第五章—靜力觸探

1、第五章 靜力觸探試驗,1,一、概述,二、試驗的儀器設(shè)備,三、試驗原理,四、試驗方法及技術(shù)要求,六、試驗成果的工程應(yīng)用,2,主 要 內(nèi) 容,五、試驗資料的整理與分析,一、概述,（一）靜力觸探試驗的定義 （二）靜力觸探試驗的發(fā)展 （三）靜力觸探試驗的分類 （四）靜力觸探試驗的優(yōu)缺點及適用性 （五）靜力觸探試驗的應(yīng)用,3,靜力觸探試驗是利用準(zhǔn)靜力以恒定的貫入速率將一定規(guī)格和形狀的圓錐探頭通過一系列探桿壓入土中，同時測記貫入過程中探頭所受到的阻力，根據(jù)測得的貫入阻力大小來間接判定土的物理力學(xué)性質(zhì)的現(xiàn)場試驗方法。,（一）靜力觸探試驗的定義（CPT）,一、概述,4,5,動力觸探,靜力觸探,扁鏟側(cè)脹,旁壓,

2、十字板,（一）靜力觸探試驗的定義（CPT）,一、概述,6,1932年靜力觸探首先在荷蘭研制成功，因此靜力觸探也叫“荷蘭錐”試驗。 到20世紀(jì)60年代，出現(xiàn)了電測靜力觸探，使靜力觸探的測試精度、自動化程度等都得到了提高。70年代又出現(xiàn)了新型的孔壓靜力觸探技術(shù)。 我國從上世紀(jì)60年代引入靜力觸探技術(shù)以來，該試驗方法得到了廣泛的應(yīng)用，是我國目前應(yīng)用最廣的原位測試技術(shù)。 目前，靜力觸探技術(shù)也朝著多功能化發(fā)展，測試參數(shù)的范圍也越來越多，除巖土體的工程性質(zhì)外，還可以測溫、測斜、地磁、土壤電阻以及地下水pH值等。,（二）靜力觸探試驗的發(fā)展,一、概述,7,按探頭功能分為： 單橋靜力觸探； 雙橋靜力觸探； 孔隙

3、水壓力靜力觸探(Piezo Cone penetration Test)，是可測孔隙水壓力的靜力觸探，簡稱孔壓觸探(CPTU)。,（三）靜力觸探試驗的分類,一、概述,8,（四）靜力觸探的優(yōu)缺點及適用性,1適用土層： 適用于軟土、粘性土、粉土、砂土類以及含少量碎石的土層。 2優(yōu)缺點： 優(yōu)點： （1）測試連續(xù)、快速，效率高，功能多，兼具勘探與測試雙重作用，不受取樣擾動影響； （2）測試數(shù)據(jù)精度高，再現(xiàn)性好； （3）采用電測技術(shù)，便于實現(xiàn)測試工程的自動化，測試成果可由計算機(jī)自動處理，減少了工作強(qiáng)度。 缺點：貫入機(jī)理不清；靜力觸探不能對土樣進(jìn)行直接的觀察、鑒別；不適用于含較多碎石、礫石的土層和很密實的

4、砂層。,9,由于不同土體的滲透性差別很大，CPTU量測孔隙水壓力的靈敏度很高，能夠分辨12cm厚的薄土層土性的變化，因而可以詳細(xì)分層。特別是在區(qū)分砂層和粘土層方面精度很高。 可以量測到孔隙水壓力，從而有可能進(jìn)行有效應(yīng)力分析。 可以估算土體的滲透系數(shù)和固結(jié)系數(shù)。 可以測定土層不同深度的靜止水壓力，獲得地下水條件的資料。 可以區(qū)分排水、部分排水和不排水的貫入條件。 可計算土的超固結(jié)比，評價土層應(yīng)力歷史，計算靜止側(cè)壓力系數(shù)。,3. 孔壓觸探的優(yōu)點：,10,（五）靜力觸探試驗的應(yīng)用,用于土類定名，劃分土層界面； 評定地基土的物理、力學(xué)、滲透性質(zhì)的相關(guān)參數(shù)； 確定地基承載力； 確定單樁極限承載力； 判定

5、地基土液化的可能性。,11,典型靜力觸探試驗結(jié)果示例,12,海床靜力觸探試驗,13,海床靜力觸探試驗,14,較早的靜力觸探試驗車,15,靜力觸探試驗車測試結(jié)果示意圖,16,二、試驗的儀器設(shè)備,（一）試驗設(shè)備的組成 （二）貫入系統(tǒng) （三）測量和記錄顯示裝置 （四）探頭 （五）探桿、電纜線等,17,（一）試驗設(shè)備組成,1.貫入系統(tǒng)：由觸探主機(jī)和反力裝置組成 觸探主機(jī)的作用是將底端裝有探頭的探桿一根一根地壓入土中。觸探主機(jī)按傳動方式分為電動機(jī)械式、液壓式和手搖鏈條式。 反力裝置的作用是平衡貫入阻力對貫入裝置的反作用。反力裝置可分為壓重式、地錨式以及地錨與重物聯(lián)合式。 2.測量與記錄顯示裝置 3.探頭

6、 4.探桿和電纜線等,18,（二）貫入系統(tǒng),（1）靜力觸探車：觸探主機(jī)為液壓傳動式的，反力裝置為壓重式。油缸總推力達(dá)1020t，軟粘土地區(qū)觸探深度達(dá)60m左右。,19,（2）拖掛式靜力觸探車：觸探主機(jī)為液壓傳動式的，反力裝置為地錨式。,20,（3）落地式手推靜力觸探車：觸探主機(jī)為液壓傳動式的，反力裝置為壓重式+地錨式。,21,（4）小型液壓式靜力觸探儀 ：觸探主機(jī)為液壓傳動式的，反力裝置為地錨式。,22,（5）CLD型靜力觸探-十字板剪切兩用儀：觸探主機(jī)為機(jī)械傳動式的，反力裝置為地錨式。貫入能力23t，軟粘土地區(qū)觸探深度可超過20m。,23,（6）貫入系統(tǒng)的貫入能力,從設(shè)備角度來說，貫入系統(tǒng)的

7、貫入能力主要取決于三方面的因素： 貫入設(shè)備能力的大?。?觸探頭截面的大小及其與探桿的配合； 反力裝置能提供的反力大小。如果反力不夠，整個貫入設(shè)備的能力就得不到充分發(fā)揮。,24,（三）測量與記錄顯示裝置,量測記錄儀表主要有4種類型：電阻應(yīng)變儀、自動記錄繪圖儀、數(shù)字式測力儀以及電腦數(shù)據(jù)采集儀。,電阻應(yīng)變儀,數(shù)字式測力儀 (秦皇島信恒電子科技有限公司),25,自動記錄繪圖儀工作系統(tǒng),26,TCY型孔壓靜力觸探數(shù)據(jù)采集儀,27,（四）探頭,靜力觸探探頭為地層阻力傳感器，是靜力觸探儀的關(guān)鍵部件。 分為四大類型：單橋探頭、雙橋探頭、孔壓探頭和多功能探頭 通常探頭包括摩擦筒和錐頭兩部分。,28,（1）單橋探

8、頭,單橋探頭是我國所特有的一種探頭類型。它是將錐頭與外套筒連在一起，因而只能測量一個參數(shù)比貫入阻力Ps 。 這種探頭結(jié)構(gòu)簡單，造價低，堅固耐用，是我國使用最多的一種探頭。,29,（2）雙橋探頭,雙橋探頭：它是一種將錐頭與摩擦筒分開。 可同時測錐頭阻力qc和側(cè)壁摩擦力fs兩個參數(shù)的探頭。 國內(nèi)外普遍采用，用途很廣。,30,（3）孔壓探頭,多用（孔壓）探頭：它一般是在雙橋探頭基礎(chǔ)上再安裝一種可測觸探時產(chǎn)生的超孔隙水壓力裝置的探頭。 孔壓探頭可測即錐頭阻力、側(cè)壁摩擦力及孔隙水壓力u 功能多，用途廣，在國外已得到普遍應(yīng)用。,31,32,除了具有雙橋探頭所需的各種部件外，還增加了由微孔材料做成的透水濾器

9、和一個孔壓傳感器，要求材料的滲透系數(shù)為(1.1士0.1) 10-5cm/s，抗?jié)B能力為110 5(kPa)。透水濾器的位置可鑲嵌于探頭的錐尖, 錐面或錐尾。 微孔材料可以是微孔不銹鋼、微孔陶瓷、微孔砂石、微孔塑料等。,水濾器在探頭上的各種位置,從外觀上辨認(rèn)三種探頭,33,孔壓探頭,探頭規(guī)格,國際標(biāo)準(zhǔn)探頭的規(guī)格：錐頭頂角60、底面積10cm2、側(cè)壁摩擦筒面積150cm2、透水石在錐底。,34,35,（五）探桿與電纜,探桿是傳遞貫入力的媒介，通常用外徑為3235mm，壁厚為5mm的高強(qiáng)度合金無縫鋼管。每根探桿的長度以1m為宜。,36,屏蔽電纜,（五）探桿與電纜,37,三、試驗的原理,（一）靜力觸探

10、探頭的工作原理 （二）靜力觸探貫入機(jī)理 （三）孔壓靜力觸探貫入機(jī)理,38,（一）靜力觸探探頭的工作原理 靜力觸探探頭大部分采用電阻應(yīng)變式測試技術(shù)。應(yīng)變橋路有兩 種方式：半橋和全橋。 探頭的空心柱體上的應(yīng)變橋路有兩種布置方式。受力后，產(chǎn)生 電位差，毫伏計便指出流過的電流的大小，這個電流的大小與 空心柱體的受力伸長有關(guān)。 在實際工作中，把空心柱體的微小應(yīng)變所輸出的微弱電壓，通 過電纜，傳至電阻應(yīng)變儀中的放大器放大幾千倍到幾萬倍后， 就可用普通的指示儀表量測出來。,39,（一）靜力觸探探頭的工作原理,半橋雙臂布置,不受力時： D1D2=R1R2 UBD =0,D1D2承受拉力，R1R2處于自由狀態(tài)，

11、電阻不變。,受力后： （D1+D1）（D2 +D2）R1R2,（1）半橋,40,全橋四臂布置,D1D2承受拉力，D3D4處于受壓狀態(tài)。,不受力時： D1D3=D2D4,受力后： （D1+D1）（D3 +D3） （D2-D2）（D4 -D4） UBD 0,這種電測探頭可以量測到的最大貫入阻力30MPa，且靈敏度高，可反映10kPa的貫入阻力變化。所量測的只是探頭部分所承受的阻力，避免了探桿與孔壁間摩擦的影響。必須考慮溫度的影響時，應(yīng)采用全橋。,（2）全橋,41,（二）靜力觸探試驗的貫入機(jī)理,1、qc和fs存在“臨界深度”； 2、靜力觸探的破壞機(jī)理與探頭的幾何形狀、土類和貫入深度有關(guān)； 3、圓錐探

12、頭在貫入土中時，在其周圍及底部土中會形成一定的擾動區(qū),目前的土力學(xué)還不能完善的從理論上解析圓錐探頭與周圍土體間的接觸應(yīng)力分布及相應(yīng)的土體變形問題。已有的近似理論分析可分為承載力理論分析、孔穴擴(kuò)張理論分析兩類。,42,（二）靜力觸探試驗的貫入機(jī)理,1、qc和fs存在“臨界深度”： 在均質(zhì)土層中進(jìn)行靜力觸探試驗，不論錐尖阻力qc，還是側(cè)壁摩阻力fs，在一定深度范圍內(nèi)隨著貫入深度的增大而增大，但達(dá)到一定深度后，兩者均達(dá)到極限值而不再增加。 臨界深度與土的密實度和探頭的直徑有關(guān)，密實度越大，探頭直徑越大，臨界深度也越大。一般qc比fs要大。,43,44,（二）靜力觸探試驗的貫入機(jī)理,2、靜力觸探的破壞

13、機(jī)理與探頭的幾何形狀、土類和貫入深度有關(guān) （1）松散砂土中，探頭的阻力主要決定于土的壓縮性，多為刺入破壞； （2）一般土和密實的砂土中，貫入深度小于臨界深度時，以整體剪切破壞為主；達(dá)到臨界深度以后，由于土的側(cè)向約束增大，以局部剪切破壞為主。,45,（二）靜力觸探試驗的貫入機(jī)理,3、圓錐探頭在貫入土中時，在其周圍及底部土中會形成一定的擾動區(qū) （1）在軟粘土中，由于擾動區(qū)的存在往往造成測試強(qiáng)度偏低； （2）在松砂中，擾動區(qū)土體被擠壓密實，測得強(qiáng)度偏高； （3）在密實砂中，砂粒甚至?xí)粔核椤?46,（三）孔壓靜力觸探的貫入機(jī)理,oct,oct,探頭擠土引起的正應(yīng)力和刺入引起的剪應(yīng)力,在探頭錐尖下面，

14、由于孔穴擴(kuò)張，孔壓的變化主要受平均正應(yīng)力增大的影響，剪應(yīng)力的變化影響不大；,47,ut=u0+uoct+us,ut試驗中量測的孔壓； u0土層中的靜止孔隙水壓力； uoct由正應(yīng)力變化引起的超孔壓； us 由剪應(yīng)力變化引起的超孔壓。,探頭圓柱部分，正應(yīng)力逐漸衰減，剪應(yīng)力成為孔壓變化的主要影響因素，由剪應(yīng)力引起的超孔壓因土的應(yīng)力歷史不同，可正可負(fù)。,48,四、試驗方法及技術(shù)要求,（一）試驗前的準(zhǔn)備工作 （二）孔壓探頭的校正與飽和處理 （三）野外測試的關(guān)鍵步驟與注意事項 （四）試驗的終止標(biāo)準(zhǔn),49,（一）試驗前的準(zhǔn)備工作,1、安裝電纜 將電纜按探桿的連接順序一次穿齊，探桿應(yīng)比計劃深度多23根，電纜

15、長度應(yīng)足夠。 2、安放觸探機(jī) 平整地面，反力措施應(yīng)能提供足夠的反力。 3、檢查探頭 應(yīng)檢查探頭是否符合規(guī)定的規(guī)格，整個系統(tǒng)是否在標(biāo)定后的有效期內(nèi)。,50,51,（二）孔壓探頭的校正與飽和處理,校正的設(shè)備可分為兩個主要部分：可移動的活動架和量力環(huán),1、測力傳感器的校正,鋼環(huán)測力式探頭率定裝置圖 1-活動架上梁；2-頂帽； 3-探頭；4-活動架；5-底座；6-百分表；7-鋼環(huán)； 8-傳動箱；9-手柄；10-頂針,校正的步驟:,（1）安裝設(shè)備； （2）把連著電纜線和記錄儀表的探頭安裝上； （3）旋轉(zhuǎn)手輪施加壓力，邊記錄儀表上的讀數(shù) ； （4）畫壓力-讀數(shù)曲線，一般情況下應(yīng)該是直線； （5）求校正系數(shù)

16、k。,K等于直線的斜率,x,0,52,1、測力傳感器的校正,53,測力傳感器的校正結(jié)果記錄表,2、孔壓探頭的飽和處理,孔壓探頭的飽和是正確量測孔壓的關(guān)鍵，如果沒有飽和會含有氣泡，量測時會有一部分孔隙水壓力消耗在空氣壓縮上，使測試孔壓數(shù)據(jù)失真。 探頭飽和的方法有加熱排氣法和真空排氣法。 可以用水、硅油、甘油等對探頭進(jìn)行飽和處理。,54,孔壓探頭排氣飽和裝置,55,（三）野外測試的關(guān)鍵步驟,（1）布孔位，平整場地； （2）安裝觸探機(jī) ，并調(diào)平機(jī)座（為使貫入壓力保持垂直方向），把機(jī)座與反力裝置銜接 ； （3）將探頭、測量電纜、探桿連接起來，并檢查測量儀表，并調(diào)零； （4）將連著探桿的探頭壓入地下 ，

17、同時記錄深度值和測量儀表的數(shù)據(jù)； （5）在預(yù)定位置做孔壓消散測試：停止貫入并記錄超孔壓隨時間的消散過程。,56,靜力觸探試驗測試過程,記錄探頭所受的阻力,側(cè)摩阻力 錐尖阻力,57,58,（1）用靜力觸探為何能估計地基土的物理力學(xué)參數(shù)和地基承載力？,（2）靜力觸探與打入樁的貫入過程有何異同？,59,（1）靜力觸探的基本原理就是用準(zhǔn)靜力（相對動力觸探而言，沒有或很少沖擊荷載）將一個內(nèi)部裝有傳感器的觸探頭以勻速壓入土中，由于地層中各種土的軟硬不同，探頭所受的阻力自然也不一樣，傳感器將這種大小不同的貫入阻力通過電信號輸入到記錄儀表中記錄下來，再通過貫入阻力與土的工程地質(zhì)特征之間的定性關(guān)系和統(tǒng)計相關(guān)關(guān)系

18、，來實現(xiàn)取得土層剖面、提供淺基承載力、選擇樁端持力層和預(yù)估單樁承載力等工程地質(zhì)勘察目的。,60,（2）靜力觸探貫入系統(tǒng)由觸探主機(jī)（貫入裝置）和反力裝置兩大部分組成。觸探主機(jī)的作用是將底端裝有探頭的探桿一根一根地壓入土中。觸探主機(jī)按其貫入方式不同，可以分為間歇貫入式和連續(xù)貫入式；按其傳動方式的不同，可分為機(jī)械式（手搖鏈條和電動齒輪式）和液壓式；按其裝配方式不同可分為車裝式、拖斗式和落地式等。而打入樁的貫入過程是采用的動力的方法 靜力觸探機(jī)理和樁的作用機(jī)理類似，靜力觸探相當(dāng)于沉樁的模擬試驗。與靜力觸探相比，樁的表面粗糙，直徑大，沉樁對樁周土的擾動大，沉降速度慢。,技術(shù)要求及注意事項,（1）觸探機(jī)就

19、位后，應(yīng)調(diào)平機(jī)座，使用水平尺校準(zhǔn)，使貫入壓力保持豎直方向，并使機(jī)座與反力裝置銜接、鎖定。 （2）一般觸探試驗中，使布置的觸探孔距原有鉆孔至少2m。 （3）觸探主機(jī)應(yīng)以軸向壓力將探桿壓入，對于前5m的探桿，彎曲度不得大于0.05%，后續(xù)探桿的彎曲度，在觸探深度小于10m，不得大于0.2%；深度大于10m時，不得大于0.1%。 （4）探頭圓錐錐底截面積應(yīng)采用10cm2或 15cm2時，單橋探頭側(cè)壁高度應(yīng)分別采用 57mm或70mm，雙橋探頭側(cè)壁面積應(yīng)采用150-300cm2時，錐尖錐角為 60；,61,（5）探頭測力傳感器應(yīng)連同儀器、電纜進(jìn)行定期標(biāo)定，室內(nèi)探頭標(biāo)定測力傳感器的非錢性誤差、重復(fù)性誤差

20、、滯后誤差、溫度漂移、歸零誤差均在小于l%，現(xiàn)場試驗歸零誤差應(yīng)小于3%，絕緣電阻不小于500M； （6）深度記錄的誤差不應(yīng)大于觸探深度的1%； （7）當(dāng)貫人深度超過30m，或穿過厚層軟土后再貫入硬土層時，應(yīng)采取措施防止孔斜或斷桿，也可配置測斜探頭，測觸探孔偏斜角，校正土層界線的深度； （8）觸探機(jī)的貫入速率應(yīng)控制在1-2cm/s，一般為2cm/s；使用手搖式觸探機(jī)時，手把轉(zhuǎn)速應(yīng)力求均勻。,62,技術(shù)要求及注意事項,（9）使用記讀式儀器，每貫入0.1m或0.2m應(yīng)記錄一次讀數(shù)。 （10）在地下水埋藏較深的地區(qū)使用探頭觸探時，應(yīng)先使用外徑不小于孔壓探頭的單或雙橋探頭開孔至地下水位以下，而后向孔內(nèi)注

21、水與地面平，再換用孔壓探頭觸探。 （11）孔壓探頭在貫入前，在現(xiàn)場采取措施保持探頭的飽和狀態(tài)，直至探頭進(jìn)入地下水位以下的土層為止；在孔壓靜探試驗過程中不得上提探頭；當(dāng)在預(yù)定深度進(jìn)行孔壓消散試驗時，應(yīng)從探頭停止貫入之時起，用秒表記時。 （12）當(dāng)移位于第二個孔時，應(yīng)對孔壓探頭的應(yīng)變腔和濾水器重新進(jìn)行脫氣處理。,63,技術(shù)要求及注意事項,（四）試驗的終止,遇下列情況時應(yīng)終止靜力觸探試驗的貫入： 要求的貫入長度或深度已經(jīng)達(dá)到； 圓錐觸探儀的傾斜度已經(jīng)超過了量程范圍； 觸探主機(jī)負(fù)荷達(dá)到其額定荷載的120%時； 貫入時探桿出現(xiàn)明顯彎曲； 反力裝置失效； 探頭負(fù)荷達(dá)到額定荷載時； 記錄儀器顯示異常。,64

22、,五、試驗資料的整理與分析,（一）原始數(shù)據(jù)的整理 （二）試驗數(shù)據(jù)的修正 （三）靜力觸探試驗影響因素分析,65,1、單橋觸探試驗數(shù)據(jù)整理,ps 比貫入阻力（Mpa）； P 總貫入阻力（kN）； A錐底截面積（cm2）；,66,（一）原始數(shù)據(jù)的整理,2、雙橋觸探試驗數(shù)據(jù)整理,3、孔壓試驗數(shù)據(jù)整理,（1）計算錐尖阻力：,67,（一）原始數(shù)據(jù)的整理,qT總錐尖阻力（MPa）； qc 錐尖阻力（MPa）； 與土質(zhì)狀態(tài)有關(guān)的經(jīng)驗系數(shù)； 錐端有效面積比，=FA/A； A錐頭全斷面積（cm2）； FA錐頭有效面積（cm2）； ud貫入時錐面測得的孔隙水壓力（MPa）,qT=qc+(1-)ud,(2)孔壓參數(shù)比

23、用Bq ：,68,靜止孔隙水壓力及均衡孔隙水壓力 靜止孔隙水壓力按測試土層中的靜水壓力計值 均衡孔隙水壓力取孔壓消散達(dá)穩(wěn)定時的孔壓值 各時刻的歸一化超孔壓比 按下式計算:,(3)孔壓消散數(shù)據(jù)的歸一化處理,ut消散至某時刻（t）的孔壓值（kPa）； uw為原位靜止孔壓（ kPa ）； u0消散試驗孔壓初始值（ kPa ）。,69,歸一化超孔壓消散曲線,以 為縱軸，以時間t(s)的對數(shù)lgt為橫軸，繪制歸一化的超孔壓消散曲線。,70,（二）原始數(shù)據(jù)的修正,（1）貫入深度修正 當(dāng)記錄深度與實際深度有出入時，應(yīng)將深度誤差沿深度進(jìn)行線性修正。 單位長度修正后的貫入深度 hi=licos（i+i-1）/2

24、,hi第i段修正后的貫入深度（m）； li第i段的貫入長度（m）； （i+i-1）第i次及第i-1次實測的偏斜角（）。,71,（2）零漂修正,（3）錐尖阻力的修正 當(dāng)孔壓量測的過濾器位于u2位置時，錐尖阻力可用下式修正：,qt修正后的錐尖阻力； qc實測錐尖阻力； u2在u2位置量測的孔隙水壓力； a有效面積比，一般取0.840 。,72,為確保試驗精度，在試驗之后和設(shè)備保養(yǎng)之前，直接讀取零讀數(shù)，以確定零漂值。,（4）側(cè)壁摩擦力的修正 當(dāng)同時在探頭的u2 和u3位置安裝孔壓量測裝置時，側(cè)壁摩擦力可用下式修正： ft=fs（u2Asbu3Ast）/As,ft修正后的側(cè)壁摩擦力； fs實測的側(cè)壁摩

25、擦阻力； As摩擦套筒的表面積；,Ast、Asb分別為套筒頂部與底部的橫截面積； u2、u3在u2、u3位置量測的孔隙水壓力。,73,包括qc-H，fs-H，Rs-H 等。,（5）繪制觸探曲線,靜力觸探成果曲線及其相應(yīng)土層劃分,74,1、探頭規(guī)格 單橋PS 雙橋qc，fs PS qc qc，fs都隨錐底面積的增大而減小； 側(cè)壁摩擦筒長度增大時，qc增大， fs減小。 探桿外徑、摩擦筒與錐底面直徑應(yīng)保持一致 錐尖角度 60 探頭形狀及尺寸的標(biāo)準(zhǔn)化與科學(xué)化對測試成果的應(yīng)用、交流和對比都有很重要的意義。,75,（三）靜力觸探試驗影響因素分析,2、貫入速率,如果貫入速率大于1cm/s以上時，讀數(shù)受貫入

26、速率的影響就很小了。 事實上，靜力觸探的貫入速率一般用2cm/s。,76,3、溫度影響,溫度變化會引起探頭內(nèi)部的電阻應(yīng)變片伸長或縮短，從而使其阻值發(fā)生變化，導(dǎo)致測量結(jié)果的大誤差。 產(chǎn)生溫度變化的重要原因之一是地面溫度與地下溫度的不同，特別在夏天與冬天。 措施：1）采用溫度補(bǔ)償或自動溫度補(bǔ)償應(yīng)變片來補(bǔ)償溫度變化對探頭測試數(shù)據(jù)的影響； 2）防止暴曬與受凍； 3）探頭貫入地下約0.5-1.0m，停止貫入5-10min，使探頭的溫度與地下的溫度一致，然后調(diào)零。,77,進(jìn)行孔壓觸探時，必須對探頭進(jìn)行嚴(yán)格飽和。 如果探頭不飽和，則會滯緩孔隙水壓力的傳遞速度，使部分孔隙水壓力消耗于壓縮探頭內(nèi)未排盡的空氣上，

27、嚴(yán)重影響測試成果的準(zhǔn)確性。,4、孔壓探頭的飽和問題,78,5、透水濾器位置的影響,孔壓探頭上透水濾器的安裝位置不同，所測孔隙水壓力也不同。 當(dāng)將透水濾器裝在錐尖或圓錐側(cè)面上時，對孔隙水壓力的變化反應(yīng)靈敏，但易遭受破壞和磨損；裝在圓錐底面上也可以較靈敏地反應(yīng)孔隙水壓力的變化，并且使用壽命較長。,79,六、試驗成果的工程應(yīng)用,（一）土層劃分 （二）土的類別劃分 （三）確定土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo) （四）確定地基承載力 （五）確定單樁承載力 （六）確定飽和土層的固結(jié)系數(shù) （七）判斷飽和砂土液化的可能性,80,（一）土層劃分,繪制CPT的貫入曲線（qc-H，fs-H，u-H，Rs-H ），根據(jù)相近的qc、

28、fs、u和Rs，將觸探孔分層力學(xué)分層，并計算各參數(shù)的平均值。 結(jié)合鉆探取樣，考慮臨界深度的影響進(jìn)一步分層工程地質(zhì)分層，并定土名。,81,孔壓靜探貫入曲線特征,82,孔壓靜探貫入曲線特征,83,1：100,84,模型試驗及實測表明，地表厚層均質(zhì)土的貫入阻力自地表向下是逐漸增大的。當(dāng)超過一定深度后，阻力才趨近一個常數(shù)值，這個土層表面一定深度就稱為臨界深度。 臨界深度在砂土中表現(xiàn)明顯，在粘土中基本不存在。,臨界深度,85,超前段,滯后段,86,什么是土層劃分時，試驗數(shù)據(jù)的超前與滯后效應(yīng)，原因何在？,靜力觸探超前和滯后的概念： 超前效應(yīng)：當(dāng)測試探頭快要進(jìn)入但還沒有進(jìn)入下一土層時，錐頭阻力已經(jīng)受到下層土

29、的影響而升高或降低。 滯后效應(yīng)：當(dāng)測試探頭已經(jīng)進(jìn)入下一層土但還進(jìn)入不多時，錐頭阻力仍然受到上層土的影響，沒有達(dá)到本層土的穩(wěn)定值。,87,什么是土層劃分時，試驗數(shù)據(jù)的超前與滯后效應(yīng)，原因何在？,靜力觸探超前和滯后的原因： （1）主要原因為探頭越過土層界面時，不同土層對探頭的約束條件發(fā)生改變，而且在土層交界處可能有一些漸變的地層； （2）也可能是由于儀器反映遲緩造成的。,孔壓靜探在劃分土層方面精度極高,利用孔壓靜力觸探貫入曲線劃分土層 孔壓探頭在區(qū)分砂層和粘土層方面精度極高，能區(qū)分1-2cm厚的砂土層,利用孔壓靜探曲線劃分土層,88,鉆孔及靜力觸探孔聯(lián)合剖面圖（廣州番禺）,89,1、單橋觸探法根據(jù)Ps， Ps大的一般為砂層， Ps 小的一般為粘土層。 2、雙橋觸探法 在劃分土類時，以qc為主，結(jié)合fs（或Rs），并在同一層內(nèi)的觸探參數(shù)值基本相近為原則。