板插入孔底以下深度大于钻孔十字板剪切试验，十字板插入

56、孔底以下深度大于5 5倍钻倍钻 孔直径；孔直径； l3.3.十字板插入土中与开始扭剪的间歇时间小于十字板插入土中与开始扭剪的间歇时间小于5min5min； l4.4.控制好扭剪速率：过慢，排水导致强度增长；过快，饱和控制好扭剪速率：过慢，排水导致强度增长；过快，饱和 软粘土凝滞效应导致强度增长；软粘土凝滞效应导致强度增长； 一般一般1 1-2-2/s/s。测记扭转。测记扭转1 1的扭矩。的扭矩。 出现峰值或稳定值后，要继续测读出现峰值或稳定值后，要继续测读1min1min，以确定峰值扭矩，以确定峰值扭矩 或稳定扭矩。或稳定扭矩。 第三章岩土工程勘察和测试技术 十字板剪切试验十字板剪切试验 十字板剪切试验的基本技术要求十字板剪切试验的基本技术要求 l5.5.重塑土的不排水抗剪强度，应在峰值强度或稳定值强度出重塑土的不排水抗剪强度，应在峰值强度或稳定值强度出 现后，顺剪切扭转方向连续转动现后，顺剪切扭转方向连续转动6 6圈后测定；圈后测定； l6.6.测定精度应达到测定精度应达到1-2kPa1-2kPa； l7.7.测定软粘土不排水抗剪强度随深度的变化，试验点竖向间测定软粘土不排水抗剪强度随深度的变化，试验