[最新]岩土工程勘察之旁压试验课件PPT(44页)

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《岩土工程勘察》幻灯片PPT

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勘探与取样
勘探指的是坑探、钻探和工程物探(地球物理勘探)。 坑探
当需要直接了解地表下岩土层的情况时,可采用坑探。 坑探就是用人工或机械挖掘探井、探槽、竖井、平洞或大口 径钻孔,以便直接观察岩土层的天然状态以及各地层之间的 接触关系,并能采取接近实际状态的原状岩土样,还可利用 坑槽作岩土体原位试验。
勘察阶段的划分
(1) 可行性研究勘察阶段:主要搜集场区和附近地区的工程 地质资料,通过踏 勘初步了解场地的地层构造、岩土 性质、不良地质现象和地下水情况等,对拟建场地稳定 性和建筑适宜性作出评价。 选择场地时,一般应避开以下地段:不良地质现象 发育,对场地稳定性有直接危害或潜在威胁的地段;地 基土性质严重不良的地段;对建筑抗震不利的地段;洪 水或地下水对建筑场地有严重威胁或不良影响的地段; 地下有未开采的有价值的矿藏或不稳定的地下采空区。
钻探过程
钻探过程有三个根本程序: 〔1〕破碎岩土:采用人力和机械方法,使小局部岩土脱离 整体而成为粉末、岩土块或岩土芯叫做破碎岩土。岩土被 破碎是借助钻头冲击、回转、研磨和施压来实现的。 〔2〕采取岩土:用冲洗液或压缩空气将孔底破碎的碎屑冲 到孔外,或者用钻具 〔抽筒、勺形钻头、螺旋钻头、取土 器、岩芯管等〕靠人力或机械将孔底的碎屑或样心取出于 地面。 〔3〕保全孔壁:为了顺利地进展钻探工作,必须保护好孔 壁,不使其坍塌。一般采用套管或泥浆来护壁。
建筑物总平面布置、选择主要建筑物地基根底方案和不ຫໍສະໝຸດ 良地质现象的防治对策进展论证。
勘察阶段的划分
(3) 详细勘察阶段:详细勘察密切结合技术设计或施工图设 计,按不同建筑物或建筑群提出详细的工程地质资料和 设计所需的岩土设计参数,对建筑地基作出岩土工程分 析评价,为根底设计、地基处理、不良地质现象的防治 等具体方案作出论证、结论和建议。

第六章 旁压试验PPT课件

第六章 旁压试验PPT课件
进入管道中,使仪器损坏; (7)不得任意拆卸调压阀,以防其精度降低; (8)若旁压仪长时间不用,应排尽水箱、管路系统和旁压
器的水
.
13
旁压试验
第一节 概述 第二节 测试设备 第三节 测试步骤 第四节 测试数据处理 第五节 测试精度影响因素 第六节 测试结果的应用
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14
1. 绘制弹性膜约束曲线和仪器综合变形曲线
低压 表阀
调 压 阀
手动加压阀
氮气加压阀 中压表 减压阀
中压表
高压表 氮气加压阀

储 气 罐
手 动 加
压 氮 气 源

加压稳压装置
PY-2型旁压仪管路(结构)图
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8
旁压试验
第一节 概述 第二节 测试设备 第三节 测试步骤 第四节 测试数据处理 第五节 测试精度影响因素 第六节 测试结果的应用
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9
1、仪器校正(率定)
在压力作用下,连接控制箱和旁压器的管路会膨胀,造成测 管中液体的体积损失,所以要进行综合变形的率定。 方法:将旁压器放在无缝钢管或有机玻璃管内,使旁压器的 横向变形受到约束,分级加压,测量管路变形与压力的关系。
求仪器综合变形校正系数
.
11
2. 开孔至预定深度以下35cm处
3. 把旁压器放入孔中
4. 测试
S(cm)
Pi P Sm(3min) Si=(Pm+Pw) S
0.0
85
0.2
0.026
0.174
31 7
1.8
0.076
1.724
44 19 4.1
0.126
3.974
57 56 7.0
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岩土勘察技术——旁压试验

岩土勘察技术——旁压试验

岩土勘察技术——旁压试验0 引言旁压仪试验是在现场钻孔中进行的一种水平向荷载试验,旁压试验原理是通过向圆柱形旁压器内分级充气加压,在竖直的孔内使旁压膜侧向膨胀,并由该膜将压力传递给周围的土体,使土体产生变形直至破坏,从而得到压力与扩张体积( 或径向位移)之间的关系,根据这种关系对地基土的承载力、变形性质进行评价。

旁压试验于1930年起源于德国,最初是在钻孔内进行侧向载荷试验的仪器,这也就是最早的单腔式旁压仪。

1957年,法国工程师路易斯-梅纳研制成功三腔式旁压仪,因其应用效果良好而推广普及到全世界。

旁压仪在我国已有40多年的应用历史,而在各类岩土工程中得到推广和应用还只是近20多年的事。

随着我国“十三五”规划及“一带一路”的实施,一些超大工程和高层建筑物日益增多,这些工程要求勘察能提供准确、可靠的地基岩土的物理力学参数。

旁压试验作为一种原位勘察测试技术,可以在不同深度的土层或软岩中进行测试,提供土层或软岩的有效力学参数;与室内试验相比,有快捷、省力而又经济的特点;同时旁压试验的机理也在几十年的发展中日趋完善。

这些是旁压试验在我国岩土工程中得以推广的原因。

目前,旁压试验已经应用到黄土地基、软土地基、冻土地基和软岩地基的勘察测试中,为设计部门提供可靠的参数。

1 旁压试验基本原理1.1基本假定a 钻孔周围的岩土介质是均质无限体,孔穴呈圆柱形,孔穴扩张处于平面应变状态;b 孔周介质具有各向同性和弹塑性;c 介质是连续的并且处于平衡状态;d 孔穴扩张时,介质的应力应变关系能用増量弹性理论描述,屈服面服从摩尔一库仑方程;1.2弹性理论孔穴受到内压力p后开始扩张,扩张初期,孔周介质径向应力増加,环向应力减小,介质富有弹性可张性质,处于弹性应力状态。

处于弹性应力状态土的应力应变关系可用下式表示:(1)式中Δσθ、Δσr 、Δσz 分别表示环向、径向、竖向应力增量,以压为正,εθ、εr 、εz 分别表示环向、径向、竖向应变,以压为正;[D]表示增量弹性矩阵。

岩土工程测试第七章 旁压试验

岩土工程测试第七章 旁压试验
4.在试验过程中,如由于钻孔直径过大或被测岩土体的弹性区 较大时,可能水量不够,即岩土体仍处在弹性区域内,而施加 压力尚未达到仪器最大压力值,且位移量已达到320mm以上。 此时,如要继续试验,则应进行补水。 5.试验完毕,若准备较长时间不使用仪器,须将仪器内部所有 水排尽,并擦净外表,改放在阴凉、干燥处。
3.注水、排气:打开高压气瓶阀门并调节其上减压器, 使其输出压力为0.15MPa左右。将旁压器竖置于地面,通 过调压控制面板上的阀门,给旁压器和连接的阀门注水。
旋转调压阀手轮,给水箱施加0.15MPa左右的压力, 以水箱盖中的皮膜受力鼓起时为准,以加快注水速度。 直到水上升到目测的“0”位置为止。在此过程中,应不 断晃动拍打导压管和旁压器,以排出管路中滞留的空气。
压剪切模量GM。
EM
2(1
μ)(Vc
V0
Vf 2
)Δp ΔV
GM
μ——土的泊松比;
(Vc
V0
Vf 2
)Δp ΔV
Vc——旁压器的固有体积; V0——与初始压力p0对应的体积; Vf——与临塑压力Pf对应的体积; Δp ——旁压曲线直线段的斜率。
ΔV
第三节 试验的仪器设备
预钻式旁压仪由3部分组成 1.旁压器 2.变形测量系统 3.加压稳压装置 目前国内普遍采用的预钻 式旁压仪有PY型和较新的 PM型。
图7-7 静水压力计算示意图
2.测管水位下降值(或体积)校正公式如下:
S=Sm-α(pm十pw) V=Vm-α(pm十pw) S、V——校正后的测管水位下降值(体积);
Sm 、Vm——实测测管水位下降值(体积); α——仪器综合变形校正系数,由综合校正曲线查得,
cm/kPa;
其他符号同前。

第一章岩土工程勘察PPT课件

第一章岩土工程勘察PPT课件
2.查明场地的地层类别工程地质性质;
第5页/共84页
3.查明场地的水文地质条件:河流水位及其变化、地表径流条件、地下水的埋藏类型、 蓄存方式、补给来源、排泄途径、水力特征、化学成分及污染程度等;
4.提供满足设计、施工所需的土的物理性质和力学性质指标等; 5.在地震设防区划分场地土类型和场地类别,并进行场地和地基的地震效应评价; 6.推荐承载力和变形计算参数,提出地基基础设计和施工的建议,尤其是不良地质现
第11页/共84页
• 为了提供各设计阶段所需的工程地质资料,岩土工程勘察工作也相应分为选址勘察 (可行性研究勘察) 、初步勘察和详细勘察三个阶段。对于地质条件复杂或有特 殊施工要求的重大建筑物地基,尚应进行施工勘察。
• 对地质条件简单,建筑物占地面积不大的场地、或有建筑经验的地区,可适当简化 勘察阶段。
• 根据(《岩土工程勘察规范》GB50021--- 2001第 4.1.4 )规定: 初步勘察应对场地 内拟建建筑地段的稳定性做出评价,并进行下列主要工作:
• 1 搜集拟建工程的有关文件、工程地质和岩土工程资料以及工程场地范围的地形图; • 2 初步查明地质构造、地层结构、岩土工程特性、地下水埋藏条件; • 3 查明场地不良地质作用的成因、分布、规模、发展趋势,并对场地的稳定性做出评价; • 4 对抗震设防烈度等于或大于6 度的场地,应对场地和地基的地震效应做出初步评价; • 5 季节性冻土地区,应调查场地土的标准冻结深度; • 6 初步判定水和土对建筑材料的腐蚀性; • 7 高层建筑初步勘察时,应对可能采取的地基基础类型、基坑开挖与支护、工程降水方
案进行初步分析评价
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• 初步勘察时勘探线的布置应垂直于地貌单元边界线、地质构造线和地层界线,对甲 级建筑物应按建筑物体型选定纵横两个方向布置勘探线,勘探点应该布置在这些线 上,并在变化最大的地段予以加密。在地形平坦,土层简单的地区,可按方格网布 置勘探点。初步勘察阶段的勘探线、勘探点间距可参考表1-4的要求。

岩土工程勘察PPT课件

岩土工程勘察PPT课件
1) 钻进深度、岩土分层深度的量测误差范围应为 ±0.05。
2) 非连续取芯钻进的回次进尺,对螺旋钻探应在1m以 内,对岩芯钻探应在2m以内。
3) 对鉴别地层天然湿度的钻孔,在地下水位以上应进行 干钻。当必须加入或使用循环液时,应采用双层岩芯管钻进。
4) 岩芯钻探的岩芯采取率,对完整和较完整的岩体不应 低于80%,对较破碎和破碎岩石不应低于65%.
2)条件复杂时,比例尺可适当放大; 3) 地质界线和地质观测点的测绘精度,在图上的误差 不应超过3mm。
3. 工程地质测绘主要内容
地貌条件 地层岩性
工程地质测 绘主要内容
地质构造与地应力 水文地质条件 不良地质现象
人类工程活动
已有建筑物
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8.3.2 工程地质测绘方法
1. 像片成图法
像片成图法是利用地面摄影或航空 (卫星)拍摄的像片,先在室内根据判 释标志,并结合所掌握的区域地质资料, 确定出地层岩性、地质构造、地貌、水 系及不良地质现象等,描绘在单张像片 上。然后在像片上选择需要调查的若干 点和路线,据此去实地进行调查、校对 修正、补充。最后,将结果转绘成工程 地质图。
6
8.2.1.4 岩土工程勘察等级
综合考虑工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度三 项因素,将岩土工程勘察等级划分为甲、乙、丙三个级别。
①甲级岩土工程勘察。在工程重要性、场地复杂程度和 地基复杂程度等级中,有一项或多项为一级。
②乙级岩土工程勘察。除勘察等级为甲级和丙级以外的 勘察项目。
③丙级岩土工程勘察。工程重要性、场地复杂程度和地 基复杂程度等级均为三级。
2. 初步勘察阶段
这一阶段的勘察应符合初步设计或扩大初步设计的要求。 其主要任务是对拟建建筑地段的稳定性作出评价。

岩土工程勘察4.7 旁压试验

岩土工程勘察4.7 旁压试验

2. 试验基本原理
工作时,由加压装置将较低的气压转换为较高压力 的水压。并通过高压导管传至旁压器,使弹性膜膨 胀导致地基孔壁受压而产生相应的变形。
根据所测结果,得到压力p和位移值S间的关系,即 旁压曲线。从而得到地基土层的临塑压力,极限压 力、旁压模量等有关土力学指标。
水箱 加压 注注 水水 管管 21
传递压力与体积信息的系统,通常包括气路、水(油) 路和电路。
3.2 自钻式旁压仪
自钻的原理是把装有旁压器的薄壁 取样器用某一速率压入土中,同时 用几个转动的刀片将进入取样器内 的土芯弄碎,形成钻屑,钻屑因刀 片标高处射出的液体作用而变成悬 浮液,从旁压器的中央通过钻杆空 心孔排到地面。
4. 技术要求与试验方法
旁 压 器
注: 旁压器
水箱 低压表
中 注水阀


水 阀
排水阀 测




导导 压压 管管
34


阀 测





快速接头
变形量测装置
中压表
低压 表阀
调 压 阀
手动加压阀
氮气加压阀 中压表 减压阀
中压表
高压表 氮气加压阀

储 气 罐
手 动 加
压 氮 气 源

加压稳压装置
3. 试验仪器设备与安装
3.1 预钻式旁压仪 预钻式旁压仪由旁压器、控制单元和管路三部分
1. 概述
预钻式旁压试验适用于粘性土、粉土、砂土、碎石 土、残积土、极软岩和软岩。
自钻式旁压试验适用于粘性土、粉土、砂土,尤其 适用于软土。
仪器名称 梅纳旁压仪
型号 G-AM
厂家 法国APAGEO
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特点
使用广泛,知名度高,性能 稳定.功能齐全.压力能达 到10MPa ,但最进该厂家 提供仪器质量有所下降.
钻孔旁压仪
ELASTM 日本OYO ETER-2
钻孔旁压仪
LLT
日本OYO
TYPE-M
读数仪,探头,手动压力泵. 40 连接管路,标定筒和工具箱. 自动采集和数据分析(选配)
同上.

40
试验压力大(做岩石),能达 到20MPa,可以随钻测量 和预钻测量,性能超稳定, 完全适应恶劣环境.孔径范 围大
包括自钻旁压组件,钻进设 备和用于回旋钻进的附件.
226(包括厂 适用于软土,沙土等成孔质 家调试和培 量不佳的旁压试验. 训)
旁压仪
PY-3
江苏省溧阳县 配置同梅纳旁压仪差不多, 6 但是配件很多.备用件也很
仪器厂 /温州 多.
也有一家,但不 知道厂家名
数字显示,自动记录,价格 便宜,但是压力只能做到 5MPa,而且做不了深孔试 验.
组成。
3.2 自钻式旁压仪 自钻式旁压仪通常由三部分组成:包含自钻机构
的探头部分;设置在地面的控制单元;连接控制单元 和探头的管路部分。
(1)旁压器
旁压器是对孔壁土(岩)体直接施加压力的部分, 是旁压仪最重要的部件。它由金属骨架、密封的橡 皮膜和膜外护铠组成。旁压器分单腔式和三腔式两 种,目前常用的是三腔式。三腔式旁压器由测量腔 (中腔)和上下两个护腔构成。测量腔和护腔互不相 通,但两个护腔是互通的,并把测量腔夹在中间。 试验时有压介质(水或油)从控制单元通过中间管路 系统进入测量腔,使橡皮膜沿径向膨胀,孔周土(岩) 体受压呈圆柱形扩张,从而可以量测孔壁压力与钻 孔体积变化的关系。
旁压仪试验是在现场钻孔中进行的
一种水平向荷载试验。具体试验方 法是将一个圆柱形的旁压器放到钻 孔内设计标高,加压使得旁压器横 向膨胀,根据试验的读数可以得到 钻孔横向扩张的体积-压力或应力-
应变关系曲线,据此可用来估计地 基承载力,测定土的强度参数、变 形参数、基床系数,估算基础沉降、 单桩承载力与沉降。
旁压试验于1930年起源于德国,最初是在钻孔内进行侧向 载荷试验的仪器,这也就是最早的单腔式旁压仪。
1957年,法国工程师路易斯-梅纳研制成功三腔式旁压仪。
现在旁压仪器包括预钻式、自钻式和压入式三种,国内国外 都是以预钻式为主
预钻式旁压仪的原理是预先用钻具钻出一个符合要求的垂直 钻孔,将旁压器放入钻孔内的设计标高,然后进行旁压试验。
注:
旁压器
水箱
低压表
中 注水阀


水 阀
排水阀




导导 压压 管管
3
4


阀 测

管 阀
管 阀
快速接头
变形量测装置
低压 表阀
调 压 阀
手动加压阀
中压表
储 气 罐
手 动 加

中压表
氮气加压阀
中压表
减压阀
高压表 氮气加压阀
高 压 氮 气 源
加压稳压装置
3.1 预钻式旁压仪 预钻式旁压仪由旁压器、控制单元和管路三部分
自钻式旁压仪是将旁压仪设备和钻机一体化,将旁压器安装 在钻杆上,在旁压器的端部安装钻头,钻头在钻进时,将切 碎的土屑从旁压器(钻杆)的空心部位用泥浆带走,至预定标 高后进行旁压试验。自钻式旁压试验的优越性就是最大限度 地保证了地基土的原状性。
压入式旁压试验又分为圆锥压入式和圆筒压入式, 都是用静力将旁压器压入指定的试验深度进行试验, 压入式旁压试验在压入过程中对周围有挤土效应, 对试验结果有一定的影响,目前,国际上出现一种 将旁压腔与静力触探探头组合在一起的仪器,在静 力触探试验的过程中可随时停止贯入进行旁压试验, 从旁压试验的角度,这应属于压入式。
旁压试验可理想化为圆柱孔穴扩张课题,为轴对称 平面应变问题。典型的旁压曲线(压力P-体积变化 量V曲线或压力p-测管水位下降值S)可分为三段,
I段〔曲线AB):初步阶段,反映孔壁受扰动土的 压缩;
II段(直线BC):似弹性阶段,压力与体积变化量大 致成直线关系;
III段(曲线CD):塑性阶段,随着压力的增大,体 积变化量逐渐增加,最后急剧增大,达到破坏。
工作时,由加压装置将较低的气压转换为较高压力 的水压。并通过高压导管传至旁压器,使弹性膜膨 胀导致地基孔壁受压而产生相应的变形。
根据所测结果,得到压力p和位移值S间的关系,即 旁压曲线。从而得到地基土层的临塑压力,极限压 力、旁压模量等有关土力学指标。
水箱 加压 注注 水水 管管
21
旁 压 器
(2)控制单元
控制单元位于地表,通常是设置在三脚架上的
一个箱式结构。其功能是控制试验压力和测读旁 压器体积(应变)的变化。一般由压力源(高压氮气 瓶)、调压器、测管、水箱、各类阀门、压力表、 管路和箱式结构架等组成。
(3)管路系统
管路系统是用于连接旁压器和控制单元、输送和 传递压力与体积信息的系统,通常包括气路、水(油) 路和电路。
预钻式旁压试验适用于粘性土、粉土、砂土、碎石 土、残积土、极软岩和软岩。
自钻式旁压试验适用于粘性土、粉土、砂土,尤其 适用于软土。
仪器名称 梅纳旁压仪
型号 G-AM
厂家 法国APAGEO
配置
价格(万元)
比较烦琐,不详细列举.主要 16 包括:读数仪(主机),探头,压 力源(氮气瓶),连接管路.(数 据采集,分析,打印)选配.
自钻的原理是把装有旁压器的薄壁 取样器用某一速率压入土中,同时 用几个转动的刀片将进入取样器内 的土芯弄碎,形成钻屑,钻屑因刀 片标高处射出的液体作用而变成悬 浮液,从旁压器的中央通过钻杆空 心孔排到地面。
I-II段的界限压力相当于初始水平压力po,II-III段 的界限压力相当于临塑压力pf, III段末尾渐近线的 压力为极限压力Pl。
D V
B
I
II
A po
C III
pf
pl
p
依据旁压曲线似弹性阶段(BC段)的斜率,由圆柱扩 张轴对称平面应变的弹性理论解,可得旁压模量EM, 和旁压剪切模量GM。
压力范围小2.5MPa,使用 于软土.个人感觉实用性不 大,国产完全可以取代.同 ELASTER-2使用液压源
钻孔旁压仪
TEXAM 加拿大 ROCTEST
自钻式旁压仪 Mark
英国
VIIId 3臂 式
cambridge
压力表和压力源油罐,探头, 19 管路,工具包和防冻液
仪器配件齐全,设计新颖, 更为轻便,完全水压.
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