靜力觸探試驗ppt課件

1、第4章 靜力觸探試驗主講：崔德山1目錄 1. 概述 2. 靜力觸探儀器組成 3. 靜力觸探試驗原理 4. 試驗方法和技術要求 5. 靜力觸探試驗資料整理 6. 靜力觸探成果的工程應用 7. 工程實例 8. 下節(jié)課：第5章 十字板剪切試驗21. 概述 靜力觸探試驗(static cone penetration test)簡稱靜探（CPT）,是利用靜力以一恒定的貫入速率將圓錐探頭通過一系列探桿壓入土中，根據(jù)測得的探頭貫入阻力大小來間接判定土的物理力學性質(zhì)的原位試驗。 適用于：軟土、粘性土、粉土、（飽和）砂土和含少量碎石的土。3優(yōu)點和缺點優(yōu)點：（1）測試連續(xù)、快速，效率高，功能多，兼有勘探與測試的

2、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。在地質(zhì)勘探工作中，靜力觸探常和鉆探取樣聯(lián)合運用。45巖土工程中的應用 （1）對地基土進行力學分層并判別土的類型； （2）確定地基土的參數(shù)（強度、模量、狀態(tài)、應力歷史） （3）砂土液化可能性 （4）淺基承載力 （5）單樁豎向承載力等。62. 靜力觸探儀器組成 2.1、貫入設備 2.2、量測系統(tǒng) 2.3、標定系統(tǒng)72.1、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。觸探主

3、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。82、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(nèi)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。9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，因而只能測量一個參

4、數(shù)。這種探頭結(jié)構(gòu)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(cè)壁摩擦力兩個參數(shù)的探頭。國內(nèi)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(cè)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。10 單橋探頭結(jié)構(gòu)示意圖1-四心電纜；2-密封圈；3-探頭管；4-防水塞；5-外套管；6-導線；7-空心柱；8-電

5、阻片；9-防水盤根；10-頂柱-探頭錐直徑；L-有效側(cè)壁長度；a-探頭錐角單橋探頭11雙橋探頭12孔壓靜力觸探探頭 除了具有雙橋探頭所需的各種部件外，還增加了由透水陶粒做成的透水濾器和一個孔壓傳感器。透水陶粒要求其滲透系數(shù)為(1.1士0.1) x10-5cm/s，抗?jié)B能力為110士5(kPa)。透水濾器的位置可鑲嵌于探頭的錐尖, 錐面或錐尾，一般以對稱3-6孔鑲嵌于錐面為佳?？讐红o力觸探探頭具有能同時測定錐頭阻力、側(cè)壁摩擦阻力和孔隙水壓力的裝置，同時還能測定探頭周圍土中孔隙水壓力的消散過程。13探 頭 種 類型 號錐頭摩 擦 筒標 準頂角 / 直徑/mm底面積/cm2長度/mm表面積/cm2I

6、-16035.71057單橋I-26043.71570我國獨有I-36050.42081II-06035.710133.7150雙橋II-16035.710179200國際標準II-26043.715219300孔壓6035.710133.7150國際標準6043.71517920014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（微機控制）153、標定系統(tǒng) 率定的目的是求出測量儀表的讀數(shù)率定的目的是求出測量儀表的讀數(shù)與荷載之間的關系與荷載之間的關系率定系數(shù)率定系數(shù)k 測力傳感器的

7、率定測力傳感器的率定 孔壓傳感器的飽和與率定孔壓傳感器的飽和與率定 163. 靜力觸探試驗原理 （1）靜力觸探探頭的工作原理 （2）靜力觸探試驗的貫入機理 （3）孔壓靜力觸探的貫入機理17（1）靜力觸探探頭的工作原理 靜探探頭大部分都采用電阻應變式測試技術，探頭的空心柱體上的應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。 在實際工作中，把空心柱體的微小應變所輸出的微弱電壓，通過電纜，傳至電阻應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。18（2）靜力觸探試驗的貫入機理 靜力觸探試驗的貫入機理是個很復雜的問

8、題，而且影響因素也比較多，因此，目前土力學還不能完善地從理論上解析圓錐探頭與周圍土體間的接觸應力分布及相應的土體變形問題，已有的近似理論分析可分為承載力理論分析、孔穴擴張理論分析和穩(wěn)定貫入流體理論分析三類。19（3）孔壓靜力觸探的貫入機理 孔壓靜探探頭貫入土體的機理是十分復雜的，探頭貫入所產(chǎn)生的超孔壓沿水平徑向的初始分布，以及停止貫入時超孔壓的消散均屬于軸對稱問題，由于對貫入機理所做的簡化假設和所選擇的土體模型的不同，可以建立不同的計算公式。 （1）飽和粘性土中初始超孔壓的孔穴擴張理論 （2）孔壓消散理論204. 試驗方法和技術要求 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(zhì)資料，根

9、據(jù)地質(zhì)復雜程度及區(qū)域穩(wěn)定性，結(jié)合建筑物平面布置、工程性質(zhì)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。 （1）靜力觸探儀的選擇 （2）試驗等級及精度要求 （3）孔壓探頭的脫氣處理 （4）觸探機的位置和高度 （5）觸探儀的貫入 （6）試驗的終止 （7）孔壓消散試驗21（1）靜力觸探儀的選擇 D是最常用的，我們希望一次試驗可以得到更多的數(shù)據(jù)。22（2）試驗等級及精度要求歐洲標準23（3）孔壓探頭的脫氣處理 孔壓系統(tǒng)的飽和，是保證正確量測孔壓的關鍵。如果探頭孔壓量測系統(tǒng)未飽和，則在量測時會有部分孔隙水壓力在傳遞過程中消耗在壓縮空氣上?？諝鈮嚎s后又有一部分水補充進入系統(tǒng)內(nèi)。這樣，就使所測的孔

10、隙壓力在數(shù)值比比真實值低一些。而且在時間上會產(chǎn)生較大的滯后，如果對此認識不足，或存在僥幸心里，將導致試驗失敗。 （1）過濾器的脫氣； （2）孔壓應變腔的抽氣和注液； （3）孔壓探頭的組裝； （4）孔壓探頭飽和度的保持 當?shù)叵滤癫剌^深時，應使用一個較孔壓探頭直徑大的實心錐頭，預貫入至地下水位之下，提出實心探頭，孔內(nèi)注滿水，然后換用孔壓探頭進行觸探試驗。24（4）觸探機的位置和高度 1、應注意用水平尺校準機座 2、留意原有鉆孔距離對觸探測試成果的影響 在一般靜力觸探試驗中，應使布置的觸探孔距原有鉆孔的距離至少2m;如果出于平行試驗對比需要，考慮到土層在水平方向的變異性，對比孔間距不宜大于3m，此

11、時，宜先進行靜力觸探試驗，而后進行勘探或其他原位試驗。 3、防止反力方案不當或?qū)τ|探阻力估計不足 4、探桿平直度的檢查25（5）觸探儀的貫入 在進行貫入試驗時，如果遇到密實、粗顆粒或含碎石顆粒較多的土層，在試驗之前，應該先打預鉆孔。預鉆孔應該在粗顆粒土的頂層使用，有時也使用套筒來防止孔壁的坍塌;在軟土或松散土中，預鉆孔應該穿過硬殼層。如果需要用孔壓探頭量測孔壓，那么，該預鉆孔的地下水位以上部分應用水充滿。 探頭的貫入速度對貫入阻力有影響，CPT的標準貫入速度為2mm/s，其誤差極限為士25%，己得到國際土工界公認。國外一些專家認為，對于孔壓靜探試驗，這個容許極限速率應該定得更小一些，在孔壓靜探

12、試驗中，觸探儀將被以20士5mm/s的恒定速度壓入土體中。26（6）試驗的終止 當遇到以下情況時，靜力觸探試驗的貫入應該終止:要求的貫入長度或深度已經(jīng)達到;圓錐觸探儀的傾斜度已經(jīng)超過了允許范圍;當允許的最大貫入力已經(jīng)達到。任何對試驗設備可能造成損壞的因素都可以使試驗被迫終止。27（7）孔壓消散試驗 （1）觸探過程中的孔壓消散現(xiàn)象 觸探機工作時，在上、下行程交替過程中，或在加接探桿時，常有一短暫的停頓，在此期間的孔壓必會部分或全部消散，其消散速度取決于土的固結(jié)系數(shù)，即決定于土的滲透性和壓縮性。當重新向下貫入時，脫氣良好的探頭，其孔壓值會迅速恢復到前一行程終止時的孔壓值，即使在飽和松砂中貫入，其孔

13、壓恢復所需的貫入距離一般在10cm 以內(nèi)，如果這個貫入距離超過50cm，則應認為孔壓探頭已不飽和，應返工重做。 （2）孔壓消散試驗 孔壓消散試驗可在地下水位以下任何指定深度進行。試驗前，操作者可事先通過鉆探資料確定進行孔壓消散試驗的深度，當探頭貫入到指定深度時，就應立即開始孔壓消散試驗。285. 靜力觸探試驗資料整理 （1）靜力觸探試驗成果的影響因素 （2）靜力觸探資料整理 （3）靜力觸探成果分析29（1）靜力觸探試驗成果的影響因素 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30（2）靜力觸探資料整理 1.原始數(shù)據(jù)的修正深度

14、修正零飄修正錐尖阻力的修正側(cè)壁摩擦力修正 2.貫入阻力計算 3.繪制觸探曲線31一、貫入數(shù)據(jù)的處理一、貫入數(shù)據(jù)的處理1、原始數(shù)據(jù)的整理、原始數(shù)據(jù)的整理 回零修正回零修正 觸探參數(shù)的計算觸探參數(shù)的計算xkyuuffsqqcxkuXKfXKq孔隙水壓力：側(cè)壁摩阻力：錐尖阻力：32摩阻比摩阻比FR：探頭總錐尖阻力（孔壓觸探）：探頭總錐尖阻力（孔壓觸探）：為修正面積比，一般取為修正面積比，一般取0.840%100%100csRqfF錐尖阻力側(cè)壁摩阻力)1 ()1 (qncctAAuquqq1. 導出觸探參數(shù)的計算導出觸探參數(shù)的計算33孔壓參數(shù)比用孔壓參數(shù)比用Bq ：土層上覆壓力；假定的靜水壓力，孔隙水

15、壓力；在某一深度測得的最大0vwwmax0vwmaxhuuuquuBwtq34深度深度（m）錐頭阻力錐頭阻力qc（kPa）側(cè)壁摩阻力側(cè)壁摩阻力fs（kPa）FR（%）讀數(shù)讀數(shù)回零回零校正值校正值qc讀數(shù)讀數(shù)回零回零fs0.14000.24210.3432。1.03691.1411.2421.338例如：如下表例如：如下表Kq=0.5kPa/R；Kf=0.02kPa/R35深度深度（m）錐頭阻力錐頭阻力qc（kPa）側(cè)壁摩阻力側(cè)壁摩阻力fs（kPa）FR（%）讀數(shù)讀數(shù)回零回零校正值校正值qc讀數(shù)讀數(shù)回零回零fs0.14004020.00.840.24214120.51.20.34324120.5

16、0.91.03692713.51.1411.2421.338例如：如下表例如：如下表Kq=0.5kPa/R；Kf=0.02kPa/R36深度深度（m）孔壓孔壓u（kPa）備注備注讀數(shù)讀數(shù)umaxuwuu0.1000地下地下水位水位埋深埋深0.2m0.20000.3551440.4343420.5202030.6282840.7323250.8383860.9414171.0363681.1454591.2424210例如：如下表例如：如下表Ku=1.0kPa/R37 包括包括qc-H，fs-H， u -H，F(xiàn)R-H 等等2繪制觸探參數(shù)隨深度的變化曲線繪制觸探參數(shù)隨深度的變化曲線q50正常固結(jié)的

17、粘質(zhì)粉土砂=10%粉砂=70%粘粒=20%液限=38%塑性指數(shù)Ip=15%k=810 cm/s30-7010深度（m）20細砂土含粉土疏松至密實粗砂土夾有細砂層10軟粘土和粉土鉆孔柱狀圖f(100kPa)s0.5摩阻力Hu010015020000HuFR摩阻比(100kPa)c錐頭阻力u(100kPa)510孔隙水壓力(%)42靜力觸探成果曲線及其相應土層劃分 381.數(shù)據(jù)整理數(shù)據(jù)整理 超孔壓的消散速度不僅與土類有關，還與消散時間有關超孔壓的消散速度不僅與土類有關，還與消散時間有關二、孔壓消散數(shù)據(jù)的處理二、孔壓消散數(shù)據(jù)的處理深度（深度（m）時間時間讀數(shù)讀數(shù)umax（kPa）u（kPa）5032

18、02270424062258205101902016012080設探頭率定系數(shù)ku=1kPa/rumax=讀數(shù)ku39數(shù)據(jù)整理數(shù)據(jù)整理 超孔壓的消散速度不僅與土類有關，還與消散時間有關超孔壓的消散速度不僅與土類有關，還與消散時間有關深度（深度（m）時間時間讀數(shù)讀數(shù)umax（kPa）u（kPa）50320320227027042402406225225820520510190190201601601208080設探頭率定系數(shù)ku=1kPa/rumax=讀數(shù)ku40數(shù)據(jù)整理數(shù)據(jù)整理 超孔壓的消散速度不僅與土類有關，還與消散時間有關超孔壓的消散速度不僅與土類有關，還與消散時間有關深度（深度（m）時間

19、時間讀數(shù)讀數(shù)umax（kPa）u（kPa）50320320227027042402406225225820520510190190201601601208080設地下水位埋深設地下水位埋深1.0m測試點靜止水壓力測試點靜止水壓力40kPa41數(shù)據(jù)整理數(shù)據(jù)整理 超孔壓的消散速度不僅與土類有關，還與消散時間有關超孔壓的消散速度不僅與土類有關，還與消散時間有關深度（深度（m）時間時間讀數(shù)讀數(shù)umax（kPa）u（kPa）5032032028022702702304240240200622522518582052051651019019015020160160120120808040設地下水位埋深1.

20、0m測試點靜止水壓力40kPa42孔壓消散曲線2.繪制超孔壓隨時間的消散過程曲線繪制超孔壓隨時間的消散過程曲線43（3）靜力觸探成果分析 地基土鑒別與分層 土的原位狀態(tài)與應力歷史 土的強度參數(shù) 土的變形參數(shù) 土的滲透性參數(shù)44456. 靜力觸探 成果的工程應用 淺基礎方面的應用 深基礎方面的應用 地基處理質(zhì)量控制 液化判定46一、土層分類一、土層分類 繪制繪制CPT的貫入曲線（的貫入曲線（qc-H，fs-H，u-H，F(xiàn)R-H ），），根據(jù)相近的根據(jù)相近的qc、fs、u和和FR，將觸探孔分將觸探孔分層層力學分層，并計算各參數(shù)的平均值。力學分層，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

21、影響進一步分結(jié)合鉆探取樣，考慮臨界深度的影響進一步分層層工程地質(zhì)分層，并定土名。工程地質(zhì)分層，并定土名。47孔壓靜探貫入曲線特征孔壓靜探貫入曲線特征 土層土層qcH曲線特征曲線特征FRH曲線特征曲線特征uH曲線特征曲線特征淤泥、淤泥、淤泥淤泥質(zhì)粘性質(zhì)粘性土土1、qc值很低，淤泥的值很低，淤泥的qc小于小于0.5MPa，淤泥質(zhì)粘性土的，淤泥質(zhì)粘性土的qc小于小于1.0Mpa；2、qc-H曲線是平滑的，近似垂曲線是平滑的，近似垂線狀，一般無突變現(xiàn)象，只線狀，一般無突變現(xiàn)象，只有遇到貝殼才突變。有遇到貝殼才突變。對于淤泥，對于淤泥，F(xiàn)R值很小；對于值很小；對于淤泥質(zhì)粘性土，淤泥質(zhì)粘性土，F(xiàn)R值大于值

22、大于2%。1、淤泥中的孔壓、淤泥中的孔壓u很很??；??；2、淤泥質(zhì)粘性土的、淤泥質(zhì)粘性土的u很大，且很大，且u-H曲線明曲線明顯偏離顯偏離u0-H曲線曲線粘土、粘土、粉質(zhì)粘粉質(zhì)粘土土1、qc值較高，值較高，qc-H曲線有緩慢曲線有緩慢的波形起伏；的波形起伏；2、qc值偏離平均值在值偏離平均值在1020%3、粘性土層中如有薄砂層或結(jié)、粘性土層中如有薄砂層或結(jié)核出現(xiàn)，核出現(xiàn)，qc會出現(xiàn)突變現(xiàn)象會出現(xiàn)突變現(xiàn)象FR值一般大于值一般大于2%1、u值較高；值較高；2、u-H曲線明顯高于曲線明顯高于u0-H曲線。曲線。粉土粉土1、曲線起伏較大，其波峰和波、曲線起伏較大，其波峰和波谷呈圓形，變化頻率較??；谷呈圓

23、形，變化頻率較小；2、qc值偏離平均值在值偏離平均值在3040%FR值一般在值一般在12%之間之間1、u值較低；值較低；2、u-H曲線稍高于曲線稍高于u0-H曲線。曲線。48孔壓靜探貫入曲線特征孔壓靜探貫入曲線特征 土層土層qc-H曲線特征曲線特征FR-H曲線特征曲線特征u-H曲線特征曲線特征砂土砂土1、qc值明顯比上述地層偏值明顯比上述地層偏大，且變化頻率與幅度大，且變化頻率與幅度均較大；均較大；2、qc-H曲線呈鋸齒狀，波曲線呈鋸齒狀，波峰和波谷呈尖形。峰和波谷呈尖形。FR值小于值小于1%1、u值一般為值一般為0；2、u-H曲線和曲線和u0-H曲曲線重合。線重合。雜填土雜填土曲線變化無規(guī)律

24、，往往出曲線變化無規(guī)律，往往出現(xiàn)突變現(xiàn)象?，F(xiàn)突變現(xiàn)象。無規(guī)律無規(guī)律無規(guī)律無規(guī)律基巖風基巖風化層化層1、qc-H曲線起伏較大；曲線起伏較大；2、qc值大，明顯高于一般值大，明顯高于一般土層中的土層中的qc；3、qc值一般隨深度增加而值一般隨深度增加而迅速增大。迅速增大。軟巖風化成土時，其軟巖風化成土時，其曲線特征類似粘性土曲線特征類似粘性土中的特征；堅硬巖石中的特征；堅硬巖石風化成碎石土或砂土風化成碎石土或砂土時，其曲線特征類似時，其曲線特征類似砂土的特征。砂土的特征。無規(guī)律無規(guī)律49 模型試驗及實測表明，模型試驗及實測表明，地表厚層均質(zhì)土的貫地表厚層均質(zhì)土的貫入阻力自地表向下是入阻力自地表向下

25、是逐漸增大的。當超過逐漸增大的。當超過一定深度后，阻力才一定深度后，阻力才趨近一個常數(shù)值，這趨近一個常數(shù)值，這個土層表面一定深度個土層表面一定深度就稱為臨界深度。就稱為臨界深度。 臨界深度在砂土中表臨界深度在砂土中表現(xiàn)明顯，在粘土中基現(xiàn)明顯，在粘土中基本不存在。本不存在。臨界深度臨界深度50孔壓靜探在劃分土層方面精度極高孔壓靜探在劃分土層方面精度極高 利用孔壓靜力利用孔壓靜力觸探貫入曲線觸探貫入曲線劃分土層劃分土層 孔壓探頭在區(qū)孔壓探頭在區(qū)分砂層和粘土分砂層和粘土層方面精度極層方面精度極高，能區(qū)分高，能區(qū)分1-2cm厚的砂土厚的砂土層層u0(m)9786ud貫入阻力 （100kPa）100深度

26、柱狀圖2040608045312cq1234v0孔隙水壓力（100kPa）圖4-6 利用孔壓靜探曲線劃分土層51.0.35 0.00.720qBMPa1耕植土, 0.0-22.08-28.0-30.03.0間隔距離m-24.0-26.048.0-12.00.70qBMPa4淤泥質(zhì)粘土,427-18.0-20.010-17.2-14.0-16.0-13.66-15.85-12.82.110.01qBTqMPa砂土,Tq淤泥8430.880.37BqMPa,q淤泥質(zhì)粘土67粉土5Tq0.82qTBqMPa,MPa1.31T0.02qB,-6.0-10.0-8.0-9.03-10.4-4.0-2.0

27、2Tq粉土3B1.2MPa,0.02q淤泥2MPa0.39qTBq,Tq鉆孔高程(m) 2.0CPTU21.0mZK121.0m1026420TqwTuqMPau0.1MPa0.33-16.2u-13.8-15.60.28-12.8-8.8-9.6CPTU831.0m鉆孔及靜力觸探孔聯(lián)合剖面圖（廣州番禺） 521、單橋觸探法、單橋觸探法根據(jù)根據(jù)Ps， Ps大的一般為砂層，大的一般為砂層， Ps 小的一般為粘小的一般為粘土層。土層。2、雙橋觸探法、雙橋觸探法在劃分土類時，以在劃分土類時，以qc為主，結(jié)合為主，結(jié)合fs（或或FR），），并在同一層內(nèi)的觸探參數(shù)值基本相近為原則。并在同一層內(nèi)的觸探參數(shù)

28、值基本相近為原則。不同的土有不同的不同的土有不同的FR，砂類土砂類土 FR通常小于或等通常小于或等于于1，粘性土，粘性土FR常大于常大于2。二、土類劃分二、土類劃分5354 采用孔隙水壓力參數(shù)比來劃分土類，常用的孔采用孔隙水壓力參數(shù)比來劃分土類，常用的孔壓參數(shù)比用壓參數(shù)比用Bq來表示，表達式如下：來表示，表達式如下：土層上覆壓力；假定的靜水壓力；孔隙水壓力在某一深度測得的最大000max00max)1 ()1 ()()(vqncctwvtqAAUqUqqhgUkPaUkPaUqUUB3、 孔壓觸探法孔壓觸探法5556三、三、 確定土的物理力學性質(zhì)指標確定土的物理力學性質(zhì)指標1、確定砂土的內(nèi)摩擦

29、角、確定砂土的內(nèi)摩擦角Ps(MPa)12346111530()2931323334363739自自70年代以來，國內(nèi)不少單位對年代以來，國內(nèi)不少單位對qc與與Ps的關系進行了研究，經(jīng)驗表的關系進行了研究，經(jīng)驗表明，明，ps/qc值大致在值大致在1.0-1.5間，每一個換算公式都有其特定的經(jīng)驗性。間，每一個換算公式都有其特定的經(jīng)驗性。比貫入阻力：比貫入阻力：ps=qc+6.41fs573、確定不排水抗剪強度、確定不排水抗剪強度Cu4、確定砂土的相對密實度、確定砂土的相對密實度585、確定土的壓縮模量、確定土的壓縮模量Es和變形模量和變形模量E059鐵路工程地質(zhì)原位測試規(guī)程鐵路工程地質(zhì)原位測試規(guī)程

30、_壓縮模量壓縮模量Es60鐵路工程地質(zhì)原位測試規(guī)程鐵路工程地質(zhì)原位測試規(guī)程_變形模量變形模量E0616、判別黏性土的塑性狀態(tài)、判別黏性土的塑性狀態(tài)62四、四、 確定地基土的承載力確定地基土的承載力 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公式，是建立在靜力觸探與載荷試驗的對比關系上；系上； 確定的是地基承載力的基本值，需經(jīng)過深、寬確定的是地基承載力的基本值，需經(jīng)過深、寬修正；修正； 地基土的成因、時代及含水量等對靜力觸探求地基土的成因、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)驗公式有地地基承載力的經(jīng)

31、驗公式有影響，經(jīng)驗公式有地區(qū)性。區(qū)性。63黏性土64 砂土粉土65 鐵路工程地質(zhì)原位測試規(guī)程_基本承載力66 鐵路工程地質(zhì)原位測試規(guī)程_極限承載力67 靜力觸探機理和樁的作用機理類似，靜力觸探相當于沉樁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。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。的擾動大，沉降速度慢。 應與樁載荷測試配合使用，互相驗證。應與樁載荷測試配合使用，互相驗證。 靜力觸探法計算單樁極限承載力的基本公式：靜力觸探法計算單樁極限承載力的基本公式：飽和砂土黏性土飽和砂土黏性

32、土450550105505102132.si.siiniisspcfdpf.f.LfUAqqqqii五、確定單樁承載力五、確定單樁承載力68六、判斷飽和砂土液化的可能性六、判斷飽和砂土液化的可能性697. 工程實例聲學技術的應用在做靜力觸探試驗過程中，探頭連著電纜存在很多隱患，不但在處理探桿時耗費時間，而且電纜和連接頭容易意外損壞。無纜靜力觸探系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的有纜靜力觸探系統(tǒng)，它使得靜力觸探試驗變得更加方便、安全、高效。而且，使得試驗過程中自動加接探桿成為可能。聲學技術應用于靜力觸探試驗是目前應用最為廣泛的一種無纜靜力觸探解決方案，其傳輸距離取決于探桿和土層條件，可以達到20200m。聲學技術所

33、解決的是，不用信號電纜而將測試數(shù)據(jù)從探頭發(fā)送到地面，它通過一個微處理器將測量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成音頻信號，通過探桿傳送到安裝在地面的檢波器。70光學技術的應用 光學傳感器安裝在探桿頂部，照相機安裝在觸探設備頂部。測試數(shù)據(jù)通過光學傳感器傳輸給照相機。光學傳感器在連接探桿時被安置于探桿頂部。 數(shù)據(jù)采集儀將照相機傳輸來的數(shù)據(jù)進行即時數(shù)據(jù)儲存和實時顯示，而測試命令通過光學傳送器從數(shù)據(jù)采集儀發(fā)送給電子錐。如果是人工加接探桿，數(shù)據(jù)傳輸可以中斷10s鐘而不會丟失數(shù)據(jù)。71無線電波技術的應用 無線電波技術的應用，仍然是解決靜力觸探試驗的測試數(shù)據(jù)無電纜傳輸?shù)囊环N解決方案。無線電波在空心探桿內(nèi)進行傳播，從而將探頭測試數(shù)據(jù)傳

34、輸?shù)降孛?。與聲學無纜靜力觸探技術相比，應用無線電波無纜靜力觸探技術，其數(shù)據(jù)傳輸量將提高一千倍！這不但可以提高測試采樣率和測試分辨率，而且它能實現(xiàn)地震探頭SCPT測試數(shù)據(jù)的無纜傳輸，或者將探頭內(nèi)置照相機在貫入過程中拍攝的穿透地層的照片實時傳輸?shù)降孛妗?2Georgia TechSCPTu Sounding,Real-Time readings in computer screenSandClayCrust73靜力觸探連續(xù)貫入技術靜力觸探試驗給巖土工程勘察和原位試驗提供了一種有效的方法，但常常丟失軟弱薄夾層的信息，而這些薄夾層往往是巖土工程師非常關心的。傳統(tǒng)靜力觸探需要一套活塞將探頭壓入土層中。然

35、而當活塞每次結(jié)束向下行程后向上返回時測試即被中斷，一直要等到活塞回復到頂部位置再次向下貫入，這個過程中，整米間隔處的細粒土薄層的數(shù)據(jù)會因消散效應或者摩阻力的累積而丟失或者受到影響。而解決這一問題的辦法，人們想到了連續(xù)貫入！要實現(xiàn)連續(xù)貫入需要解決的三個技術前提是：無電纜數(shù)據(jù)傳輸技術、加接探桿過程中貫入過程不間斷、探桿實現(xiàn)自動加接。（1）數(shù)據(jù)傳輸技術（2）加接探桿過程中貫入過程不間斷在向下運動過程中由上部夾具自動夾住探桿，并根據(jù)其行程距離的終結(jié)而自動釋放，并且夾緊功能自動交由下部液壓夾具來承擔。液壓夾具的夾持直徑范圍是可調(diào)的。它可以安裝在各種觸探車上。（3）實現(xiàn)自動加接探桿加接探桿由全自動探桿操作

36、系統(tǒng)自動完成。74瑞典GEOTECH 無電纜靜力觸探系統(tǒng)ITEMDESCRIPTIONUNIT QTYUNIT PRICEAMOUNT歐元單價(ERP)RE: Geotech (Sweden)(RMB)(RMB)(EURO)Item 1 Corless CPT with the Sound Transmission System第1部分 無電纜靜力觸探儀，包括聲波發(fā)射系統(tǒng)1.1CPT probe and depth synchronisationCPT探頭和深度同步編碼器1.1.1EF-1000.00008 41106 Probe 3 ch, Qc=50 MPa, fs=0.5 MPa, u=

37、2.0 MPa, temp. comp.pc147,762.0047,762.00 4,342.00 探頭，3個通道，Qc=100 MPa, fs=0.5 MPa, u=2.0 MPa,包括溫度補償1.1.2EF-1000.00001 41180 Tilt sensor (mounted in probe)pc18,910.008,910.00 810.00 傾斜傳感器（安裝在探頭中）1.1.3EF-1000.00021 Temperaturgivare CPT-Sond pc16,204.006,204.00 564.00 溫度傳感器1.1.4EF-1004.00002 08969 Back

38、-up memory module (mounted in probe)pc18,910.008,910.00 810.00 備份記憶模塊（安裝在探頭中）1.1.5EF-1000.00026 07279 Depth synchronisation (wire)pc116,324.0016,324.00 1,484.00 751.2Cordless data transmission from probe從探頭無電纜傳輸1.2.1 EF-1000.00004 41205 Sound transmitter, tapered th.pc123,804.0023,804.00 2,164.00 聲波

39、信號發(fā)射器1.2.2 EF-1000.00005 08875 Microphone, 20 tonpc113,596.0013,596.00 1,236.00 聲波信號接收器（麥克風），能承受壓力20噸1.2.3 EF-1000.00006 43065 Cable, microph.-interface boxpc11,694.001,694.00 154.00 接收器連接電纜，麥克風接口盒761.3Data acquisition and software數(shù)據(jù)采集和軟件1.3.1 EF-1000.00007 70034 CPT Interface box, integrated with b

40、ack-up memory readout & signal cond. for cable transm. Includes CPT-LOG software.Please indicate USB or LPT hardlock!pc167,430.0067,430.00 6,130.00 CPT接口盒，與電纜傳輸?shù)膫浞萦洃涀x數(shù)器&信號調(diào)節(jié)器合為一體。包括CPT-LOG軟件。請指明需要USB還是LPT硬件鎖。1.3.2 數(shù)據(jù)處理器(P4筆記本電腦)pc11.3.3 EF-1000.00009 06975 Cable, serial, interface-PCpc11,364

41、.001,364.00 124.00 接線盒與電腦連接電纜1.3.4 EF-1000.00010 41540 Cable, power interface, 12 Vdcpc11,188.001,188.00 108.00 接線盒電源電纜，12V1.3.5 EF-1002.00007 3020 Instrumentavd unit of interface 220 VAC.pc13,300.003,300.00 300.00 接線盒電源適配器，220VAC1.3.6 EF-1004.00010 10561 Memory read out unitpc13,850.003,850.00 350.

42、00 記憶讀數(shù)裝置0.00 1.3.7 EF-1000.00011 44002 Transportation case, CPTpc15,874.005,874.00 534.00 CPT運輸箱771.4Minimum set of spares.最小備用件1.4.1 EF-1000.00012 41300 Point, hardened steel, 36 mmpc11,188.001,188.00 108.00 錐尖，硬鋼制，36mm1.4.2 EF-1000.00013 41331 Friction sleeve, hard., 36 mmpc11,914.001,914.00 174.00 硬化鋼摩擦套筒，外徑36mm1.4.3 EF-1004.00005 10513 Filter ring, brass, set of 10pc11,122.001,122.00 102.00 黃銅過濾圈，每套10個(透水石)1.4.4 EF-