第7、8章原位测试与室内试验

1、本文主要介绍原位测试的基本原理和成果，包括：载荷试验(CPT)、静力触探试验(DPT)、标准贯入试验(SPT)、十字板剪切试验(VST)、扁铲侧胀试验、侧压力试验、波速试验、原位剪切试验、岩体原位应力试验和激发试验。第7章岩土工程原位测试，概述，岩土工程勘察测试类型：室内测试，原位测试，岩土工程勘察测试目的：获取土壤、岩石和地下水的物理和机械特性以及土木工程师在设计中使用的其他特性。现场原位测试是在岩土层基本保持的自然结构、自然含水量和自然应力状态下，测量岩土的工程力学性质。优点：可以测量原状样品的相关工程力学性质；可以避免取样过程中应力释放的影响；它影响广泛，代表性强。它可以节省调查时间。缺

2、点：各种原位测试都有其适用条件；有些理论往往基于统计经验之间的关系等等。平板载荷试验(CPT)；静力触探试验；标准贯入试验；十字板剪切试验(VST)；波速测试；现场渗透试验等。常用原位测试方法：10.1.1应根据岩土条件、参数设计要求、区域经验和测试方法的适用性选择原位测试方法。7.1、平板载荷试验(CPT)，平板载荷试验分为平板载荷试验、螺旋平板载荷试验、深层平板载荷试验等。试验目的：确定地基土的承载力和土的变形模量。估算了土的不排水抗剪强度，确定了土层的反应系数。适用条件：各种土壤、各种复合地基、各种基础工程(主要是单桩基础和群桩)，7.1.1。根据实测结果绘制荷载与沉降的关系曲线(p-s

3、)。通过分析试验曲线，可以确定地基承载力、地基土变形模量、估算地基土不排水抗剪强度和地基反力系数。7.1.4测试数据的处理和结果的应用。地基承载力的确定地基承载力由荷载试验的PS曲线确定，根据PS曲线的线型可分别采用拐点法、相对沉降法和极限荷载法。(1)拐点法(强度控制法)将第一个拐点P0(比例极限点)对应的荷载作为地基土的容许承载力值。当PS曲线上的拐点不明显时，如何处理？在PS曲线上，对应于一定比例Sb的荷载作为地基土的容许承载力：如果承压板面积为0.25-0.50 m2，1)对于一般粘性土、粉土等中高压缩性土，应采用对应于Sb=0.02的压力作为容许承载力；2)对于砂土等低压缩性土，应采

4、用对应于Sb=0.01-0.015的压力作为地基土的容许承载力。(2)相对沉降法：1)当比例极限P0接近极限荷载Pu时，将Pu除以安全系数Fs(Fs=2-3)作为地基土的容许承载力；2)当比例极限P0远离极限荷载Pu时，地基土承载力的基本值可由以下公式确定：(3)极限荷载法，不同埋深的荷载试验，计算地基土(圆形和方形承压板)变形模量的方法不同；(1)对于浅板荷载试验，地基土的变形模量E0可由以下公式计算：(2)确定地基土的变形模量E。(2)对于深层平板载荷试验，变形模量Eo可根据以下公式计算：与试验深度和土壤类型相关的系数，饱和粘性土的不排水抗剪强度Cu可根据快速载荷试验获得的极限载荷Pu(0

5、=0)估算，其可根据以下公式计算：3 .估算地基土的不排水抗剪强度。确定地基土的地基反力系数Ks和地基反力。类似于胡克的k7.2静力触探试验(DPT)，(1)试验适用条件10.3.1静力触探试验适用于软土、普通粘性土、淤泥、砂土和含少量砾石的土壤。静力触探试验可根据工程需要采用单桥探头、双桥探头或单桥探头进行孔隙水压力测量，并可测量比贯入阻力(ps)和锥尖阻力(qc) 10.3.1 CPT(圆锥贯入试验)是将标准探头以恒定速度以静力压入土中，测量探头的阻力来测量土的力学性质，具有勘探和测试双重功能。常用的静力触探探头分为单桥探头和双桥探头。只有总穿透阻力可通过单桥测量，而侧壁阻力fs和锥尖阻力

6、Qc可通过双桥测量。(2)试验数据的处理和结果的应用根据试验结果，绘制了比贯入阻力-深度、锥尖阻力-深度、侧壁摩擦-深度和摩擦比-深度曲线。根据静力触探试验结果，可以划分土体边界，估算地基土强度参数、地基土变形参数、地基土承载力、单桩承载力，确定饱和砂土和粉土的液化程度。7.3圆锥动力触探试验(DPT)，优点：设备简单，操作方便，工作效率高，适应性广，可连续触探。适用于砂土、淤泥、砾石土等。对于静力触探难以穿透的土层，动力触探是一种非常有效的原位测试方法。缺点：无法通过采样直接识别和描述土壤，测试误差稍大，重现性差。10.4.1动力触探试验(DPT)是用一定质量的重锤将标准的圆锥形探头以一定的

7、自由落体高度刺入土壤中，根据打入土壤一定距离所需的击数来判断土壤的力学性质，具有探测和测试的双重功能。定性评价：评价场地土层的均匀性；找出土孔、滑动面和软硬土层的界面；确定软土层或硬土层的分布；检查和评估地基土加固和改良的效果。定量评价：确定砂的孔隙比、相对密实度、粉土和粘性土的状态、土的强度和变形参数，评价地基土或单桩的承载力。(1)用途和适用条件用途：适用于强风化和全风化硬岩、各种软岩和各种土壤。适用条件：(2)试验装置的动力触探设备主要由探头和落锤组成，可分为轻、重、超重三类。(3)试验数据处理和结果应用，(1)确定砂石土的密实度；根据试验结果，绘制了锤击数与锤击深度的关系曲线。结果的应

8、用：(2)确定地基土的承载力和变形模量；检查和评估地基土加固和改良的效果；确定单桩承载力的标准值。7.4标准贯入试验，是动力贯入试验的一种。但这是不同的。触摸式探头不是圆锥形探头，而是标准的圆柱形探头(由两个半圆组成的土壤采样器)，被称为穿透器。10.5.1标贯试验(SPT)是用63.5公斤的穿心锤在距孔底15厘米处预打一个标准贯入器，落距76厘米，记录30厘米的锤击次数，判断土的力学性质。砂土、淤泥和一般粘性土最适合于250击的土层。目的：(1)根据标准贯入击数和区域经验，评价砂土的密实度、粉土和粘性土的状态、土的强度参数、变形模量和地基承载力。估算单桩极限承载力，判断沉桩的可能性。确定饱和

9、粉土和砂质粉土的地震液化可能性和液化等级。(1)试验目的和适用条件，适用条件标准贯入试验通常与钻探结合进行，其优势为33，360。该试验对评价钻井过程中难以取样的砂和粉土的工程性质具有独特的意义。(3)试验数据处理及成果应用，标贯击数与深度关系曲线，标贯孔工程地质柱状图。结果应用于：砂的密实度和相对密度可以通过标准贯入的结果来评价；评估粘性土的状态、评估砂的抗剪强度指数、评估不排水抗剪强度指数Cu、太沙基和佩克：Cu=(66.5)N日本规范： Cu=(610)N、评估土的变形模量和压缩模量、确定地基承载力、评估单桩承载力、评估饱和砂的地震液化可能性和液化等级。 VST(十字板剪切试验)(VST

10、)，10.6.1十字板剪切试验(VST)是使用标准十字板探针插入土壤，以一定的速率扭转，测量土壤受损时的阻力矩，并测量土壤的不排水剪切强度。 十字板剪切试验适用于敏感性不大于10、固结系数不大于100m2/年的均质饱和软粘土。目的：测定原位应力作用下软粘土的不排水抗剪强度，并评价软粘土的敏感性。(1)试验目的和适用条件，适用条件：(2)试验数据处理和结果应用，(1)软粘土不排水抗剪强度的测定；叶片的实测不排水抗剪强度。估算软粘性土的灵敏度。评估地基土的承载力。7.6侧压力试验(横向压力试验)，(1)试验目的和适用条件用于确定粘性土、淤泥、砂、砾石土、软岩和风化岩的承载力fk和侧向压缩模量Em(

11、软土地基一般不适用)。10.7.1旁压试验(PMT)(旁压试验)是用可侧向膨胀的旁压仪向井壁周围的土壤施加径向压力，并根据压力和变形之间的关系计算土壤的模量和强度的原位试验。(2)实验数据的处理和应用主要是压力和膨胀体积曲线以及压力和半径增量曲线。a .评估：基础承载力，确定特征值：特征值包括初始压力(p0)、临塑压力(pf)和极限压力(pl)。p0的确定：对应于侧压曲线中段直线起点或蠕变曲线第一个拐点的压力。即将到来的塑性压力pf:是对应于侧压力曲线的中间直线的端点或蠕变曲线的第二个拐点的压力。极限压力pl:的膨胀体积等于固有体积两倍的压力。根据压力-体积曲线直线段的斜率，根据以下公式计算侧压成型量：Vc旁压计测量型腔的初始固有体积和p/V旁压曲线直线段的斜率。7.9现场直剪试验，第8章室内试验，8.2土壤物理性质试验，11.2.1各