岩土工程测试第二章 载荷试验

1、第二章第二章 载荷试验载荷试验第二节第二节 荷载试验的原理与仪器设备荷载试验的原理与仪器设备第三节第三节 试验技术要求和操作步骤试验技术要求和操作步骤第四节第四节 试验资料整理与应用试验资料整理与应用第五节第五节 其它类型的载荷试验其它类型的载荷试验第一节第一节 概述概述 载荷试验（载荷试验（Plate load TestPlate load Test，简称，简称PLTPLT）是在现场用一个刚性承压板逐级加荷，测定天然地基、单桩或复合地基的沉降随荷载的变化，借以确定他们的承载力的现场试验。 载荷试验按承压板的形状有平板与螺旋板之分；按用途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

2、载荷和桩载荷；按承压板的设置深度及特点分为可分一般载荷和桩载荷；按承压板的设置深度及特点分为浅层和深层平板载荷试验。本章主要介绍浅层和深层平板载荷试验。本章主要介绍浅层平板静力载浅层平板静力载荷测试荷测试 。载荷试验的应用：载荷试验的应用： 确定地基土的比例界限压力、极限压力；确定地基土的比例界限压力、极限压力； 确定地基土的变形模量；确定地基土的变形模量； 估算地基土的不排水抗剪强度；估算地基土的不排水抗剪强度； 确定地基土的基床系数。确定地基土的基床系数。优点：优点：对地基土不产生扰对地基土不产生扰动，结果最可靠、最具有动，结果最可靠、最具有代表性，可直接用于工程代表性，可直接用于工程设计

3、。是确定承载力的最设计。是确定承载力的最主要方法。主要方法。缺点：缺点：价格昂贵、费时。价格昂贵、费时。第二节第二节 载荷试验的原理与仪器设备载荷试验的原理与仪器设备一、载荷试验原理一、载荷试验原理0P/kPaS/mmPS曲线曲线P0Pu1、直线变性阶段、直线变性阶段P P02、剪切变形阶段、剪切变形阶段P0P Pu3、破坏阶段、破坏阶段Pu P 对于直线变形阶段，可用弹性理论分析压力与变形对于直线变形阶段，可用弹性理论分析压力与变形之间的关系。之间的关系。1、对于各向同性弹性半空间、对于各向同性弹性半空间 土的变形模量为：土的变形模量为：E0=I0I1K(1-u2)b2、对于非均质各向异性弹

4、性半空间、对于非均质各向异性弹性半空间 土的变形模量随深度的变化规律可表示为：土的变形模量随深度的变化规律可表示为：E0z=E0+nvz1 1、加荷系统、加荷系统承压板、加荷装置承压板、加荷装置2 2、反力系统、反力系统重物、地锚重物、地锚3 3、量测系统、量测系统支撑柱、基准梁、支撑柱、基准梁、位移测量元件等。位移测量元件等。二、试验仪器设备二、试验仪器设备第三节第三节 试验技术要求和操作步骤试验技术要求和操作步骤一、试验技术要求一、试验技术要求1、试坑的尺寸及要求、试坑的尺寸及要求2、承压板的尺寸、承压板的尺寸3、位移量测系统的安装、位移量测系统的安装承压板宽度的承压板宽度的3倍倍20mm

5、的砂垫层的砂垫层浅层平板载荷试验浅层平板载荷试验0.25m0.25m2 2软土、填土软土、填土0.5m0.5m2 2强夯处理后的地基土强夯处理后的地基土1m1m2 2一般粘性土地基：一般粘性土地基：0.5m2碎石类土：碎石直径的碎石类土：碎石直径的1020倍倍岩石类土或均值密实土：岩石类土或均值密实土： 0.1m24 4、加载方式、加载方式慢速法：分级维持荷载沉降相对稳定法；慢速法：分级维持荷载沉降相对稳定法；快速法：有地方经验时，分级加荷沉降非稳定法。快速法：有地方经验时，分级加荷沉降非稳定法。加荷等级的划分为加荷等级的划分为10101212级，不应小于级，不应小于8 8级，最大加载量不级，

6、最大加载量不应小于地基承载量设计值的应小于地基承载量设计值的2 2倍。倍。5 5、沉降观测、沉降观测慢速法：每加一级荷载间隔慢速法：每加一级荷载间隔5 5、5 5、1010、1010、1515、15min15min测读测读一次沉降，以后间隔一次沉降，以后间隔30min30min测读一次，连续测读一次，连续2h2h，且每小时沉，且每小时沉降量不大于降量不大于0.1mm0.1mm时可施加下一级荷载。时可施加下一级荷载。快速法：每加一级荷载间隔快速法：每加一级荷载间隔15min15min测读一次沉降，每级荷载测读一次沉降，每级荷载维持维持2h2h可施加下一级荷载。可施加下一级荷载。6、试验终止条件、

7、试验终止条件承压板周围土体出现明显的侧向挤出；承压板周围土体出现明显的侧向挤出；本级荷载的沉降量急剧增大，本级荷载的沉降量急剧增大，p-s曲线出现陡降段；曲线出现陡降段；某级荷载作用下某级荷载作用下24h沉降速率不能达到稳定标准；沉降速率不能达到稳定标准；总沉降量与承压板直径之比超过总沉降量与承压板直径之比超过0.06。千分表千分表二、试验设备的安装及操作步骤二、试验设备的安装及操作步骤第四节第四节 试验资料整理与应用试验资料整理与应用1 1、绘制压力、绘制压力- -沉降量关系曲线沉降量关系曲线P P- -s s曲线的特征：曲线的特征：I I段直线段段直线段IIII段曲线段段曲线段IIIIII

8、段直线段段直线段一、试验资料整理一、试验资料整理2 2、P-sP-s曲线的修正曲线的修正图解法图解法最小二乘修正法最小二乘修正法确定地基的承载能力确定地基的承载能力试验成果的试验成果的应用应用确定地基土的变形模量确定地基土的变形模量确定地基土的基床反力系数确定地基土的基床反力系数估算地基土的不排水抗剪强度估算地基土的不排水抗剪强度二、地基的承载力确二、地基的承载力确定定（1）拐点法 比例界限P0作为地基承载力的标准值或特征值。（2）极限荷载法 PU2P0，极限荷载的一半作为地基承载力特征值。 （3）相对沉降法 对于缓变曲线，s/b为一定值时所对应的荷载为地基承载力特征值。 承压板面积为0.25

9、-0.50m2， s/b=0.01-0.015三、计算变形模量三、计算变形模量E E0 0 1、对于各向同性地基土，地表有超载（在地表以下一定、对于各向同性地基土，地表有超载（在地表以下一定深度）深度） 土的变形模量为：土的变形模量为：E0=I0I1K(1-u2)b2、对于各向同性地基土，地表无超载对于各向同性地基土，地表无超载 E0=I0K(1-u2)b四、计算地基沉降量四、计算地基沉降量(sj)设计基础宽度压板的沉降量作用下承在与基底压力相同压力式中砂土粘土-b -S: 30b30B 22BbSSBbSSjj五、地基基床系数的确定五、地基基床系数的确定 1、K0=（p2-p1）/（S2-S

10、1）2、K0=E0/H 3、K=E0/I0I1 (1-u2)b六、估算地基土的不排水抗剪强度六、估算地基土的不排水抗剪强度 =c+tanPu =c+土层侧向应力土层侧向应力tan七、测试精度影响因素七、测试精度影响因素1、承压板的尺寸的影响、承压板的尺寸的影响lB B45cm(5000cm45cm(5000cm2 2) )时，沉降量随时，沉降量随B B的增加而降低；的增加而降低；lB B 45cm(5000cm45cm(5000cm2 2) )时，沉降量随时，沉降量随B B的增加而增加；的增加而增加； 由于基础宽度一般均超过由于基础宽度一般均超过30cm30cm，所以，所以B B不宜太小。不宜

11、太小。S(mm)045B(cm)l一般来说，最好与实际基础面积相同；但承压板尺寸太大一般来说，最好与实际基础面积相同；但承压板尺寸太大则需大的压力，有时难以达到。则需大的压力，有时难以达到。所以承压板的面积应适中所以承压板的面积应适中1000cm2 A 5000cm2。2 2、 承压板埋深承压板埋深l载荷测试的影响深度一般为载荷测试的影响深度一般为1.5-21.5-2倍承压板宽度（或直倍承压板宽度（或直径）；径）；l在影响深度范围内土性应保持一致，否则测试成果就不在影响深度范围内土性应保持一致，否则测试成果就不能反映出土层的真实性质；能反映出土层的真实性质；l如果场地土层多，且都是重要的持力层，应分层做载荷如果场地土层多，且都是重要的持力层，应分层做载荷试验；试验；l如果土层较薄，达不到如果土层较薄，达不到2 2倍承压板的宽度，就应采用小倍承压板的宽度，就应采用小的承