原位測試實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、 南 華 大 學(xué) 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱： 荷載板實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)成績 實(shí)驗(yàn)同組人：方園，謝發(fā)全，李杰才，劉俊，陳偉，徐正洲實(shí)驗(yàn)地點(diǎn) 南華大學(xué)土工原位測試基地 實(shí)驗(yàn)日期：2012年 10月23日（下午）一. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.確定地基土的比例界限壓力、極限承載力，評(píng)定地基土的承載力特征值；2.確定地基土的變形模量；3.估算地基土的不排水抗剪強(qiáng)度；4.確定地基土機(jī)床反力系數(shù)。二. 實(shí)驗(yàn)原理在試驗(yàn)場地上將一定尺寸和幾何形狀（圓形或方形）的剛性板，安放在被測的地基持力層上，逐級(jí)增加荷載，并測得每一級(jí)荷載下的穩(wěn)定沉降，直至達(dá)到地基破壞標(biāo)準(zhǔn)，由此可得到荷載（p）沉降（s）曲線（即ps曲線）。典型的平板載荷試驗(yàn)p

2、s曲線可劃分為三個(gè)階段：（1）直線變形階段：ps曲線為直線段（線性關(guān)系），對(duì)應(yīng)于此段的最大壓力P0，稱為比例界限壓力（也稱為臨塑壓力），土體以壓縮變形為主。（2）剪切變形階段：當(dāng)壓力超過P0，但小于極限壓力Pu時(shí)，壓縮變形所占比例逐漸減少，而剪切變形逐漸增加，ps線由直線變?yōu)榍€，曲線斜率逐漸增大。（3）破壞階段：當(dāng)荷載大于極限壓力Pu時(shí)，即使維持荷載不變，沉降也會(huì)急劇增大，始終達(dá)不到穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)。直線變形階段：受荷土體中任意點(diǎn)產(chǎn)生的剪應(yīng)力小于土體的抗剪強(qiáng)度，土的變形主要由土中空隙的壓縮引起，并隨時(shí)間趨于穩(wěn)定?？梢杂脧椥岳碚撨M(jìn)行分析。剪切變形階段：土體除了豎向壓縮變形之外，在承壓板的邊緣已有小范圍

3、內(nèi)土體承受的剪應(yīng)力達(dá)到或超過了土的抗剪強(qiáng)度，并開始向周圍土體發(fā)展。此階段土體的變形主要由壓縮變形和土粒剪切變形共同引起?？梢杂脧椝苄岳碚撨M(jìn)行分析。破壞階段：即使荷載不再增加，承壓板仍會(huì)不斷下沉，土體內(nèi)部開始形成連續(xù)的滑動(dòng)面，承壓板周圍土體面上各點(diǎn)的剪應(yīng)力均達(dá)到或超過土體的抗剪強(qiáng)度。三. 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備1.加載系統(tǒng)：油壓式千斤頂2.反力系統(tǒng)：地錨和反力梁3.量測系統(tǒng)：百分表四. 實(shí)驗(yàn)過程1.實(shí)驗(yàn)設(shè)備的安裝下地錨：在確定試坑位置后，根據(jù)計(jì)劃使用地錨的數(shù)量（4只或6只），以試坑中心為中心點(diǎn)對(duì)稱布置地錨。各個(gè)地錨的深度要一致，一般下在較硬地層為好，可以提供較大的反力。挖深坑:在有代表性的地點(diǎn)，整平場地，

4、開挖試坑。試坑底面寬度不小于承壓板直徑或?qū)挾鹊?倍。放置承壓板:安裝承壓板前應(yīng)整平試坑面，鋪約1cm厚的中砂墊層，并用水平尺找平，承壓板與試驗(yàn)面平整接觸。千斤頂和測力計(jì)的安裝:以承壓板為中心，依次放置千斤頂、測力計(jì)和分力帽，使其中心保持在一條直線上。橫梁和連接桿的安裝：通過連接接件將次梁安裝在地錨上，以承壓板為中心將主梁通過連接件安裝在次梁上，形成反力系統(tǒng)。沉降測量系統(tǒng)的安裝：打設(shè)支撐柱，安裝測量橫桿，固定百分表或位移傳感器，形成完整的沉降量測系統(tǒng)。2.實(shí)驗(yàn)步驟加荷操作:加荷等級(jí)一般分為1012級(jí)，并不小于8級(jí)。最大加載量不應(yīng)小于地基承載力設(shè)計(jì)值的2倍，荷載的量測精度控制在1%。受條件限制，本

5、實(shí)驗(yàn)加載4級(jí)；穩(wěn)壓操作:每級(jí)荷重下都必須保持穩(wěn)壓，由于加壓后地基沉降、設(shè)備變形和地錨受力拔起等原因，都會(huì)引起荷重的降低，必須及時(shí)觀察測力計(jì)百分表指針的變動(dòng)，并通過千斤頂不斷地補(bǔ)壓，最終使荷重保持相對(duì)穩(wěn)定；沉降觀測：采用慢速法時(shí)，對(duì)于土體，每級(jí)荷載施加后，間隔5min、5min、10min、10min、15min、15min測讀一次沉降，當(dāng)連續(xù)2h每小時(shí)沉降量不大于0.1mm時(shí)，認(rèn)為沉降已達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)，施加下一級(jí)荷載，直至達(dá)到試驗(yàn)終止條件；試驗(yàn)觀測與記錄：在試驗(yàn)過程中，必須始終按規(guī)定將觀測數(shù)據(jù)記錄在荷載試驗(yàn)記錄表中。實(shí)驗(yàn)記錄是荷載試驗(yàn)中最重要的第一手資料，必須正確記錄，并嚴(yán)格校對(duì)。五. 測試

6、成果及分析表1.1 8t千斤頂標(biāo)準(zhǔn)表序號(hào)壓力表讀數(shù)千斤頂出力F承載板直徑承載板下地基應(yīng)力（MPa）(kN)（cm）（kPa）100.93011.5321216.630236.3032432.430461.0843648.730685.9854864.530912.54F=1.3232+0.8148表1.2 載荷板測試結(jié)果 讀數(shù)荷載 表一讀數(shù)表二讀數(shù)01868159612176814902416441372361297107048879687 讀數(shù) 荷載 表一讀數(shù)沉降表二讀數(shù)沉降平均沉降01868159612176810014909396.52416441201372113116.5361297

7、355 1070310322.548879421687431426繪制P-s曲線，根據(jù)荷載試驗(yàn)沉降觀測原始記錄，將(P,S)點(diǎn)繪在厘米坐標(biāo)紙上。六. 結(jié)論經(jīng)現(xiàn)場測試，得出如下結(jié)論：1.所測土層的臨塑荷載Pcr值為 467 KPa, 地基承載力fak為 921 KPa；2所測土層的變形模量Eo約為 246.56 MPa。 南 華 大 學(xué) 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱： 輕型動(dòng)力觸探實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)成績 實(shí)驗(yàn)同組人：方園，謝發(fā)全，李杰才，劉俊，方園，陳偉，徐正洲實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師簽名 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn) 南華大學(xué)土工原位測試基地 實(shí)驗(yàn)日期：2012年 10月30日（下午）一. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膱A錐動(dòng)力觸探是利用一定的錘擊動(dòng)能，將

8、一定規(guī)格的圓錐探頭打入土中，根據(jù)打入土中的阻力大小判別土層的變化，對(duì)土層進(jìn)行力學(xué)分層，并確定土層的物理學(xué)性質(zhì)，對(duì)地基土作出工程地質(zhì)評(píng)價(jià)。二. 實(shí)驗(yàn)原理動(dòng)力觸探試驗(yàn)的理想自由落錘能量計(jì)算M落錘的質(zhì)量（kg）；v錘自由下落碰撞探桿前的速度（m/s）。能量損失修正實(shí)際的錘擊能量與理想的落錘能量不同，受落錘方式、導(dǎo)桿摩擦、錘擊偏心、打頭材質(zhì)、形狀、大小、桿件傳輸能量效率等因素的影響，要損失一部分能量，應(yīng)進(jìn)行修正： Ep=e1e2e3Ei或近似為Ep0.6Ei探頭貫入土中所作的功式中:Ep平均每擊傳遞給圓錐探頭的能量；e1落錘效率系數(shù)，對(duì)自由落錘，e10.92；e2能量輸入探桿系統(tǒng)的傳輸效率系數(shù)，對(duì)于國

9、內(nèi)通用的大鋼探頭，e20.65e3桿長傳輸能量的效率系數(shù)，隨桿長的增大而增大，桿長大于3m時(shí)，e31。h貫入度；N貫入度為h的錘擊數(shù)。（因此，h/N表示錘擊一次的貫入度）Rd探頭單位面積的動(dòng)貫入阻力（J/cm）；A探頭的截面積（cm）。 根據(jù)能量轉(zhuǎn)換與守恒定律，落錘的勢能錘擊動(dòng)能探頭做功，因此，能量平衡： （h/Ns，表示平均每擊的貫入度） 由以上各式可見,當(dāng)規(guī)定一定的貫入深度h，采用一定規(guī)格（規(guī)定的探頭截面、圓錐角、重量）的落錘和規(guī)定的落距，那么錘擊數(shù)N的大小就直接反映了動(dòng)貫入阻力Rd的大小，即直接反映被貫入土層的密實(shí)程度和力學(xué)性質(zhì)。因此，實(shí)踐中常采用貫入土層一定深度的錘擊數(shù)作為圓錐動(dòng)力觸探

10、的試驗(yàn)指標(biāo)。三. 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備輕型圓錐動(dòng)力觸探設(shè)備(包括穿心錘、錘墊、探桿、圓錐探頭) 四. 實(shí)驗(yàn)過程（1）將穿心錘穿入帶鋼砧與錘墊的觸探桿上；（2）將探頭及探桿垂直地面放于測試地點(diǎn)；（3）提升穿心錘至預(yù)定高度，使其自由下落撞擊錘墊，將探頭打入土中；（4）記錄每貫入10cm的錘擊數(shù)；（5）重復(fù)上述步驟，直至預(yù)定試驗(yàn)深度。 五. 測試成果及分析1 試驗(yàn)原始數(shù)據(jù) 各實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)錘擊數(shù)N編號(hào) 入土深度（cm）10203018254021026393927412 數(shù)據(jù)處理因每一次觸探只從地表向下打入30（試驗(yàn)六次），所以無法繪制動(dòng)力觸探N10-h曲線曲線，同時(shí)也無法對(duì)地基土劃分土層界線。計(jì)算平均值（輕型觸

11、探不考慮桿長修，去除個(gè)別異常值） N10=（20+18+17+17+18+15）/6=17.5 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可知地基承載力fak為 157 kPa；探頭單位面積的動(dòng)貫入阻力Rd為 3.4 J/cm。4問題討論及總結(jié)1.將探頭和探桿安裝好，保持探桿垂直，然后連續(xù)向下貫擊，穿心錘落距為50.0±20cm，使其自由下落。在基底輕型觸探試驗(yàn)表內(nèi)記錄打入土層中30cm所需錘擊數(shù)(N10)，在地層較硬、錘擊數(shù)較多時(shí)，采用分段記錄，以每貫入10cm記錄一次相應(yīng)的錘擊數(shù)，整理資料時(shí)按30cm所需的擊數(shù)作為指標(biāo)計(jì)算。2.遇密實(shí)堅(jiān)硬土層，當(dāng)貫入30cm所需錘擊數(shù)超過50擊時(shí)或貫入10cm所需錘擊數(shù)超過30擊

12、時(shí)，即停止測試。3.通過輕型動(dòng)力觸探實(shí)驗(yàn)?zāi)芎唵畏奖愕拇_定地基承載力。輕型動(dòng)力觸探實(shí)驗(yàn)既不象荷載試驗(yàn)需要消耗較大的人力物力，也不象室內(nèi)土工試驗(yàn)需要較長的試驗(yàn)周期。 4.輕型動(dòng)力觸探實(shí)驗(yàn)采用規(guī)范法確定地基土承載力時(shí)，N10宜選用實(shí)測值和代表值中較大的一個(gè)計(jì)算地基土承載力。 六. 結(jié)論經(jīng)現(xiàn)場測試，得出如下結(jié)論:1.探頭單位面積的動(dòng)貫入阻力Rd為 3.4 J/cm。2.由結(jié)果可知，試驗(yàn)土層無較大差異，比較均勻。 南 華 大 學(xué) 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱： 基樁完整性實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)成績 實(shí)驗(yàn)同組人 ：方園，謝發(fā)全，李杰才，劉俊，方園，陳偉，徐正洲 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師簽名 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn) 南華大學(xué)土工原位測試基地 實(shí)驗(yàn)

13、日期：2012年 11月05日（下午）一. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^實(shí)驗(yàn)掌握如下內(nèi)容：1.熟悉RS-1616K(s)基樁動(dòng)測儀的操作；2.檢測混凝土灌注樁的樁身缺陷及其位置；3.判定樁身完整性類別。二. 實(shí)驗(yàn)原理基樁反射波法是一種主要用于檢測樁身結(jié)構(gòu)完整性的無損檢測技術(shù)，一般用于評(píng)價(jià)樁基混凝土質(zhì)量、檢驗(yàn)工程樁樁身完整性、判斷缺陷位置，并協(xié)助設(shè)計(jì)、施工單位對(duì)所存在的缺陷提出消除措施。也可以用來對(duì)不同地質(zhì)條件下的樁進(jìn)行檢測評(píng)價(jià)，指出其對(duì)本工程不利的因素以及評(píng)價(jià)工程樁豎向承載能力。基樁反射波法檢測樁身結(jié)構(gòu)完整性的基本原理是：通過在樁頂施加激振信號(hào)產(chǎn)生應(yīng)力波，該應(yīng)力波沿樁身傳播過程中，遇到不連續(xù)界面（如蜂窩、夾泥

14、、斷裂、孔洞等缺陷）和樁底面時(shí)，將產(chǎn)生反射波，檢測分析反射波的傳播時(shí)間、幅值和波形特征，就能判斷樁的完整性和缺陷位置。檢測設(shè)備及現(xiàn)場聯(lián)接圖如下：樁身完整性檢測儀計(jì)算機(jī)繪圖儀錘擊加速度計(jì)圖3.1低應(yīng)變基樁動(dòng)測原理三. 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備1混凝土灌注樁：樁徑300，樁長5m，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C25；2RS-1616K(s)基樁動(dòng)測儀主機(jī)、傳感器、力錘；3Windows平臺(tái)分析處理軟件；4耦合劑；5其他附件。四. 實(shí)驗(yàn)過程1連接分析儀主機(jī)與傳感器，清理樁頭，安裝傳感器 ；2開機(jī)，輸入工程信息并設(shè)置工作參數(shù)；3用力錘敲擊樁頭，檢查波形的重復(fù)性和可鑒別性；4進(jìn)入分析頁面，對(duì)波形進(jìn)行處理，判讀樁身缺陷類型和位置；

15、5關(guān)機(jī)，插入U(xiǎn)盤，重新開機(jī)，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；6將測試數(shù)據(jù)導(dǎo)入計(jì)算機(jī)，利用軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步處理和分析，生成測試報(bào)告。 五. 測試成果及分析經(jīng)現(xiàn)場測試，由武漢巖海專用軟件輸出樁基測試曲線如下圖1;2;3： 由圖1和計(jì)算可以得；V=4.166KM/S由圖2和計(jì)算可以得；V=4.145KM/S由圖3和計(jì)算可以得；V=4.166KM/S六. 結(jié)論經(jīng)測試分析，得出如下結(jié)論：1.所測試基樁波速為3820m/s，根據(jù)測試經(jīng)驗(yàn)，表明其混凝土強(qiáng)度基本達(dá)到設(shè)計(jì)要求C25等級(jí)；2.所測試基樁中，有部分樁在約0.8m處有輕微缺陷存在；3.根據(jù)規(guī)范建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范（JGJ1062003）和測試結(jié)果，所測試樁質(zhì)量基本

16、達(dá)到設(shè)計(jì)與施工要求。 南 華 大 學(xué) 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱： 透射波法基樁檢測 實(shí)驗(yàn)成績 實(shí)驗(yàn)同組人 ：方園，謝發(fā)全，李杰才，劉俊，方園，陳偉，徐正洲實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師簽名 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn) 南華大學(xué)土工原位測試基地 實(shí)驗(yàn)日期：2012年 11月12日（下午）1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^實(shí)驗(yàn)掌握如下內(nèi)容：1.熟悉ZPL-U520超聲儀的操作；2.檢測混凝土灌注樁的樁身缺陷及其位置；3.判定樁身完整性類別。二. 實(shí)驗(yàn)原理在混凝土灌注樁的成樁過程中，將兩根或兩根以上的聲測管固定于樁身鋼筋籠上，預(yù)埋做聲測換能通道，每對(duì)聲測管構(gòu)成一個(gè)剖面，通過水的耦合，超聲波從一根聲測管發(fā)射，到另一根聲測管內(nèi)接收，利用聲波透射原理，根

17、據(jù)聲時(shí)、波幅和主頻等特征參數(shù)的變化，對(duì)樁身混凝土介質(zhì)狀況進(jìn)行檢測，確定樁身完整性。超聲波法測樁基完整性類別判定依據(jù)建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范（JGJ1062003）分為四類：類樁：各聲測剖面每個(gè)測點(diǎn)聲速、波幅均大于臨界值，波形正常。類樁：某一聲測剖面?zhèn)€別測點(diǎn)的聲速、波幅略小于臨界值，但波形基本正常。類樁：某一聲測剖面連續(xù)多個(gè)測點(diǎn)或某一深度樁截面處的聲速、波幅值小于臨界值，PSD值變大，波形畸變。類樁：某一聲測剖面連續(xù)多個(gè)測點(diǎn)或某一深度樁截面處的聲速、波幅值明顯小于臨界值，PSD值突變，波形嚴(yán)重畸變。三. 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備1振源2接收器3放大器4記錄儀5電線四. 實(shí)驗(yàn)過程1將接收器和振源連接到記錄儀上，打開記錄儀的電源開關(guān)，檢查是否正常；2用水將幾個(gè)測試孔灌滿水，以做耦合劑；3將振源線和接受器放入鉆孔中，且放入深度相等；4觀察記錄儀上的波形圖，調(diào)節(jié)振幅和周期至合適的大小，觀察屏幕上的十字絲，至穩(wěn)定后記錄保存；5同時(shí)提高電線的高度，每次提升0.25m，重復(fù)（2）、 （3）步驟，直至實(shí)驗(yàn)結(jié)束。五. 測試成果及分析表1.鉆孔灌注樁聲波透射法檢測結(jié)果表施工日期2011年11月05日測試儀器ZPL-U520樁端屬性強(qiáng)風(fēng)化巖設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)C25設(shè)計(jì)樁徑（mm）1100設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高（m）0.0測點(diǎn)樁頂標(biāo)高（m）0.0設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高（m）-6.0結(jié)果組號(hào)Vm(km/s)Am(dB)VD(km/s)AD(dB)1