3、土的现场试验(渗透变形试验、原位大型直剪试验、载荷试验、压实度试验)

土的现场试验
（渗透变形试验、原位大型直剪试验、载荷试验、压实度试验）
（一）渗透变形试验
1、试验目的和用途
本试验的目的是测定稍具有胶结或充填较好，中密且能切成试样的无黏聚性原状土或土石坝心墙压实土层含黏粗粒土。

在渗流作用下，测定土层的渗透系数、临界坡降和破坏比降，并判断其土体渗流破坏类型。

2、适用范围
半（弱）胶结无黏性粗粒土；
土石坝压实心墙土体或均质坝压实体；
坝基覆盖层中具中密且粗细粒相互充填良好的土体。

3、引用标准及主要质量指标检测方法标准
（1）SD 128—035
（2）SD 128—031
（3）SD 128—032
（4）SD 128—012
（5）SD 128—033
4、制样方法及要点
应按已有勘探资料和防渗处理初步方案，选取有代表性土层制备试样。

试样尺寸应按地层情况，颗粒级配及层中最大粒径确定，宜参照扰动试样的径比规定，同时尽量避开大块石或大卵石、漂石。

试样宜结合水流方向，分水平试样和垂直试样。

在取样点，首先削一尺寸大于所要求试样尺寸的土柱，再用削土工具小心削至要求尺寸，同时除去试样表面的扰动土。

对修好试样除进出水口以外各面用膨胀快凝水泥砂浆浇注。

待砂浆有一定强度后即可试验。

5、试验成果整理与计算按有关规程进行。

（二）原位大型直剪试验
1、目的和适用范围
原位大型直剪试验用于测定土体本身、土体软弱面和地基土与混凝土接触面的抗剪强度。

包括在法向应力作用下沿固定剪切面的抗剪强度试验和混凝土板与地基土的抗滑试验。

试验可采用应力控制和应变控制方式进行。

2、引用技术标准及主要质量指标检测方法标准
GB 50021、SD 128—037、SD 128—018
3、基本原则和方法要点
本试验可在试洞、试坑或探槽中进行。

同一组试验体的地质条件应基本相同，其受力状态应与土体在工程中的受力状态相近。

根据剪切面状态，选择试验布置方案。

当剪切面水平或近于水平时，可采用平推法；当剪切面较陡时，可采用楔形体法。

开挖试坑时，应避免对试体的扰动，尽量保持土体结构及含水率不产生大的变化。

在地下水位以下进行试验时，应避免水压力及渗流对试体的影响。

每组试验试体不少于 3 个。

试体面积不宜小于 0.1m2 ，高度不宜小于10cm 或为最大土粒直径的 4-8倍。

将修整好的试体，在顶面放上盖板，周边套上剪切盒，剪切盒与试样间的间隙应用膨胀快凝水泥砂浆填充。

剪切盒底边应在剪切面以上，留一适当的间隙。

根据设计荷载来确定最大的垂直压力，并以此按等量分成3至4个垂直压力进行试验。

垂直压力施加方法如下：
若采用重物加荷时，可在土试体上搁置加荷平台，均匀地逐渐加上重物。

应避免加荷时发生偏心现象。

若采用千斤顶加荷时，支架好反力装置，按顺序装上千斤顶和滚珠轴承，应使作用力位于试体的中心。

施加垂直压力后，土体在此压力下进行固结。

当垂直变形达到相对稳定（0.01mm/h）后，架设测试水平位移的百分表即可开始剪切。

剪切时施加水平力的速率应适当选择。

一般每隔 1min 施加水平力1次，控制试验在20min内剪完。

施加水平力的方法如下：
若采用应力控制时用滑轮组施加，可于施加水平力的加荷平台逐级加荷，并
用拉力计计量。

一般第一级荷载约为总垂直荷载的1/10，以后逐级减小，使其剪切时的最后一级荷载约为垂直荷载的1/20。

若采用应变控制时用千斤顶加荷，根据土试体面积和千斤顶活塞面积的大小，事先算出千斤顶的出力，然后控制千斤顶上压力表的读数，保证每级剪切力的大小在规定的数值上。

在施加每一级水平力时，均应测记剪切力和土试块的水平位移量及垂直位移量。

同时观察周围土的变形现象，当剪切变形急剧增长或剪切变形量达试体尺寸的1/10时，即认为土体已经破坏，可停止试验。

按本项（6）-（9）的规定，测定不同垂直压力下各试体抗剪强度。

当需要时可沿剪切面继续进行摩擦试验。

混凝土板与地基土的抗滑试验。

根据所选择的试验方案（应力控制和应变控制）等情况，选择适当的地点，整平足够的试验场地。

确定试块尺寸：按原型建筑物所设计的混凝土标号，在现场浇注（或预制）试验用的混凝土块。

在混凝土试块浇注后，地基若是黏性土时，应使土体浸水饱和。

为便于地基充分浸水，在浇注混凝土时最好预留竖向小孔若干个。

试块一般养护约 7d 后方可使用。

试验开始前，应检查设备的灵活性和支撑设备的可靠性，以保证试验的正常运行。

按本项（6）-（10）的规定进行抗滑试验。

计算和制图。

按下列公式计算作用于试体上的垂直压力σ。

σ=P/A
式中σ—作用于试块上的垂直压力，kPa；
P—作用于试体上的总荷载，kN；
A—试体或混凝土试块的面积，m2 。

按下式计算土体的剪应力τ或抗滑强度S：
τ(S)=F H/A
式中τ（S）—作用于试体上的剪应力或抗滑强度，kPa；
F
—试体或地基土破坏时的水平力，kN；
H
A—土试体（混凝土试块）的面积，m2 。

绘制剪应力与剪切位移曲线。

绘制抗剪强度与垂直压力关系曲线。

确定相应的强度参数 c、φ
（三）载荷试验
1、目的及适用范围
本试验是浅层平板静力载荷试验。

通过对一定面积的承压板上向地基土逐级施加荷载，观测地基土的压力与变形特性的原位试验。

本试验成果一般用于评价地基土的容许承载力，也可用于计算均匀地基土的变形模量。

本试验适用于各类地基土。

试验土层应为同一层，其厚度不小于 1.5倍承压板直径（或宽度）。

2、有关承载力检测方法标准
（1）GB 50021
（2）SD 128—026
3、载荷试验的基本原则和方法要点
检测内容。

天然地基或填筑土层的承载力及变形量；检测数量宜不少于 3 点，依工程规模和等级而增、减点数。

载荷试验要点。

用于确定地基土的承载力，依据 SD 128—026试验方法。

基坑宽度不应小于压板宽度或直径的 3 倍。

加荷等级不应少于 8 级；最大荷载量不应少于荷载设计值的 2 倍。

每级加载后，按间隔 10、10、10、15、15min，以后为每隔半小时读一次沉降。

当连续两小时内，每小时的沉降量小于 0.1mm 时，则认为已基本稳定，可加下一级荷载。

当出现下列情况之一时，即可终止加载：
承压板周围的土明显侧向挤出、隆起或裂纹。

沉降量 S 急剧增大，荷载一沉降（P-S）曲线出现陡降段。

在某一荷载下，24h 内沉降速率不能达到稳定标准。

总承降量超过承压板直径（或宽度）的 1 / 12。

（四）压实度试验
1、定义
填土施工时实际达到的干密度与对同一种土在试验室里用标准击实仪所得的最大干密度的比值，即为压实度，用公式表示为
式中 P
—施工时实际达到的填土干密度，g/cm3 ；
df
—对同一种土，用标准击实仪所得最大干密度，g / cm3 ；
P
dmax
P—压实度，%。

在施工中，压实度 P 表示了施工质量。

P 越小，施工质量越差，填土越不密实。

2、依据的方法和技术标准
（1）SD 128—003
（2）SD 128—004
（3）SD 128—011
（4）SD 128—009
（5）SD 128—029
（6）SD 128—030
（7）SDJ 218。

（8）DL / T 5016
3、压实度的应用条件和范围
黏土、含黏细粒土。

对均质坝采用黏土或壤土以及大坝两岸接触带黏土，由于级配组成相对单一，级配差比较小，因此用标准击实所得最大干密度的变化也较小。

因此，用压实度乘以最大干密度即可得填土控制干密度，只要实际测得干密度大于此值即可。

标准击实功能采用 6O4kJ / m3 。

含黏粗粒土。

由于粗粒土级配变化范围较大，而击实最大干密度随粗粒含量变化而变化，因此宜按土料中细粒土的压实度进行控制。

标准击实功能分轻型和重型两种：轻型击实功能为 6O4kJ / m3 ，重型击实功能为 274OkJ / m3 。

功能选择依工程规模和设计、施工、机械设备而定。

无黏性砂土或无黏性粗粒土。

无黏性土的压实质量控制采用相对密度试验确定，即满足下式：
式中 Dr—相对密度；
dmax 、
dmin
—同一土样的的最大、最小干密度，g / cm3 ；
d
—压实土体现场测定的干密度值，g/cm3
4、现场干密度测定
现场填筑质量控制，无论是含黏细粒土，含黏粗粒土或无黏性土，依据工程等级和规模，相对密度值均可从规范中查取，或设计提供。

因此，现场干密度为质量控制指标。

现场密度的测定方法：
细粒土。

用环刀法测定密度，试验点不得少于 2 ~ 3 点，且 3 点间的密度误差不得大于 O.03g/cm3，最终成果取其算术平均值。

粗粒土。

用灌水法或灌砂法测定密度，但对于堆石或反滤层、过渡层，只能用灌水法测定密度。

现场密度的测定步骤及过程，现场密度的评定过程。