第1章2试验与测试

1、第一章 土工试验及测试1.11.21.31.4室内试验模型试验原位测试与现场观测试验的检验与验证11.2 模型试验第一章土工试验及测试F 1g的试验： 小比尺模型试验 足尺试验（n=1)ng的模型试验： 离心机模型试验 渗水力模型试验土工模型试验21.2 模型试验1g模型试验第一章土工试验及测试-s1/ s31g的小比尺试验低围压F 容易，F 不能定量高围压e应力应变关系非线性强度非线性低围压下的剪胀性粘聚力无法模拟 低围压下确定参数ttfs.1g土工模型试验31.2 模型试验 - 1g足尺试验第一章 土工试验及测试1g足尺试验结果有说服力，资料宝贵造价昂贵：5亿振动台“丹佛墙”41.2 模型

2、试验 - ng模型试验第一章 土工试验及测试土工离心机模型试验（Centrifuge）离心力模拟重力，使模型内的应力和应变条件同现场一致)优点：应力应变相等；变形相似；破坏机理及现象相同缺点：应力场不均匀；材料模拟：土颗粒、薄板 片；比尺的不一致；有时边界条件难以模拟发展：固结、入桩、冻土、基坑开挖、坝体填)、降雨、喷锚.筑、ng土工模型试验51.2 模型试验 - ng模型试验第一章 土工试验及测试土工离心机模型试验（Centrifuge）闭路电视滑环转轴转臂计算机数采系统平衡重吊篮ng土工模型试验61.2 模型试验 - ng模型试验第一章 土工试验及测试50gT土工离心机和振动台ng土工模型

3、试验71.2 模型试验 - ng模型试验第一章 土工试验及测试大连理工大学鼓式离心机ng土工模型试验81.2 模型试验 - ng模型试验第一章土工试验及测试9土工离心机试验中的比尺因素1.2 模型试验 - ng模型试验第一章 土工试验及测试渗水力模型试验)优点：方便，简单缺点：土的限制，地面，饱和土应用：浅基础，单桩，动力实验j + g ¢g ¢n = ng =g= ig w+ 1 » i + 1g ¢LjLg ¢ng土工模型试验101.2 模型试验 - ng模型试验第一章土工试验及测试ng土工模型试验11渗水力模型试验突出优点是它的设备是静态

4、的，ng条件下沉桩等比较方便。明显的局限 性：只能做饱和土体试验； 地面是水平 的；土的渗透系数过大和过小都影响试验精度和造成操作。1.3 原位测试与现场观测第一章土工试验及测试)平板载荷试验静力触探动力触探十字板剪切试验旁压试验螺旋载荷板（SPC）与钻孔剪切仪（BST） 物探试验原型观测原位测试与现场观测121.3第一章土工试验及测试原位测试与现场观测pb(1-n 2 )oa段：E =IsPlate Loading Test平板载荷试验131.3第一章土工试验及测试原位测试与现场观测糯现场碾压平板载荷试验平板载荷试验141.3 原位测试与现场观测第一章土工试验及测试将金属探头用静力压入土中，

5、通过测定探头所受阻力，分析确定土的某些定量指标。如砂土的密实 度、粘土的不排水强度等探头：测定总阻力 双桥探头：分别测定锥底和侧壁阻力Static Sounding（Static Cone Penetration Test)静力触探151.3 原位测试与现场观测第一章 土工试验及测试动力触探是用一定重量的击锤，从规定高度自由落下，击打土中的探头，测定使探头贯入土中一定深度所需要的击数。以此确定被测土的物理力学性质。按使用土层不同可分为：)标准贯入试验轻型触探试验重型触探试验Dynamic Penetration Test动力触探161.3 原位测试与现场观测第一章 土工试验及测试F 适用于一般

6、粘性土和砂土地基F 击锤质量为63.5kg，落距76cmF 以探头贯入30cm的击数N为贯入指标F 用以砂土的密实度、饱和砂土的液化可能性和地基的承载力等Standard Penetration Test（SPT)标准贯入试验171.3 原位测试与现场观测第一章土工试验及测试M假定土体为各性，tfh=tfv=tf：MtfhMt f= maxD 2Dt(+ H ) 3Hfv2对饱和软粘土，tf相当于不排水D强度cuVane Shear Test （VST)十字板剪切试验181.3第一章土工试验及测试原位测试与现场观测将圆柱形探头头的空腔中加地基土中，在探水，量测施加压力p与探头体积v间的关系旁压

7、试验Pressuremeter191.3第一章土工试验及测试原位测试与现场观测螺旋载荷板Screw Plate Compressometer螺旋板压缩试验（SPC）201.3第一章土工试验及测试原位测试与现场观测钻孔剪切仪（BST）Iowa Borehole Shear Test211.3第一章土工试验及测试原位测试与现场观测)弹性波声波 探地 电磁法放射性勘测主要用于土层勘察，地质缺陷的探察和土层性质的检测物探试验221.3第一章土工试验及测试原位测试与现场观测变形、位移观测孔隙水土监测项目结构上的应变和应力等地面观测仪器孔压传感器分层沉降仪和测斜仪土盒物理勘探全球（GPS）地理信息系统（G

8、IS）等现场及原型观测2324糯高心墙堆石坝监测仪器布置25糯高心墙堆石坝监测仪器布置26断面断面桩号断面特性内部变形监测仪器测斜仪横梁式沉降仪电磁沉降仪水管式沉降仪弦式沉降仪引式水平位移计心墙心墙心墙下游堆石上游堆石下游堆石A-A0+169.360左岸代表断面B-B0+300.000最大坝高断面C-C0+309.600最大坝高断面D-D0+482.300右岸代表断面1.4 试验的检验与验证第一章土工试验及测试岩土材料的复杂性；环境的不可探知性； 边界和荷载影响很大.准确、定量相当！不靠纯理论、计算技术；需要依靠经验。检验的意义271.4 试验的检验与验证第一章土工试验及测试体现验证的客观性、

9、权威性和公正性采用或竞赛程序：进行基本试验、目标试验征集参赛者提交结果公布试验结果或评分，研讨，答辩。检验的方法281.4 试验的检验与验证第一章土工试验及测试)本构关系试验的验证室内试验土工离心模型试验土工材料试验原位测试与物探桩测理论验证土工加筋挡土墙反应分析数值计算的验证验证项目291.4 试验的检验与验证第一章土工试验及测试复杂应力路径试验验证不同仪器平行试验（同样应力路径，不同仪器）p=常数；b=常数轴仪（法国和德国粘土和砂土）（美国和法国砂土）空心圆柱扭剪仪（美国和法国砂土）.盒式试验的检验室内试验301.4 试验的检验与验证第一章土工试验及测试空心圆柱扭剪仪HC扭剪仪盒式Cube

10、盒式轴仪轴仪试验的检验室内试验311.4第一章土工试验及测试破坏形式不同空心：缩颈轴：剪切带轴应变-体应变关系应力-应变关系试验的检验室内试验32两种试验的结果对比b=0.28差别较大1.4 试验的检验与验证第一章土工试验及测试圆形天然浅基础欧共体资助英国法国丹麦大学道桥中心研究室.地基：饱和砂土均匀的石英细砂e=0.66，Dr=86%基础：圆形，d=56.6cm，基底完全粗糙度 a=28.2g离心承载力以及荷载-沉降关系：试验的检验离心模型试验331.4 试验的检验与验证第一章 土工试验及测试“土工离心机的试验”（ 1986年）欧模拟饱和砂土地基上的圆形浅基础的荷载沉降关系国际先进水平：误差

11、在±30%以上试验的检验离心试验341.4 试验的检验与验证第一章土工试验及测试砂土承载力与孔隙比的关系：孔隙比相差0.01（Dr差3%）承载力相差18中砂地基承载力与孔隙比的关系（）在试验土均匀，砂孔隙比误差在0.01范围内是有较大难度的.试验的检验离心试验351.4第一章土工试验及测试试验的检验与验证两个的土工膜拉伸曲线试验的检验材料36延伸率：K：15；G：20001.4 试验的检验与验证第一章土工试验及测试堤防隐患探测的“大比武”“堤防隐患综合检测技术检验会”(中国)间：1999年3月点：宜阳，长江一段200米废堤堤段时地、空洞（均深2事先埋设：稻草、废）：10余家科研勘测设

12、计校、厂家检测时间：2小时。参加、大专院试验的检验物探试验371.4 试验的检验与验证第一章 土工试验及测试使用的检测技术与高密度电阻率法瞬变电磁法 声波与超声波弹性波法波法探地法2m深的隐患不应是问题！结果如何？试验的检验物探试验381.4 试验的检验与验证第一章土工试验及测试 检测的评分结果检测数1212个10分，6个20分，2个30分分很低！10864满分1002分数0102030试验的检验物探试验391.4 试验的检验与验证第一章土工试验及测试间：1992年点：荷兰，海牙：12家世界具有国际声誉的公司参赛式：由特尔夫公司提供土层资料，用小 应变法测试桩身质量；用大应变法检测桩的承载力。

13、时地参加方试验的检验桩测401.4 试验的检验与验证第一章 土工试验及测试小应变动测 桩身质量的检测检测结果：平均测对4根最多测对7根最少测对2根完整无损的没有测出。真实情况：共计10根桩桩径250mm 桩长18m其中一根桩完整无损，其余在不同位置有宽10mm、深130mm的刻槽.都试验的检验桩测411.4 试验的检验与验证第一章 土工试验及测试大应变动测承载力检测检测结果：动测检测给出：90kN510kN。真实情况：沉入11.519m的5根桩通过静载试验得到极限承载力：340kN试验的检验桩测421.4 试验的检验与验证第一章土工试验及测试1980年，美国和，“研讨会”1982年，法国，“土

14、的本构关系国际研讨会”1987年，美国（关系国际研讨会”），“非粘性土的本构至少三次本构理论的检验431.4 试验的检验与验证第一章土工试验及测试“岩土工程中极限平衡、塑性理论和一般的应研讨会”美加1980对试力应变关系验结果进行！试验内容：砂土常规三轴试验砂土b=常数的试验轴砂土在平面上应力路径为圆周的试验没有给任何一个 本构模型戴上王冠！轴结果：轴向应力应变关系尚可体变较差圆周应力路径多数不行本构理论的检验44事前公开物性参数和基本试验结果：共17个本构模型.1.4 试验的检验与验证第一章土工试验及测试“非粘性土的本构关系国际研讨会”美国1987对试验结果进行！试验者：法国Grennobl

15、e大学德国Karsrube大学美国Case大学仪器：盒式轴仪空心圆柱扭剪仪.本构理论的检验451.4 试验的检验与验证第一章土工试验及测试的模型（32个）参加次弹性模型，3个（Hypoelastic）增量非线性弹性模型，3个（Incremental） 内时模型，1个（Endoctronic）一个屈服面的弹塑性模型，9个（EP1） 两个屈服面的弹塑性模型，10个（EP2）其他形式的弹塑性模型，6个（Elastic-Plastic）.本构理论的检验461.4 试验的检验与验证第一章土工试验及测试评分标准计算与试验比较1本构理论的检验471.4 试验的检验与验证第一章土工试验及测试差强人意！的轴向应

16、力-应变关系得分表p=常数；b=常数（满分100）本构理论的检验481.4 试验的检验与验证第一章土工试验及测试的体应变 轴应变关系得分表（没及格的）p=常数；b=常数（满分100）本构理论的检验491.4 试验的检验与验证第一章 土工试验及测试p平面上应力路径为圆的轴试验的应变路径p平面上为圆形的应力路径与应变路径本构理论的检验501.4 试验的检验与验证现有本构模型的能力有限的p平面上圆周应力路径计算结果（满分100）第一章土工试验及测试 计算结果得分本构理论的检验511.4 试验的检验与验证第一章 土工试验及测试“丹佛墙”（1991）：高：3.05米长：2.08米宽：1.22米填料：砂土

17、 与 粘土加筋：12层热压无纺织布加压：上部气囊.数值计算的检验加筋挡墙521.4 试验的检验与验证第一章土工试验及测试“丹佛墙”(Denver Wall) 的结构与加载系统数值计算的检验加筋挡墙531.4 试验的检验与验证第一章土工试验及测试砂土填料：103.5kPa荷载的最大墙顶位移大小相差巨大：只有2个误差在30%以内数值计算的检验加筋挡墙54不同者给出的砂土的结果1.4 试验的检验与验证第一章 土工试验及测试粘土填料：103.5kPa 荷载的最大墙顶位移大小只有1个误差在31%数值计算的检验加筋挡墙55不同者给出的粘土结果1.4 试验的检验与验证第一章土工试验及测试不同者给出的破坏荷载预测结果砂土填料：207kPa：10517kPa不等粘土填料：230kPa中断试验：21207kPa不等数值计算的检验加筋挡墙561.4 试验的检验与验证第一章土工试验及测试反应分析美国自然科学（NSF）1989-1994VELACS项目350万离心机试验检验反应分析方法参加包括：美国加州大学戴维斯分校、大学等7所大学加州理工大学、英国10名及学会会员；参赛规模：美、加、日、欧等23个计算与小组，9台离心机！数值计算的检验反应分析571.4 试验的检验与验证第一章土工试验及测试九种边值问题