原位测试：第三章 静力触探

1、2022/7/191内容安排第一章：载荷实验；第二章：动力触探；第三章：静力触探； 第四章：十字板剪切实验； 第五章：旁压实验；第六章：岩石点荷载实验；第七章：扁铲侧胀试验;2022/7/192第三章 静力触探概述；探头；一、探头的工作原理；二、探头的结构类型；三、探头的标定；静力触探设备；一、设备组成；二、常见的设备类型；2022/7/193第三章：静力触探（续）现场操作一、准备工作；二、操作要点；三、注意事项；资料整理成果应用思考题2022/7/194第一节 概述定义：优点和缺点；发展历程；2022/7/195定义利用准静力将一个内部装有传感器的触探头以均速压入土中，由于地层中各种土的软硬

2、不同，探头所受的阻力也不一样，传感器将这种大小不同的贯入阻力通过电信号输入记录仪表记录下来，再通过贯入阻力与土的工程地质特征之间的定性关系和统计相关关系，来实现土层剖面划分、提供浅基承载力、选择桩尖持力层和预估单桩承载力等工程地质勘察目的。2022/7/196静力触探测定示意图2022/7/197地层阻力曲线2022/7/198优点和缺点优点： 1、快速、精确、经济； 2、能对不能采土样的软土、饱和砂土层进行勘察。 3、能准确地确定出桩尖持力层。缺点： 1、贯入机理未清楚； 2、不能直接鉴别土层，还需要钻探配合； 3、只能适用于较软弱地层。2022/7/199发展历程1917年首次在瑞典应用；

3、20世纪60年代末得到大发展（设备和成果解释方面）；机械的被电测替代；出现多功能探头；80年代后，被列入许多国家的规范或规程；我国：大约1970后大规模推广；有关部门编制出相应的操作规程。2022/7/1910第2节 探头探头的工作原理（1）虎克定律：把探头压力P电阻变形；（2）电阻定律：把电阻变形量 电阻值R；（3）电桥原理：把电阻值R 电压变化U；2022/7/1911电阻应变片贴法2022/7/1912双桥探头结构示意图2022/7/1913二、探头的结构类型和材料要求类型： 单桥（1个传感器、1组电桥）只测定1个指标（即比贯入阻力）； 双桥（ 2个传感器）同时可测锥尖阻力和侧摩阻力；探

4、头的材料； 空心柱材料材料要求很高，具备强度高、弹性好、性能稳定、热膨胀系数小、耐腐蚀等。选用60Si2Mn弹簧钢和40CrNiMo制作。 电阻应变片片子散热性好、允许通过的电流大，疲劳寿命长、柔性好、蠕变性小。选用120的片子。2022/7/19142种探头2022/7/1915三、探头的标定标定：把探头接上记录仪表，放在加压设备上加压，找出探头输出电压与荷载之间的关系（即标定系数）.标定规定：新探头或使用个月后的探头需要标定标定方法：固定供桥电压，测定标定系数。标定步骤：（1）准备工作：选定供桥电压、加荷、卸荷3次以上。（2）逐级加荷，记录各级荷载下仪表的输出电压(mV)。加荷级至仪表满量

5、程。（3）卸荷，并记录。（4）平行标定34次。2022/7/1916探头标定装置示意图2022/7/1917第3节 静力触探设备设备组成：贯入装置、反力装置、记录仪表贯入装置（触探主机）：常见类型有 ZJYY-20型静力触探机、DY-5型静力触探机。反力装置：地锚或使用汽车自重；量测记录仪表：电阻应变仪、自动记录仪、自整角机（走纸机构）。2022/7/1918贯入装置触探主机2022/7/1919自整角机走纸机构2022/7/1920双笔自动记录仪记录仪2022/7/1921双笔自动记录仪（后背）2022/7/1922双笔自动记录仪（后背）2022/7/19232Y-5A静力触探2022/7/

6、19242Y-5A柴油机2022/7/1925触探杆2022/7/1926第4节 现场操作准备工作：（1）探头、触探杆、电缆的检查； 探头标定、电缆是否损伤。（2）自动记录仪表的检查； 记录笔出水是否顺畅、角机与仪表是否接通、试调节零按钮，记录笔是否移动、探头受压时记录笔是否动。2022/7/1927测定步骤测定步骤；（1）安放地锚；（2）安放触探设备、调平；（3）接通电源，预热记录仪表15min；（4）连接探头和钻杆，并安装在触探机上。（5）贯入探头，并作记录。（6）每隔7-8m提升钻杆1次，测记归零情况。2022/7/1928注意事项A、安全用电；防出触（漏）电事故；B、保护好探头：严禁摔

7、打、不能转动、不能暴晒、受冻；C、记录仪表采取防雨、防潮等；D、仪器使用前须预热15分钟；E、如遇硬土层，记录笔打到头，必须马上停止贯入。否则探头会因受力过大而损坏（超过其弹性变形范围）。F、保证竖直贯入探杆。否则会使其弯曲，损坏电缆。2022/7/1929第5节 资料整理单孔原始资料整理： （1）初读数校正；（扣除温度效应） （2）贯入阻力计算；(按标定系数缩放) （3）摩阻比计算；Rf=100fs/qc与钻探孔比对,对分层的岩性进行定名；确定每个土层的触探指标；提交勘察报告： （1）提供静探剖面图 （2）文字部分：使用的设备类型、探头规格、提供场地下面各土层的静探指标（qc, fs）。20

8、22/7/1930第6节 成果应用第1: 分层，并确定浅基础和桩基的位置（）将静力触探探头阻力与深度曲线分段，划分土层；（）与钻孔对比，确定各层土的名称（）将每层土的探头阻力等参数分别进行算术平均，求出每层土的fs和qc值.第2:求土的工程性质指标 （）判断土的潮湿程度和重力密度2022/7/1931第6节成果应用（续）含水量：液性指数：IL=(0.90.18lnPs)4土的抗剪强度参数粘性土：粘性土不排水的抗剪强度Cu=KPs2022/7/1932分层方法2022/7/1933第6节 成果应用（续）第3用途-估算单桩承载力； 极限承载力 单桩允许承载力：Pu/K (K为安全系数)第4用途：确

9、定地基承载力：式中：和 为土类修正系数；确定桩端持力层的层位，厚度和埋深；根据阻值的大小和桩基设计的要求，可确定桩端持力层2022/7/1934第4续：估算天然地基的承载力。老粘土：f0=0.1Ps（MPa） 砂土：f00.0197 Ps0.0656（MPa）一般粘性土： f0=0.104 Ps+0.0269（MPa） 此处，Ps单位为MPa， f0的单位也为MPa；2022/7/1935第6节 成果应用（续）第5-判定砂基液化: 地基饱和砂土的液化判别式（铁道科学院）： 液化临界比贯入阻力（MPa）； 根据抗震烈度查表求得； 地下水位埋深(m)； 覆盖层厚度(m);2022/7/193694版岩土工程勘察规范2022/7/1937第6节 成果应用（续）第6-检验压实填土质量及强夯效果. 一般仅限于粘性土和砂类土，对杂填土、房渣土及碎石土无效。2022/7/1938估算地基的承载力经验公式2022/7/1939粉土地基2022/7/1940思考题1、静力触探实验的适用范