靜力觸探ppt課件

1、1靜力觸探實(shí)驗(yàn)（CPT） 靜力觸探是通過一定的機(jī)械裝備，將一定規(guī)格的金屬探頭用靜力壓入土層中，同時用傳感器或直接量測儀表測試土層對觸探頭的貫入阻力，以此來判斷，分析，確定地基土的物理力學(xué)性質(zhì)。靜力觸探的主要優(yōu)點(diǎn)是連續(xù)、快速、精確；可以在現(xiàn)場直接測得各土層的貫入阻力指標(biāo)；掌握各土層原始狀態(tài)（相對于土層被擾動和應(yīng)力狀態(tài)改變而言）下有關(guān)物理力學(xué)的性質(zhì)，這對于地基在豎向變化比較復(fù)雜，而用其他常規(guī)勘探手段不可能能大密度取土或測試來查明土的變化；對于飽和砂土、砂質(zhì)粉土以及高靈敏度軟粘土層中鉆探取樣往往不易達(dá)到技術(shù)要求，或者無法取樣的情況；用靜力觸探連續(xù)壓入測試，則顯出其獨(dú)特的優(yōu)越性。但是，靜力觸探也有不足

2、之處：不能對土層進(jìn)行直接的觀測、鑒別；由于穩(wěn)固的反力問題沒有解決，測試深度不能超過80m；對于含碎石、礫石的土層和很密實(shí)的沙層一般不適合應(yīng)用等。 2靜力觸探實(shí)驗(yàn)的主要技術(shù)要求靜力觸探儀器主要有三部分組成：貫入裝置（包括反力裝置），其基本功能是可控制等速壓貫入；另一部分是傳動系統(tǒng)，目前國內(nèi)外使用的傳動系統(tǒng)有壓液和機(jī)械的兩部分；第三部分是量測系統(tǒng)，這部分包括探頭、電纜和電阻應(yīng)變儀（或電位差計自動記錄儀）等。靜力觸探儀按其傳動系統(tǒng)可分為：電動機(jī)械式靜力觸探儀、液壓式靜力觸探儀和手控輕型鏈?zhǔn)届o力探觸儀。 常用的靜力觸探探頭分為單橋探頭和雙橋探頭及孔壓探頭，探頭圓周截面積以10cm2為宜，也可以使用15

3、cm2 。3靜力觸探探頭規(guī)格靜力觸探探頭規(guī)格錐頭截面積A（cm2）探頭直徑D（mm）錐角（）單橋探頭雙橋探頭有限側(cè)壁長度L (mm)摩擦筒側(cè)壁面積(cm2)摩擦筒長度L (cm)1035.760 572001791543.7703002192050.4813001894單橋探頭單橋探頭只能測定一個觸探指標(biāo)比貫入阻力ps，APps雙橋探頭雙橋探頭能同時測出錐尖阻力和側(cè)壁摩阻力。故可用于單樁的模型試驗(yàn)，分別測得單樁樁尖承載力和側(cè)壁摩擦力。錐尖阻力 和側(cè)壁摩阻力 分別定義如下： sfcqAQqccFPffs在靜力觸探的整個過程中，探頭應(yīng)均勻、垂直地壓入土層中，貫入速率一般控制在（1.2 0.3）m/

4、min。靜力觸探探頭傳感器必須事先進(jìn)行率定，室內(nèi)率定非線性誤差、重復(fù)性誤差、滯后誤差、溫度漂移、歸零誤差范圍應(yīng)為 0.5%1.0%?，F(xiàn)場實(shí)驗(yàn)時，應(yīng)檢驗(yàn)現(xiàn)場的歸零誤差50m時，應(yīng)測量觸探孔的偏斜度，校正土的分層界線。 5 迄今還沒有一些理論能很圓滿地解釋靜力觸探的貫入機(jī)理。因此，靜力觸探在實(shí)際工程的應(yīng)用中，常常用一些經(jīng)驗(yàn)關(guān)系把貫入阻力與土的物理力學(xué)性質(zhì)聯(lián)系起來，建立經(jīng)驗(yàn)公式；或根據(jù)對貫入機(jī)理的認(rèn)識做定性的分析（如模式分析、因子分析等），在此基礎(chǔ)上建立半經(jīng)驗(yàn)的公式。 靜力觸探實(shí)驗(yàn)適用于粘性土、粉土和砂土。靜力觸探實(shí)驗(yàn)可以用于下列目的：1）根據(jù)貫入阻力曲線的形態(tài)特征或數(shù)值變換幅度劃分土層。2）估算地

5、基土層的物理力學(xué)參數(shù)。3）評定地基的承載力。4）選擇樁基持力層、估算單樁極限承載力，判定沉樁可能性5）判定場地地震液化勢。 6靜力觸探實(shí)驗(yàn)的主要成果有：比貫入阻力-深度（ps-h）關(guān)系曲線；錐尖阻力-深度（qc-h）關(guān)系曲線；側(cè)壁貫入阻力-深度（fs-h）關(guān)系曲線和摩阻比-深度（Rf-h）關(guān)系曲線。 比貫入阻力-深度（ps-h）關(guān)系曲線錐尖阻力-深度（qc-h）關(guān)系曲線側(cè)壁貫入阻力-深度（fs-h）關(guān)系曲線摩阻比-深度（Rf-h）關(guān)系曲線7根據(jù)目前的研究與經(jīng)驗(yàn)，靜力觸探實(shí)驗(yàn)成果的應(yīng)用主要有下列幾個方面：（1）劃分土層界線根據(jù)靜探曲線對地基土進(jìn)行力學(xué)分層，或參照鉆孔分層結(jié)合靜探ps或qc及fs值

6、的大小和曲線形態(tài)特征進(jìn)行地基土的力學(xué)分層，并確定分層界線。 用靜力觸探曲線劃分土層界線的方法為：1）上下層貫入阻力相差不大時，取超前深度和滯后深度的中心，或中點(diǎn)偏向小阻力土層510cm處作為分層界線；2）上下層貫入阻力相差一倍以上時，當(dāng)由軟層進(jìn)入硬層或由硬層進(jìn)入軟層時，取軟層最后一個（或第一個）貫入阻力小值偏向硬層10cm處作為分層界線；3）上下層貫入阻力無甚變化時，可結(jié)合Fs或Rf的變化確定分層界線。 8（2）評定地基土的強(qiáng)度參數(shù)1）粘性土由于靜力觸探實(shí)驗(yàn)的貫入速率較快，因此對量測粘性土的不排水抗剪強(qiáng)度是一種可行的方法。經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)和研究，探頭錐尖阻力基本上與粘性土的不排水抗剪強(qiáng)度呈某種確定

7、的函數(shù)關(guān)系，而且將大量的測試數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)理統(tǒng)計分析，其相關(guān)性都很理想。2）砂土我國鐵道部靜力觸探技術(shù)規(guī)則提出可按下表估算沙土的內(nèi)摩擦角。 Ps(MPa)1.02.03.04.06.011.01530 ()2931323334363739用靜力觸探比貫入阻力用靜力觸探比貫入阻力ps估算沙土內(nèi)摩擦角估算沙土內(nèi)摩擦角 9用靜力觸探估算粘性土的不排水抗剪強(qiáng)度（用靜力觸探估算粘性土的不排水抗剪強(qiáng)度（kPakPa）實(shí)用關(guān)系式適用條件來源Cu=0.071qc+1.28Qc700kPa同濟(jì)大學(xué)Cu=0.039qc+2.7Qc7）和軟土 Ps1.3鐵道部四院Es=2.14Ps+2.17粘性土（Ip7）和軟土 Ps1

8、.3Eo=6.03Ps+2.08軟土，一般粘性土 0.085ps2.5Es=3.63ps+1.20軟土，一般粘性土 ps5交通部一航院Es=3.72ps+1.26軟土，一般粘性土 0.3ps5武漢聯(lián)合試驗(yàn)組Eo=9.79ps-2.63軟土，一般粘性土 0.3ps3Eo=11.77ps-4.69老粘性土 3ps6Eo=6.06ps-0.90軟土，一般粘性土 ps4用用psps評評定定粘粘性性土土的的壓壓縮縮模模量量EsEs和和變變形形模模量量EoEo122）砂土砂土的壓縮模量E、變形模量E0和初始切線模量Ei與靜力觸探的錐尖阻力qc和貫入阻力qs均有一定的關(guān)系。如我國鐵道部靜力觸探技術(shù)規(guī)則提出估

9、算砂土Es的經(jīng)驗(yàn)值見下表 PsPs(MP(MPa)a)0.50.50.80.81.01.01.51.52.02.03.03.04.04.05.05.0EsEs(MP(MPa)a)2.62.6- -5.05.03.53.5- -5.65.64.14.1- -6.06.05.15.1- -7.57.56.06.0- -9.09.09.0-9.0-11.511.511.511.5- -13.013.013.013.0- -15.015.0用靜力觸探試驗(yàn)的錐尖阻力qc或比貫入阻力ps估算砂土變形模量的關(guān)系式見下表： 實(shí)用關(guān)系式實(shí)用關(guān)系式適用條件適用條件來源來源Eo=3.57pEo=3.57ps s粉、

10、細(xì)砂粉、細(xì)砂鐵道部一院鐵道部一院國內(nèi)國內(nèi)Eo=2.5pEo=2.5ps s中、細(xì)砂中、細(xì)砂遼寧煤礦設(shè)計院遼寧煤礦設(shè)計院Eo=3.4qEo=3.4qc c+13+13中密中密密實(shí)密實(shí)沙土沙土原蘇聯(lián)規(guī)范原蘇聯(lián)規(guī)范CH-CH-448-72448-72國外國外13（4）評定地基土的承載力關(guān)于用靜力觸探的比貫入阻力確定地基土的承載力基本值f0的方法，我國開展了大量的研究工作，已取得了許多可靠、合理的實(shí)用成果。但是，由于我國疆域遼闊、土層復(fù)雜、差異很大，因此不能形成一個統(tǒng)一的公式來確定各地區(qū)的地基承載力。下表反映了我國部分地區(qū)一般土類的地基承載力基本值的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系。 （5）預(yù)估單樁承載力）（niiippsb

11、blfUApKR1k1)(11niiisiPpcklfUAqKRnifisiPbcbbulfUAqQ11）上海市地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（DBJ081189）方法： 2）高層建筑巖土工程勘查規(guī)程（JDJ72-80）方法： 3）鐵道部靜力觸探規(guī)則方法 14實(shí)用公式實(shí)用公式適用條件適用條件來源來源=0.075p=0.075ps s+42+42上海硬殼層上海硬殼層同濟(jì)大學(xué)同濟(jì)大學(xué)=0.070p=0.070ps s+37+37上海淤泥質(zhì)粘性土上海淤泥質(zhì)粘性土=0.075p=0.075ps s+38+38上?；疑承酝辽虾；疑承酝?0.055p=0.055ps s+45+45上海粉土上海粉土=0.05p=0.

12、05ps s+73+73一般粘性土一般粘性土 15001500p ps s60006000建設(shè)部綜勘院建設(shè)部綜勘院=0.104p=0.104ps s+25.9+25.9淤泥質(zhì)土、一般粘性土、老粘土淤泥質(zhì)土、一般粘性土、老粘土300300p ps s60006000武漢聯(lián)合實(shí)驗(yàn)組武漢聯(lián)合實(shí)驗(yàn)組=0.038p=0.038ps s+54.6+54.6淤泥質(zhì)土、一般粘性土淤泥質(zhì)土、一般粘性土 300300p ps s30003000=0.097p=0.097ps s+76+76老粘性土老粘性土 30003000p ps s60006000=5.25 -103=5.25 -103中、粗砂中、粗砂 10001000p ps s1000010000=0.02p=0.02ps s+59.5+59.5粉、細(xì)砂粉、細(xì)砂 10001000p ps s1500015000=0.02