岩土工程原位测试4 动力触探

岩土工程原位测试动力触探概述动力触探DynamicPenetrationTest,DPT

利用一定的锤击能量，将一定规格的探头打入土中，根据打入土中的难易程度（贯入阻力或贯入一定深度的锤击数）来判别土的性质的现场测试方法。包括：圆锥动力触探试验DCPT标准贯入试验StandardPenetrationTest,SPT基本原理贯入能量落锤能量式中，EM—理想自由落锤能量（J）

v—落锤碰撞锤垫使的速度（m/s）

M

—重锤质量（kg）单击贯入能量式中，e1

—

落锤效率系数

e2

—

探杆系统传输效率系数

e3

—

探杆系统传输效率系数导杆重锤锤垫探头探杆杆长

l动力触探仪基本原理贯入阻力重锤击数N

对应的探头贯入深度h，在贯入过程中探头的贯入能量与探头阻力做功相等，即：式中，Rd—探头单位面积的贯入阻力

h—探头贯入深度，简称贯入度

A—探头横截面积规定贯入度、落锤规格和落距（锤击能量）、探头规格（探头锥角、横截面积），锤击数N

就能直接反映动贯入阻力Rd。圆锥动力触探轻型圆锥动力触探N10重型圆锥动力触探N63.5超重型圆锥动力触探N120应根据土层的坚硬程度和密实程度选择不同类型的试验圆锥动力触探圆锥动力触探的类型及规格类型轻型重型超重型探头规格直径（mm）407474截面积（cm2）12.64343锥角（

）606060落锤锤重（kg）10±0.263.5±0.5120±1落距（cm）50±2

76±2100±2探杆直径（mm）2542，5050~63试验指标贯入深度（cm）301010锤击数N10N63.5N120主要适用土类浅部填土、砂土、粉土和粘性土砂土、中密一下的碎石土和极软岩密实和很密实的碎石土、极软岩、软岩圆锥动力触探圆锥动力触探试验的目的可直接实现的目标进行地基土体的力学分层定性评价地基土的均匀性和物理性质（密实度）查明土洞、滑动面、软硬土层界面的位置通过建立经验统计关系后可实现的目标评定地基土的强度和变形参数评定天然地基的承载力估算单桩承载力圆锥动力触探技术方法仪器检定和校准落锤质量—

称重；探头尺寸—

卡尺测量；探杆连接偏心度—

旋转测量引孔用轻便钻具开孔至试验深度，保证探杆垂直，偏斜＜2%。孔深较大时可加套管。提锤、落锤人力提升、机械提升，最有落锤，锤击速率15~30击/min圆锥动力触探技术方法转动探杆（减少探杆与土层的摩阻力）对重型触探，每贯入1m探杆转动一圈半；贯入深度超过10m后，每贯入20cm转动一次探杆。记录锤击数记录规定贯入深度对应的锤击数停锤标准（遇坚硬土层）轻型触探：贯入30cm击数＞100，贯入15cm击数＞50重型触探：连续三次N63.5

＞50（停止试验或改用超重型触探）圆锥动力触探影响因素杆长影响视具体情况决定是否进行杆长修正。杆侧摩擦的影响软粘土和有机土中侧壁摩擦对击数有影响；中密—密实砂土侧壁摩擦可忽略上覆压力的影响上覆压力对贯入阻力影响显著。密砂存在“临界深度”——此深度以浅，锤击数随贯入深度增加而增大，大于此深度后锤击数趋于稳定值。临界深度对砂土相对密度和探头直径增加而增大。圆锥动力触探资料整理和成果应用绘制击数—深度（N—h）曲线N10—h，N63.5—h，N120—h划分土层界线根据土层的软硬变化位置划分土层界线。计算各土层的平均击数掐头去尾，厚度加权平均成果应用确定软弱土层和坚硬土层的分布，评定地基土的均匀性、密实度，估算地基土的力学性质。动贯入阻力变化“超前”探头进入变硬或变软的土层前，动贯入阻力提前变大或变小。提前范围约为探头直径的2~3倍。标准贯入试验试验目的测定土层的标准贯入击数N，与其他原位测试手段或室内试验成果进行对比，建立统计关系，积累地区经验，评定地基土的物理力学性质。评价地基土的物理状态。评价地基土的力学性能参数。计算天然地基承载力。计算单桩极限承载力，评价场地成桩可能性。评价场地砂土和粉土的液化可能性及等级。标准贯入试验试验设备贯入器（探头）对开管：两个半圆管合在一起形成筒形取土器。管靴：底端带刃口的圆筒。通过螺纹与对开管套接，使对开管合二为一。穿心锤重63.5kg，铸钢，有

45mm穿心孔。自动或手动脱钩控制落锤。触探杆国际上多用

45mm无缝钢管，我国常用42mm工程地质钻杆。设有锤垫。标准贯入试验试验设备落锤重锤质量M（kg）63.5落距H（cm）76贯入器（探头）对开管长度（mm）＞500外径（mm）51内径（mm）35管靴长度（mm）50~76刃口角度（

）18~20刃口单刃厚度（mm）2.5触探杆直径（mm）42相对弯曲＜1/1000标准贯入试验试验原理标准贯入与圆锥动力触探的差别探头不同。标准贯入器头部为带刃口的圆管，贯入过程中，探头对土体同时产生挤压和剪切。部分土体会挤入贯入器。影响因素孔底土体的应力状态引孔钻进工艺、孔内外水位差、钻孔直径等都会改变孔底的应力状态，进而对标贯试验结果产生影响。锤击能量落锤传输给探杆系统的锤击能量的波动范围大，不同机具、不同操作水平，锤击能量变化范围更大。标准贯入试验试验原理探杆系统锤击能量标定实测锤击能Ei在打头附近设置测力计，记录探杆受锤击后的力—时间波形曲线，测定进入探杆的第一个冲击应力波的能量Ei。理论锤击能E=Mg

H实测能量比ER=(Ei/E)100%标贯击数修正N=Ni(ER/60)标准贯入试验试验方法与技术要求钻进引孔回转钻进，孔内水位略高于地下水位，孔底高于预定试验深度15cm。必要时，采用泥浆护壁或下套管以保护孔壁稳定。清孔，换标准贯入器，测孔深。标准贯入试验试验方法与技术要求锤击贯入保持贯入器、探杆、导向杆连接后的垂直度。自动脱钩自由落锤锤击贯入，落距76cm，锤击速率30击/min。先打入15cm不计锤击数，继续贯入30cm，记录锤击数，即为实测标准贯入击数Ni。遇厚实砂层，贯入不足30cm锤击超过50击，即停锤，记录实际贯入深度

s

和累计锤击数n，并按下式换算成贯入30cm的标贯击数Ni。Ni=30n/

s

。提出贯入器，取土描述。然后换钻具继续钻进至下一试验位置，重复贯入操作。一般，每隔1~2m做一次贯入测试。标准贯入试验成果整理和应用标准贯入试验的修正杆长修正贯入试验深度不宜大于21m。试验深度大于3m时，需做杆长修正：

N=

Ni上覆压力修正随土层上覆压力增大，试验锤击数也会增大，应采用下式修正：

N1=c

Ni

N1修正后上覆压力为100kPa的标贯击数；c

上覆压力修正系数。标准贯入试验成果整理和应用标准贯入试验成果整理收集试验资料钻孔孔径，钻进方式，护孔方式，落锤方式，地下水位及孔内水位，初始贯入度，预打击数，试验标贯击数，记录深度，贯入器取