第2章-静力触探试验-王亚军

1、Cone penetration test 王王 亚亚 军军 主 要 内 容 2.12.1概述概述 2.22.2试验设备和方法试验设备和方法 2.32.3基本测试原理基本测试原理 2.42.4试验成果的整理分析试验成果的整理分析 2.52.5试验成果的应用试验成果的应用 2.1 2.1 概概 述述 静力触探（静力触探（Cone Penetration TestCone Penetration Test，简称，简称CPTCPT）首先在荷）首先在荷 兰研制成功，因此静力触探也叫兰研制成功，因此静力触探也叫“荷兰锥荷兰锥”试验（试验（Dutch Dutch Cone Penetration Test

2、Cone Penetration Test）。）。 静力触探试验是把具有一定规格的圆锥形探头借助机械匀速静力触探试验是把具有一定规格的圆锥形探头借助机械匀速 压入土中，以测定探头阻力等参数的一种原位测试方法。压入土中，以测定探头阻力等参数的一种原位测试方法。 静力触探具有测试速度快、精度高等优点，兼具勘察与测试静力触探具有测试速度快、精度高等优点，兼具勘察与测试 双重功能，是目前应用最广的一种土的原位测试技术。双重功能，是目前应用最广的一种土的原位测试技术。 静力触探是应用最广的一种原位测试技术，静力触探是应用最广的一种原位测试技术， 具有以下一些优点：具有以下一些优点： 兼有勘探与测试双重作

3、用；兼有勘探与测试双重作用； 测试数据精度高，再现性好，且测试快速、测试数据精度高，再现性好，且测试快速、 连续、效率高、功能多；连续、效率高、功能多； 采用电子技术，便于实现测试过程自动化。采用电子技术，便于实现测试过程自动化。 2.2 2.2 试验设备和方法试验设备和方法 2.1.1 试验设备试验设备 仪器一般由三部分构成，即：贯入系统（加仪器一般由三部分构成，即：贯入系统（加 压装置和反力装置）；触探头，也即阻力传感器；压装置和反力装置）；触探头，也即阻力传感器； 量测记录仪表。量测记录仪表。 下面是几种静力触探仪的示意图下面是几种静力触探仪的示意图 静力触探仪示意静力触探仪示意 静力触

4、探仪示意静力触探仪示意 静力触探车示意静力触探车示意 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，反力装置为自重式。 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，反力装置为自重式。 图图2-1 2-1 静力触探试验示意静力触探试验示意和得到的测试曲线和得到的测试曲线 一、贯入系统一、贯入系统 贯入系统包括触探主机与反力装置，共同负责将探头压入贯入系统包括触探主机与反力装置，共同负责将探头压入 土中；触探主机借助探杆将装在其底端的探头压入土中；土中；触探主机借助探杆将装在其底端的探头压入土中； 反力装置则提供主机在贯入探头过程中所需之反力。反力装置则提

5、供主机在贯入探头过程中所需之反力。 触探主机按其传动方式的不同，可分为机械式和液压式；触探主机按其传动方式的不同，可分为机械式和液压式； 反力装置可分为自重式和锚式。反力装置可分为自重式和锚式。 CLDCLD型静力触探型静力触探- -十字板剪切两用仪触探主机为机械传动式十字板剪切两用仪触探主机为机械传动式 的，反力装置为地锚式。的，反力装置为地锚式。 小型液压式静力触探仪触探主机为液压式的。小型液压式静力触探仪触探主机为液压式的。 反力装置为地锚式；大型的静力触探车触探主机为液压式反力装置为地锚式；大型的静力触探车触探主机为液压式 的，反力装置为自重式。的，反力装置为自重式。 贯入系统贯入系统

6、 二、静力触探探头二、静力触探探头 静力触探探头为地层阻力传感器，是静力触探仪的关键静力触探探头为地层阻力传感器，是静力触探仪的关键 部件。它包括摩擦筒和锥头两部分，有严格的规格与质部件。它包括摩擦筒和锥头两部分，有严格的规格与质 量要求。目前，国内外使用的探头可分为三种类型。量要求。目前，国内外使用的探头可分为三种类型。 （1 1）单用（桥）探头：是我国所特有的一种探头类型。它）单用（桥）探头：是我国所特有的一种探头类型。它 是将锥头与外套筒连在一起，因而只能测量一个参数是将锥头与外套筒连在一起，因而只能测量一个参数P PS S 比贯入阻力比贯入阻力 。这种探头结构简单，造价低，坚固耐用，是

7、。这种探头结构简单，造价低，坚固耐用，是 我国使用最多的一种探头。我国使用最多的一种探头。 （2 2）双用（桥）探头：它是一种将锥头与摩擦筒分开，可）双用（桥）探头：它是一种将锥头与摩擦筒分开，可 同时测锥头阻力同时测锥头阻力 q qC C和侧壁摩擦力和侧壁摩擦力f fS S两个参数的探头。国内两个参数的探头。国内 外普遍采用，用途很广。外普遍采用，用途很广。 （3 3）多用（孔压）探头：它一般是在双用探头基础上再安）多用（孔压）探头：它一般是在双用探头基础上再安 装一种可测触探时产生的超孔隙水压力装置的探头。孔压探装一种可测触探时产生的超孔隙水压力装置的探头。孔压探 头最少可测三种参数，即锥

8、头阻力头最少可测三种参数，即锥头阻力 q qC C 、侧壁摩擦力、侧壁摩擦力 f fS S及及 孔隙水压力孔隙水压力u u，功能多，用途广，在国外已得到普遍应用。，功能多，用途广，在国外已得到普遍应用。 国际标准探头的规格：锥头顶角国际标准探头的规格：锥头顶角6060、底面积、底面积1010cmcm2 2、侧壁、侧壁 摩擦筒面积摩擦筒面积150150cmcm2 2、透水石在锥底。、透水石在锥底。 22 静力触探探头静力触探探头 1锥头；锥头；2顶柱；顶柱；3电阻应变片；电阻应变片；4传感器；传感器；5外套筒；外套筒；6单用单用 探头的探头管或双用探头侧壁传感器；探头的探头管或双用探头侧壁传感器

9、；7单用探头的探杆接头或双用探单用探头的探杆接头或双用探 头的摩擦筒；头的摩擦筒；8探杆接头；探杆接头； L单用探头有效侧壁长度；单用探头有效侧壁长度；D锥头直径；锥头直径； 锥角锥角 静力触探探头静力触探探头 南光地质仪器有限公司生产的探头照片南光地质仪器有限公司生产的探头照片 10cm10cm2 2单桥探头单桥探头 三、量测记录仪表三、量测记录仪表 量测记录仪表测量与记录探头所受各种阻 力。我国的静力触探几乎全部采用电阻应 变式传感器。因此，与其配套的记录仪器 主要有以下4种类型：电阻应变仪；自 动记录绘图仪；数字式测力仪；数据 采集仪（微机）。 武汉派尔科技有限公司生产武汉派尔科技有限公

10、司生产DY-87型数字显示仪，间隔读型数字显示仪，间隔读 数，手工记录。数，手工记录。 四、探杆四、探杆 探杆也有一定的规格和要求，应有足够的探杆也有一定的规格和要求，应有足够的 强度，应采用高强度无缝管材，其屈服强强度，应采用高强度无缝管材，其屈服强 度不宜小于度不宜小于600MPa600MPa。探杆与接头的连接要。探杆与接头的连接要 有良好的互换性。每根探杆的长度一般为有良好的互换性。每根探杆的长度一般为 1m1m，其直径应和探头直径相同；但单用探，其直径应和探头直径相同；但单用探 头探杆直径应比探头直径小。头探杆直径应比探头直径小。 探杆探杆 五、电缆五、电缆 电缆的作用是连接探头和量测

11、记录仪表。由于探电缆的作用是连接探头和量测记录仪表。由于探 头功能不同，相应电缆的蕊数也不同，最少的为头功能不同，相应电缆的蕊数也不同，最少的为 配单桥探头的四蕊电缆，多则几十蕊，各蕊之间配单桥探头的四蕊电缆，多则几十蕊，各蕊之间 应互相屏蔽。电缆应有良好的防水性和绝缘性，应互相屏蔽。电缆应有良好的防水性和绝缘性， 接头处应密封。接头处应密封。 2.1.2 试验方法试验方法 现场试验按静力触探操作规程进行，见现场试验按静力触探操作规程进行，见 教材教材2.3节静力触探现场试验。节静力触探现场试验。 野野 外外 测测 试试 野外测试的关键步骤：野外测试的关键步骤： a、布孔位，平整场地；、布孔位

12、，平整场地； b、安装触探机，并调平机座（为使贯入压力、安装触探机，并调平机座（为使贯入压力 保持垂直方向），把机座与反力装置衔接；保持垂直方向），把机座与反力装置衔接； c、将探头、测量电缆、探杆连接起来，并检查、将探头、测量电缆、探杆连接起来，并检查 测量仪表，并调零；测量仪表，并调零； d、将连着探杆的探头压入地下，同时记录深、将连着探杆的探头压入地下，同时记录深 度值和测量仪表的数据。度值和测量仪表的数据。 注意事项注意事项 （1 1）触探机就位后，应调平机座，并使用水平尺校准，使贯入压力保持）触探机就位后，应调平机座，并使用水平尺校准，使贯入压力保持 竖直方向，并使机座与反力装置衔接

13、、锁定。竖直方向，并使机座与反力装置衔接、锁定。 （2 2）触探机的贯入速率应控制在）触探机的贯入速率应控制在1-2cm/s1-2cm/s内，一般为内，一般为2cm/s2cm/s；使用手摇式；使用手摇式 触探机时，手把转速应力求均匀。触探机时，手把转速应力求均匀。 （3 3）使用记读式仪器时，每贯入）使用记读式仪器时，每贯入0.1m0.1m时应记录一次读数。时应记录一次读数。 （4 4）遇下列情况时应停止贯入：）遇下列情况时应停止贯入： a a、触探主机负荷达到其额定荷载的、触探主机负荷达到其额定荷载的120%120%时；时； b b、贯入时探杆出现明显弯曲；、贯入时探杆出现明显弯曲； c c

14、、反力装置失效；、反力装置失效； d d、探头负荷达到额定荷载时；、探头负荷达到额定荷载时； e e、记录仪器显示异常。、记录仪器显示异常。 对于孔压静力触探除上述内容外，在测试时还必须注意的事项：对于孔压静力触探除上述内容外，在测试时还必须注意的事项： （1）在地下水埋藏较深的地区使用探头触探）在地下水埋藏较深的地区使用探头触探 时，应先使用外径不小于孔压探头的单或时，应先使用外径不小于孔压探头的单或 双桥探头开孔至地下水位以下，而后向孔双桥探头开孔至地下水位以下，而后向孔 内注水与地面平，再换用孔压探头触探。内注水与地面平，再换用孔压探头触探。 （2）使用孔压探头时，在整个贯入过程中不）使

15、用孔压探头时，在整个贯入过程中不 得提升探头。得提升探头。 （3）当在预定深度进行孔压消散试验时，应）当在预定深度进行孔压消散试验时，应 从探头停止贯入之时起，用秒表记时。从探头停止贯入之时起，用秒表记时。 （4）当移位于第二个孔时，应对孔压探头的）当移位于第二个孔时，应对孔压探头的 应变腔和滤水器重新进行脱气处理。应变腔和滤水器重新进行脱气处理。 39 2 2. .3 3基本测试原理基本测试原理 2.3.1 承载力理论承载力理论 CPT的贯入类似于桩的贯入过程，故很早就有人将两者的贯入类似于桩的贯入过程，故很早就有人将两者 进行比拟，提出用深基础极限承载力的相关理论来解释静力进行比拟，提出用

16、深基础极限承载力的相关理论来解释静力 触探的工作机理并由静力触探的测试结果推求深基础的极限触探的工作机理并由静力触探的测试结果推求深基础的极限 承载力。承载力。 基本思路是假设地基为刚塑体，在极限荷载的作用下地基本思路是假设地基为刚塑体，在极限荷载的作用下地 基中出现滑裂面，不同学者假定了不同的滑裂面，由此导出基中出现滑裂面，不同学者假定了不同的滑裂面，由此导出 探头阻力和基础承载力之间的关系式。探头阻力和基础承载力之间的关系式。 但由传统极限状态出发的理论不能解释稳定贯入的许多但由传统极限状态出发的理论不能解释稳定贯入的许多 特征，计算结果依赖于对滑裂面几何特征的假设。特征，计算结果依赖于对

17、滑裂面几何特征的假设。 40 深基础的破坏模式深基础的破坏模式 41 2.3.2 孔穴扩张理论孔穴扩张理论 孔穴扩张理论包括圆柱形和球形孔穴两种类型。该理论孔穴扩张理论包括圆柱形和球形孔穴两种类型。该理论 最初用于金属压力加工分析，随后引入土力学中，用柱状孔最初用于金属压力加工分析，随后引入土力学中，用柱状孔 穴扩张解释旁压试验机理和沉桩，用球形孔穴扩张来估算深穴扩张解释旁压试验机理和沉桩，用球形孔穴扩张来估算深 基础承载力和沉桩对周围土体的影响。球形孔穴在均布内压基础承载力和沉桩对周围土体的影响。球形孔穴在均布内压 p作用下的扩张情况如图。当作用下的扩张情况如图。当p逐步增加时，孔周区域将由

18、弹逐步增加时，孔周区域将由弹 性状态进入塑性状态。塑性区随性状态进入塑性状态。塑性区随p值的增加而不断扩大。设值的增加而不断扩大。设 孔穴初始半径为孔穴初始半径为R0，扩张后半径为，扩张后半径为Ru，塑性区最大半径为，塑性区最大半径为Rp， 相应的孔内压力最终值为相应的孔内压力最终值为pu，在半径，在半径Rp以外的土体仍保持弹以外的土体仍保持弹 性状态。圆柱形孔穴在内压力下的扩张情况与上类似，只不性状态。圆柱形孔穴在内压力下的扩张情况与上类似，只不 过一个属于球对称情况，另一个属于轴对称情况。过一个属于球对称情况，另一个属于轴对称情况。 42 up 塑性区 C， pu Ru Rp r r 弹性

19、区 E， 球形孔穴附近的塑性区域球形孔穴附近的塑性区域 2.3.3 探头测试机理探头测试机理 不管哪种型号的探头，其机理原理是一样不管哪种型号的探头，其机理原理是一样 的，都是将土体的强度转换成连续变化的的，都是将土体的强度转换成连续变化的 电信号输出。这一转换过程运用了，虎克电信号输出。这一转换过程运用了，虎克 定律，电阻定律和电桥原理。定律，电阻定律和电桥原理。 电电 桥桥 原原 理理 当在当在A、C间输入恒间输入恒 电压电压U时，如果时，如果R1 、R2、R3、R4满足满足 等式：等式： U C B R1R2 R3R4 A D U 电桥电路电桥电路 2413 R RR R 则该电桥平衡，

20、即则该电桥平衡，即 0U 当电阻发生改变时，电桥平衡就破当电阻发生改变时，电桥平衡就破 坏。此时坏。此时B、D就产生变电压信号。就产生变电压信号。 虎克定律虎克定律 在应力低于比例在应力低于比例 极限的情况下，极限的情况下， 固体中的应力固体中的应力 与应变与应变成正比，成正比， 即即。 锥尖 顶柱 电阻应变片 空心柱 外套筒 探头管 钻杆接头 PL E SL 即即 ： 电阻定律电阻定律 导体的电阻导体的电阻R R跟它的长度跟它的长度L L成正比，跟它的横截面成正比，跟它的横截面 积积S S成反比，还跟导体材料的电阻率成反比，还跟导体材料的电阻率有关。有关。 L RK L S 即即： RL K

21、K RL 又又：RK R或 综上所述，探头传感器是通过如下过程将土综上所述，探头传感器是通过如下过程将土 体的强度转换成连续变化的电压信号体的强度转换成连续变化的电压信号 。 地层阻力大小 输出模拟信号 电阻变化 探头内空心柱变形 电压变化 2.4试验成果的整理分析试验成果的整理分析 2.4.2.4.1 1单孔触探成果的基本内容单孔触探成果的基本内容 单孔触探试验的成果应包括以下几项基本内容：单孔触探试验的成果应包括以下几项基本内容： （1）各触探参数随深度的分布曲线；）各触探参数随深度的分布曲线； （2）土层名称及潮湿程度（或稠度状态）；）土层名称及潮湿程度（或稠度状态）； （3）各层土的触

22、探参数值和地基参数值；）各层土的触探参数值和地基参数值； （4）对于孔压触探，如果进行了孔压消散试验，）对于孔压触探，如果进行了孔压消散试验， 尚应附上孔压随时间而变化的过程曲线；必要时，尚应附上孔压随时间而变化的过程曲线；必要时， 可附锥尖阻力随时间而改变的过程曲线。可附锥尖阻力随时间而改变的过程曲线。 2.4.2原始数据的修正原始数据的修正 在贯入过程中，探头受摩擦而发热，探在贯入过程中，探头受摩擦而发热，探 杆会倾斜和弯曲，探头入土深度很大时探杆杆会倾斜和弯曲，探头入土深度很大时探杆 会有一定量的压缩，仪器记录深度的起始面会有一定量的压缩，仪器记录深度的起始面 与地面不重合，等等，这些因

23、素会使测试结与地面不重合，等等，这些因素会使测试结 果产生偏差。因而原始数据一般应进行修正。果产生偏差。因而原始数据一般应进行修正。 修正的方法一般可按相关规范的规定进行。修正的方法一般可按相关规范的规定进行。 主要应注意深度修正和零漂处理。主要应注意深度修正和零漂处理。 2.4.3触探曲线的绘制触探曲线的绘制 当使用自动化程度高的触探仪器时，需当使用自动化程度高的触探仪器时，需 要的曲线可自动绘制，只有在人工读数记录要的曲线可自动绘制，只有在人工读数记录 时才需要根据测得的数据绘制曲线。时才需要根据测得的数据绘制曲线。 需要绘制的触探曲线包括需要绘制的触探曲线包括psh或或qch、 fsh和

24、和Rf（=f/q100%）h曲线。曲线。 2.5试验成果的应用 2.5.1 划分土层划分土层 划分土层的根据在于探头阻力的大小与土层的软硬程度划分土层的根据在于探头阻力的大小与土层的软硬程度 密切相关。由此进行的土层划分也称之为力学分层。密切相关。由此进行的土层划分也称之为力学分层。 分层时要注意两种现象，其一是贯入过程中的临界深度分层时要注意两种现象，其一是贯入过程中的临界深度 效应，另一个是探头越过分层面前后所产生的超前与滞后效效应，另一个是探头越过分层面前后所产生的超前与滞后效 应。这些效应的根源均在于土层对于探头的约束条件有了变应。这些效应的根源均在于土层对于探头的约束条件有了变 化。

25、化。 土层划分以后可按平均法计算各土层的触探参数，计算土层划分以后可按平均法计算各土层的触探参数，计算 时应注意剔除异常的数据。时应注意剔除异常的数据。 （1）对每一个静力触探孔都要绘制各种）对每一个静力触探孔都要绘制各种 贯入阻力曲线图贯入阻力曲线图(qc h ， fs h ， FR h ， Uh) ，然后根据相近的，然后根据相近的 qc 、 FR 、 Bq （孔（孔 隙水压力系数，意义见后）等，将触探孔隙水压力系数，意义见后）等，将触探孔 分层，并计算每一分层参数的平均值。其分层，并计算每一分层参数的平均值。其 计算公式可统一表示为：计算公式可统一表示为： 式中：式中： 各触探参数每层平均

26、值代各触探参数每层平均值代 号；号； 各层触探参数；各层触探参数； n 各层触探参数统计数。各层触探参数统计数。 （2）力学分层与工程地质分层：单纯根据贯）力学分层与工程地质分层：单纯根据贯 入阻力曲线入阻力曲线(触探阻力的大小触探阻力的大小)或参数的分层或参数的分层 为为力学分层力学分层。必须结合钻探取样资料或当。必须结合钻探取样资料或当 地经验，进一步将力学分层变为地经验，进一步将力学分层变为工程分层工程分层( 工程地质分层工程地质分层)，其办法是：，其办法是： 根据贯入曲线特征和参根据贯入曲线特征和参 数值大小，结合下述土类数值大小，结合下述土类 划分的具体标准进行下一划分的具体标准进行

27、下一 步工程地质分层。如图步工程地质分层。如图 A硬壳层；硬壳层； B非粘性土表层；非粘性土表层； C软粘土；软粘土；D砂填土；砂填土； E中密粉土，砂；中密粉土，砂； F密实粉砂，砂或砾石；密实粉砂，砂或砾石； G密实砾石或冰碛土；密实砾石或冰碛土； H向冰碛土过渡；向冰碛土过渡； J粘土与砂土互层：粘土与砂土互层： K粉砂；粉砂；L冰碛粘土冰碛粘土 土层土层 qc ( Ps ) H 线形特征线形特征 qc ( Ps ) H 线形线形 淤泥和淤泥质粘性土淤泥和淤泥质粘性土 qc (Ps )值极低的平缓曲线，无值极低的平缓曲线，无 突变现象突变现象 粘土及物质粘土粘土及物质粘土 Ps值较高的平

28、缓曲线，有缓慢值较高的平缓曲线，有缓慢 的波形起伏，粘土层由于结核存在的波形起伏，粘土层由于结核存在 ，有时呈现个别突变现象，有时呈现个别突变现象， qc 正负正负 差差10%20% 粉土粉土 曲线起伏较大（像驼背状）其波曲线起伏较大（像驼背状）其波 峰和波谷呈圆形（地下水位以下起峰和波谷呈圆形（地下水位以下起 伏较小）变化频率不很大，伏较小）变化频率不很大， qc 正负正负 差差30%40% 砂砂 曲线起伏较大，类似粉土，变化曲线起伏较大，类似粉土，变化 频率大，波峰和波谷带刺频率大，波峰和波谷带刺 qc 正负正负 差达差达100% 杂填土杂填土 曲线变化无规律，往往出现突变曲线变化无规律，

29、往往出现突变 现象现象 基层风化层基层风化层 曲线起伏较大，波峰个波谷呈圆曲线起伏较大，波峰个波谷呈圆 形，变化频率较大形，变化频率较大 各土层锥头阻力曲线特征各土层锥头阻力曲线特征 在确定土层分界面时需考虑临界深度和层面影响段。在确定土层分界面时需考虑临界深度和层面影响段。 模型试验及实测表明：模型试验及实测表明： 地表厚层均质土的贯入阻力自地面向下是逐渐增大的。当超过地表厚层均质土的贯入阻力自地面向下是逐渐增大的。当超过 一定深度后，阻值才趋于近似常数值。这个土层表面下的一定深度后，阻值才趋于近似常数值。这个土层表面下的“一定深一定深 度度”，称为临界深度（，称为临界深度（hcr ）。）。

30、 如下层土硬，阻值随探头贯入深度增大而继续增大；如下层土如下层土硬，阻值随探头贯入深度增大而继续增大；如下层土 软，则变小。这一变化称为滞后段。同样下层也有一个变化段，称软，则变小。这一变化称为滞后段。同样下层也有一个变化段，称 为超前段，可统称为层面影响段。为超前段，可统称为层面影响段。 土层分界面应基本位于层面影响段（滞后段和超前段曲线）的中土层分界面应基本位于层面影响段（滞后段和超前段曲线）的中 间位置。间位置。 如图所示。如图所示。 需要说明的是，临界深度在砂土中表现比较明显，而在粘土中基需要说明的是，临界深度在砂土中表现比较明显，而在粘土中基 本不存在。这主要是由于砂土颗粒之间无或少

31、内聚力，其抗剪强度本不存在。这主要是由于砂土颗粒之间无或少内聚力，其抗剪强度 主要由砂土的内摩擦角决定的。主要由砂土的内摩擦角决定的。 59 2.5.2 确定土类 静力触探的几种测试方法均可用于划分土类，但就其总静力触探的几种测试方法均可用于划分土类，但就其总 体而言，单桥探头测试的参数太少，精度较差，常常需要和体而言，单桥探头测试的参数太少，精度较差，常常需要和 钻探及经验相结合，下面仅介绍钻探及经验相结合，下面仅介绍铁路工程地质原位测试规铁路工程地质原位测试规 程程TB 10041-2003中利用双桥探头测试结果进行划分的方法。中利用双桥探头测试结果进行划分的方法。 该方法利用了该方法利用

32、了qc和和Rf两个参数，其根据在于不同的土类不两个参数，其根据在于不同的土类不 但具有差异较大的但具有差异较大的qc值，而且其摩阻比值，而且其摩阻比Rf对此更为敏感。例如对此更为敏感。例如 大部分砂土大部分砂土Rf均小于均小于1%，而粘土通常都大于，而粘土通常都大于2%，所以使用这，所以使用这 两个参数划分土类有较好的效果。两个参数划分土类有较好的效果。 该法的优点是提供了边界方程，缺点是比较粗糙。该法的优点是提供了边界方程，缺点是比较粗糙。 按双桥触探参数判别土类按双桥触探参数判别土类 2.5.3 求浅基承载力 用静力触探法求地基承载力的突出优点是快速、简便、用静力触探法求地基承载力的突出优

33、点是快速、简便、 有效。我国对使用静力触探法推求地基承载力已积累了相当有效。我国对使用静力触探法推求地基承载力已积累了相当 丰富的经验，经验公式很多。在使用这些经验公式时应充分丰富的经验，经验公式很多。在使用这些经验公式时应充分 注意其使用的条件和地域性，并在实践中不断地积累经验。注意其使用的条件和地域性，并在实践中不断地积累经验。 工业与民用建筑工程地质勘察规范工业与民用建筑工程地质勘察规范（TJ21-77）中采）中采 用的公式如下：用的公式如下： 砂土：砂土： f0=0.0197ps+0.0656 （MPa） （2-2） 一般粘性土：一般粘性土： f0=0.104ps+0.0269 （MP

34、a） （2-3） 老粘土：老粘土： f0=0.1ps （MPa） （2-4） 上列式中的上列式中的f0为地基承载力基本值，为地基承载力基本值，ps为单桥探头的比贯入为单桥探头的比贯入 阻力。阻力。 铁路部门提出的经验公式如下：铁路部门提出的经验公式如下： 对于对于Q3及以前沉积的老粘土地基，单桥探头的比贯入阻及以前沉积的老粘土地基，单桥探头的比贯入阻 力力ps在在30006000kPa的范围内时采用如下公式计算地基的基本的范围内时采用如下公式计算地基的基本 承载力承载力 0： 0=0.1ps 对于软土及一般粘土、亚粘土地基的基本承载力对于软土及一般粘土、亚粘土地基的基本承载力 0采用下采用下

35、式计算：式计算： 0=5.8ps0.5- -46 对于一般亚砂土及饱和砂土地基的基本承载力对于一般亚砂土及饱和砂土地基的基本承载力 0采用下式采用下式 计算：计算： 0=0.89ps0.63+14.4 当确认该地基在施工及竣工后均不会达到饱和时，则由当确认该地基在施工及竣工后均不会达到饱和时，则由 上式确定的砂土地基的上式确定的砂土地基的 0可以提高可以提高25%50%。 上列各式的单位均为上列各式的单位均为kPa。 2.4.4 估算单桩的竖向承载力 静力触探的机理和桩的作用机理类似，静力触探试验相当静力触探的机理和桩的作用机理类似，静力触探试验相当 于沉桩的模拟试验。因此，在现有的各种原位测

36、试技术中，用于沉桩的模拟试验。因此，在现有的各种原位测试技术中，用 静力触探成果估算单桩承载力是最为适宜的。静力触探成果估算单桩承载力是最为适宜的。 建筑桩基技术规范建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）中根据双桥探头测）中根据双桥探头测 试成果确定预制桩竖向承载力标准值的方法可供参考。试成果确定预制桩竖向承载力标准值的方法可供参考。 该规范规定，当根据双桥探头静力触探资料确定预制桩竖该规范规定，当根据双桥探头静力触探资料确定预制桩竖 向承载力标准值时，对于粘性土、粉土和砂土，如无当地经验向承载力标准值时，对于粘性土、粉土和砂土，如无当地经验 时可按下式计算：时可按下式计算： Quk=u l

37、i ifsi+ qcAp 使用单桥探头的方法和估算钻孔桩的承载力的方法请见参使用单桥探头的方法和估算钻孔桩的承载力的方法请见参 考资料。考资料。 例题：例题： 2.4.5 其它方面的应用其它方面的应用 除了在上述方面有着广泛的应用外，静力除了在上述方面有着广泛的应用外，静力 触探技术还可用于推求土的物性参数（密度、触探技术还可用于推求土的物性参数（密度、 密实度等）、力学参数（密实度等）、力学参数（c， ，E0，Es等），等）， 检验地基处理后的效果、测定滑坡的滑动面以检验地基处理后的效果、测定滑坡的滑动面以 及判断地基的液化可能性等。关于这些方面的及判断地基的液化可能性等。关于这些方面的 内

38、容请见相关参考资料。内容请见相关参考资料。 68 例例 试根据图试根据图2-1的测试曲线进行土层划的测试曲线进行土层划 分并确定各土层的平均贯入阻力，由此给出各分并确定各土层的平均贯入阻力，由此给出各 土层的类别。土层的类别。 解：图解：图2-1的测试的测试曲线曲线如图，首先分析该测试曲线的特征。如图，首先分析该测试曲线的特征。 从图从图2-6看，从地表到看，从地表到1.2m深度的触探阻力逐渐增加；深度的触探阻力逐渐增加；1.2m到到 4.0m的触探阻力较为均匀；从的触探阻力较为均匀；从4.0m到到5.0m的的qc急剧减小而急剧减小而fs略略 微增加；微增加；5.0m到到6.8m的阻力较为均匀

39、，且的阻力较为均匀，且qc保持较小数值而保持较小数值而fs 略有增加；略有增加；6.8m到到7.1m的两种阻力均有明显增加；的两种阻力均有明显增加；7.1m以下以下 的阻力也较为均匀。的阻力也较为均匀。 图图2-1 从上述曲线分布特征分析，地表至从上述曲线分布特征分析，地表至1.2m深度的曲线变化深度的曲线变化 应是静力触探深度效应的影响，所以可以认为该土层的触探应是静力触探深度效应的影响，所以可以认为该土层的触探 临界深度为临界深度为1.2m，又因为曲线具有较为均匀的，又因为曲线具有较为均匀的3个分布区间，个分布区间， 所以触探深度范围的地基土可以分为所以触探深度范围的地基土可以分为3层，考

40、虑超前滞后效应层，考虑超前滞后效应 和前述土层划分原则，在图上画出各土层的分界线如图中的和前述土层划分原则，在图上画出各土层的分界线如图中的 两条水平线所示，于是确定土层和土层的厚度分别为两条水平线所示，于是确定土层和土层的厚度分别为 4.9m和和2.0m，土层的厚度未能探明。，土层的厚度未能探明。 划分土层后可以进一步求出各土层的平均触探参数值，其划分土层后可以进一步求出各土层的平均触探参数值，其 做法有两种，一种是将各分层范围内的记录数据进行平均，做法有两种，一种是将各分层范围内的记录数据进行平均， 另一种是直接在图上找出各分段曲线的重心，通过该重心做另一种是直接在图上找出各分段曲线的重心，通过该重心做 竖线与横轴相交，交点的坐标值即为所求的触探参数。本例竖线与横轴相交，交点的坐标值即为所求的触探参数。本例 用作图法求解，其结果如图所示。用作图法求解，其结果如图所示。 根据图根据图2-6中各竖直线所截得的横坐标数值，定出各土层中各竖直线所截得的横坐标数值，定出各土层 的触探参数为：的触探参数为： 土层：土层： qc4.75MPa，fs31kPa， Rf= fs / qc100%31/4750100%=0.65% 土层：土层： qc0.6