靜力觸探[沐風書屋]

1、班 級 勘查1201 姓 名 學 號 指導老師 李傳金 2015年5月29號淺紅目錄1.靜力觸探實驗概述42.靜力觸探實驗基本原理 43.靜力觸探試驗適用范圍44.靜力觸探試驗優(yōu)缺點 45.靜力觸探的貫入設備56.靜力觸探試驗量測系統(tǒng)57.靜力觸探探頭68.記錄儀器69.靜力觸探試驗過程及要點710.注意事項711.靜力觸探資料整理812.靜力觸探成果分析與應用913.總結1014.參考文獻10 靜力觸探試驗1.靜力觸探實驗概述 靜力觸探試驗(英文縮寫CPT)，是把具有一定規(guī)格的圓錐形探頭借助機械勻速壓入土中，以測定探頭阻力等參數(shù)的一種原位測試方法。它分為機械式和電測式兩種。靜力觸探試驗儀器設

2、備主要由觸探主機和反力裝置、測量與記錄顯示裝置、探頭、探桿等部分組成。 靜力觸探測試成果進行相關計算可以得到比貫入阻力ps、錐尖阻力qc側壁摩擦力fs摩阻比FR及孔隙水壓力U。等指標繪制qc、fs、ps、FR、U等隨著深度(縱坐標)的變化曲線，進而劃分土層；求取各土層工程性質指標；確定樁基參數(shù)。是指利用壓力裝置將有觸探頭的觸探桿壓入試驗土層，通過量測系統(tǒng)測土的貫入阻力，可確定土的某些基本物理力學特性，如土的變形模量、土的容許承載力等。靜力觸探加壓方式有機械式、液壓式和人力式三種。靜力觸探在現(xiàn)場進行試驗將靜力觸探所得比貫入阻力（Ps）與載荷試驗、土工試驗有關指標進行回歸分析，可以得到適用于一定地

3、區(qū)或一定土性的經(jīng)驗公式，可以通過靜力觸探所得的計算指標確定土的天然地基承載力。靜力觸探的貫入機理與建筑物地基強度和變形機理存在一定差異性，故不經(jīng)常使用。2.靜力觸探實驗基本原理 用準靜力（相對動力觸探而言，沒有或很少沖擊荷載）將一個內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特征之間的定性關系和統(tǒng)計相關關系，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估單樁承載力等工程地質勘察目的。3.靜力觸探試驗適用范圍 主要適用于粘性土、粉性土、砂性土。

4、就黃河下游各類水利工程、工業(yè)與民用建筑工程、公路橋梁工程而言，靜力觸探適用于地面以下50m內的各種土層，特別是對于地層情況變化較大的復雜場地及不易取得原狀土的飽和砂土和高靈敏度的軟粘土地層的勘察，更適合采用靜力觸探進行勘察4.靜力觸探試驗優(yōu)缺點 優(yōu)點：（1）測試連續(xù)、快速，效率高，功能多，兼有勘探與測試的雙重作用；（2）采用電測技術后，易于實現(xiàn)測試過程的自動化，測試成果可由計算機自動處理，大大減輕了人的工作強度。 缺點：（1）貫入機理不清，無數(shù)理模型（2）對碎石類土和密實砂土難以貫入，也不能直接觀測土層。5.靜力觸探的貫入設備 靜力觸探貫入系統(tǒng)由觸探主機（貫入裝置）和反力裝置兩大部分組成。觸探

5、主機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。6.靜力觸探試驗量測系統(tǒng)包括：探頭和記錄儀器 探頭：靜力觸探探頭為地層阻力傳感器，是靜力觸探儀的關鍵部件。探頭包括摩擦筒和錐頭兩部分。按探頭功能分：單橋靜力觸探、雙橋靜力觸探、孔壓靜力觸探 記錄儀器：國內靜力觸探量測儀器有數(shù)字式電阻應變儀、電子電位差自動記錄儀、微電腦數(shù)據(jù)采集儀。7.靜力觸探探頭（1）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

6、能測量一個參數(shù)。這種探頭結構簡單，造價低，堅固耐用。但應指出，這種探頭功能少，其規(guī)格與國際標準也不統(tǒng)一，不便于開展國際交流，其應用受到限制。（2）雙橋探頭：它是一種將錐頭與摩擦筒分開，可同時測錐頭阻力和側壁摩擦力兩個參數(shù)的探頭。國內外普遍采用，用途很廣。（3）孔壓探頭：它一般是在雙用探頭基礎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?？讐禾筋^最少可測三種參數(shù)，即錐尖阻力、側壁摩擦力及孔隙水壓力，功能多，用途廣，在國外已得到普遍應用。此外，還有可測波速、孔斜、溫度及電導率等的多功能探頭。（探桿是將機械力傳遞給探頭以使探頭貫入的裝置。它有兩種規(guī)格，即探桿直徑與錐頭底面直徑相同(同徑)與小于

7、錐頭底面直徑兩種，每根探桿長度為1m）8.記錄儀器我國的靜力觸探幾乎全部采用電阻應變式傳感器。因此，與其配套的記錄儀器主要有以下4種類型：電阻應變儀；自動記錄繪圖儀；數(shù)字式測力儀；數(shù)據(jù)采集儀此外還可以利用靜探微機進行量測記錄。靜探微機由主機、交流適配器、連接盒、深度控制器等組成。可以按深度和時間間隔兩種方式進行采樣。9.靜力觸探試驗過程及要點（1）在靜力觸探試驗工作之前，應注意搜集場區(qū)既有的工程地質資料，根據(jù)地質復雜程度及區(qū)域穩(wěn)定性，結合建筑物平面布置、工程性質等條件確定觸探孔位、深度，選擇使用的探頭類型和觸探設備。(2)率定探頭，求出地層阻力和儀表讀數(shù)之間的關系，以得到探頭率定系數(shù)，一般在室

8、內進行。新探頭或使用一個月后的探頭都應及時進行率定。(2)現(xiàn)場測試前應先平整場地，放平壓入主機，以便使探頭與地面垂直；下好地錨，以便固定壓入主機。(4)將電纜線穿入探桿，接通電路，調整好儀器。(5)邊貫入，邊測記，貫入速率控制在12cm/s。此外，孔壓觸探還可進行超孔隙水壓力消散試驗，即在某一土層停止觸探，記錄觸探時所產(chǎn)生的超孔隙水壓力隨時間變化(減小)情況，以求得土層固結系數(shù)等。10.注意事項觸探機就位后，應調平機座，并使用水平尺校準，使貫入壓力保持豎直方向，并使機座與反力裝置銜接、鎖定。觸探機的貫入速率應控制在1-2cm/s，一般為2cm/s；使用手搖式觸探機時，手把轉速應力求均勻。使用記

9、讀式儀器時，每貫入0.1m或0.2m時應記錄一次讀數(shù)。遇下列情況時應停止貫入：a、觸探主機負荷達到其額定荷載的120%時；b、貫入時探桿出現(xiàn)明顯彎曲；c、反力裝置失效；d、探頭負荷達到額定荷載時；e、記錄儀器顯示異常。11.靜力觸探資料整理 在對資料進行整理前必須注意以下幾點對結果的影響：臨界深度、探頭的幾何形狀和貫入深度、孔隙水壓力、溫度的影響、關于量測的正確性、探孔的偏斜、孔壓傳感器的位置與尺寸 數(shù)據(jù)整理：1)對原始數(shù)據(jù)進行檢查與校正，如深度和零飄校正。2)分別計算下列數(shù)據(jù)貫入阻力ps=Kpp、錐尖阻力qc=Kcc，側壁摩擦力fs=Kff，摩阻比FR=fs/qc *100% ，孔隙水壓力U

10、=Kuu以上各式中： Kp、Kc、Ku、Kf分別為單橋探頭、雙橋探頭、孔壓探頭的錐頭的有關傳感器及摩擦筒的率定系數(shù)；p、c、u、f為相對應的應變量(微應變)。3)分別繪制qc、fs、ps、FR、U隨著深度(縱坐標)的變化曲線。（如下圖示例）12.靜力觸探成果分析與應用 靜力觸探成果應用很廣，主要可歸納為以下幾方面：劃分土層；求取各土層工程性質指標；確定樁基參數(shù)。1）劃分土類 根據(jù)Ps， Ps大的一般為砂層， Ps 小的一般為粘土層。在劃分土類時，以qc為主，結合fs（或FR），并在同一層內的觸探參數(shù)值基本相近為原則。不同的土有不同的FR，砂類土 FR通常小于或等于1，粘性土FR常大于2。2）確

11、定地基土的承載力 用靜力觸探確定地基承載力一般依據(jù)的是經(jīng)驗公式，是建立在靜力觸探與載荷試驗的對比關系上；確定的是地基承載力的基本值需經(jīng)過深、寬修正；地基土的成因、時代及含水量等對靜力觸探求地基承載力的經(jīng)驗公式有影響，經(jīng)驗公式有地區(qū)性3）確定沙土密實度 根據(jù)ps值大小確定沙土密實度4）確定沙土的內摩擦角5）確定粘性土的狀態(tài)6）估算單樁承載力 靜力觸探機理和樁的作用機理類似，靜力觸探相當于沉樁的模擬試驗。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。 最后應與樁載荷測試配合使用，互相驗證。其中，雙橋靜力觸探遠比單橋靜力觸探精度高，在樁基勘察中應優(yōu)先采用。13.總結 靜力觸

12、探試驗方法較為簡便，它可以提供有關土的密度、強度等方面巖土設計參數(shù)，用這種方法可確定剖面沿深度的變化情況，可探明建筑物及所在場地的地基土分布特征。 但是靜力觸探也常常產(chǎn)生各種誤差、比如野外試驗的適用土層范圍之一的“含少量碎石的土”造成的誤差、靜力觸探孔傾斜造成的誤差、探頭貫入速率過大或不均勻造成的誤差、溫度漂移，歸零誤差等造成的累計誤差、觸探探頭不定期率定、探頭進水造成的誤差、單一靜探曲線分層定名造成的誤差等。所以，在進行靜力觸探試驗時，不能僅僅單一地依賴儀器試驗得到的結果而對場地進行評價而應多方面進行考慮消除或者減小誤差。 總之，靜力觸探試驗是巖土工程勘察必要又重要的手段之一，通過施工圖審查，一定程度上保證了