4 动力触探

圆锥动力触探

轻型圆锥动力触探 N10 重型圆锥动力触探 N63.5 超重型圆锥动力触探 N120
应根据土层的坚硬程度和密力触探

圆锥动力触探的类型及规格
类 型 轻型 40 12.6 重型 74 43 超重型 74 43 直径（mm）
探头规格
截面积（cm2）
锥角（）
– 计算各土层的平均击数

掐头去尾，厚度加权平均
确定软弱土层和坚硬土层的分布，评定地基土的均匀性、 密实度，估算地基土的力学性质。
– 成果应用

标准贯入试验

试验目的
– 测定土层的标准贯入击数N，与其他原位测试手 段或室内试验成果进行对比，建立统计关系，积 累地区经验，评定地基土的物理力学性质。

51
35 50~76 18~20 2.5 42 ＜1/1000
预留土层厚度 15cm
贯入深度 30cm 记录相应锤击数 N
触探杆
标准贯入试验

试验方法与技术要求
– 需与钻探配合 – 试验步骤、技术要求
采用回转钻进，保持孔内水位略高于地下水位 钻进至试验层位之上15cm处，清孔后换用标准 贯入器，测定孔底深度。 采用自动脱钩的穿心锤装置，尽量减少导向杆 与穿心锤之间的摩擦，保持导向杆的垂直度， 使重锤脱钩后可以自由落下。 将贯入器打入土中，锤击速率小于30击/min。
主要适用土类
圆锥动力触探

圆锥动力触探试验的目的
– 可直接实现的目标
进行地基土体的力学分层 定性评价地基土的均匀性和物理性质（密实度） 查明土洞、滑动面、软硬土层界面的位置

– 通过建立经验统计关系后可实现的目标
评定地基土的强度和变形参数 评定天然地基的承载力 估算单桩承载力

圆锥动力触探
探头单位面积的贯入阻力探头单位面积的贯入阻力hh探头贯入深度简称贯入度探头贯入深度简称贯入度aa探头横截面积探头横截面积规定贯入度规定贯入度落锤规格和落距锤击能量探头规格探落锤规格和落距锤击能量探头规格探头锥角横截面积锤击数头锥角横截面积锤击数nn就能直接反映动贯入阻力就能直接反映动贯入阻力rrdd轻型圆锥动力触探轻型圆锥动力触探nn1010重型圆锥动力触探重型圆锥动力触探nn635635超重型圆锥动力触探超重型圆锥动力触探nn120120应根据土层的坚硬程度和密实程度选择不同类型的试验应根据土层的坚硬程度和密实程度选择不同类型的试验圆锥动力触探的类型及规格圆锥动力触探的类型及规格轻型轻型重型重型超重型超重型探头规格探头规格直径直径mmmm404074747474截面积截面积cmcm2212612643434343606060606060落落锤重kgkg10100202635635050512012011落距cmcm50502276762210010022探杆直径探杆直径mmmm25254242505050635063试验指标试验指标贯入深度贯入深度cmcm303010101010锤击数锤击数nn1010nn635635nn120120主要适用土类主要适用土类浅部填土砂土粉浅部填土砂土粉土和粘性土土和粘性土砂土中密一下的碎砂土中密一下的碎密实和很密实的碎石密实和很密实的碎石圆锥动力触探试验的目的圆锥动力触探试验的目的可直接实现的目标可直接实现的目标进行地基土体的力学分层进行地基土体的力学分层定性评价地基土的均匀性和物理性质密实度定性评价地基土的均匀性和物理性质密实度查明土洞滑动面软硬土层界面的位置查明土洞滑动面软硬土层界面的位置通过建立经验统计关系后可实现的目标通过建立经验统计关系后可实现的目标评定地基土的强度和变形参数评定地基土的强度和变形参数评定天然地基的承载力评定天然地基的承载力估算单桩承载力估算单桩承载力技术方法技术方法仪器检定和校准仪器检定和校准落锤质量落锤质量称重

– 上覆压力的影响

圆锥动力触探

资料整理和成果应用
– 绘制击数—深度（N—h）曲线

动贯入阻力变化“超 前”
探头进入变硬或变软的土层 前，动贯入阻力提前变大或 变小。提前范围约为探头直 径的2~3倍。
N10—h， N63.5—h， N120—h
– 划分土层界线

根据土层的软硬变化位置划分土层界线。
锤重（kg） 落锤 落距（cm）
60
10±0.2 50±2
60
63.5±0.5 76±2
60
120±1 100±2
探杆直径（mm）
试验指标 贯入深度（cm） 锤击数
25
30 N10
浅部填土、砂土、粉 土和粘性土
42，50
10 N63.5
砂土、中密一下的碎 石土和极软岩
50~63
10 N120
密实和很密实的碎石 土、极软岩、软岩
评价地基土的物理状态。 评价地基土的力学性能参数。


计算天然地基承载力。
计算单桩极限承载力，评价场地成桩可能性。 评价场地砂土和粉土的液化可能性及等级。
标准贯入试验

试验设备
– 贯入器（探头）

对开管：两个半圆管合在一起形成筒形取土器。 管靴：底端带刃口的圆筒。通过螺纹与对开管套接，使 对开管合二为一。 重63.5kg，铸钢，有45mm穿心孔。自动或手动脱钩控 制落锤。 国际上多用45mm无缝钢管，我国常用42mm工程地质 钻杆。设有锤垫。
基本原理

贯入能量
落锤能量
导杆
1 EM Mv 2 2
重锤 M
v
式中，EM — 理想自由落锤能量（J） v — 落锤碰撞锤垫使的速度（m/s） M — 重锤质量（kg）
探杆
单击贯入能量
EP e1e2e3 EM
探头
杆 长 l
式中，e1 — 落锤效率系数 e2 — 探杆系统传输效率系数 e3 — 探杆系统传输效率系数

标准贯入试验

标准贯入与圆锥动力触探的差别
– 探头不同。标准贯入器头部为带刃口的圆 管，贯入过程中，探头对土体同时产生挤 压和剪切。部分土体会挤入贯入器。 – 影响因素
孔底土体的应力状态 锤击能量— 探杆系统锤击能量标定

标准贯入试验

成果整理和应用
岩土工程原位测试
动力触探
概述

动力触探 Dynamic Penetration Test, DPT
利用一定的锤击能量，将一定规格的探头打入土 中，根据打入土中的难易程度（贯入阻力或贯入 一定深度的锤击数）来判别土的性质的现场测试 方法。
包括：
– 圆锥动力触探试验 DCPT – 标准贯入试验 Standard Penetration Test, SPT

技术方法
– 仪器检定和校准

落锤质量 — 称重；探头尺寸 — 卡尺测量；探杆连接偏 心度 — 旋转测量 用轻便钻具开孔至试验深度，保证探杆垂直，偏斜＜ 2%。孔深较大时可加套管。 人力提升、机械提升，最有落锤，锤击速率15~30击 /min
– 引孔

– 提锤、落锤

圆锥动力触探

技术方法
– 转动探杆（减少探杆与土层的摩阻力）

对重型触探，每贯入1m探杆转动一圈半；贯入深度超过 10m后，每贯入20cm转动一次探杆。 记录规定贯入深度对应的锤击数
轻型触探：贯入30cm击数＞100，贯入15cm击数＞50 重型触探：连续三次 N63.5 ＞50（停止试验或改用超重型触探）
– 记录锤击数

– 停锤标准（遇坚硬土层）

圆锥动力触探
动力触探仪
基本原理

贯入阻力
– 重锤击数 N 对应的探头贯入深度 h，在贯入过程中探头的贯 入能量与探头阻力做功相等，即：
N EP Rd Ah
式中，Rd — 探头单位面积的贯入阻力 h — 探头贯入深度，简称贯入度 A — 探头横截面积 规定贯入度 、落锤规格和落距（锤击能量）、探头规格（探 头锥角、横截面积），锤击数 N 就能直接反映动贯入阻力 Rd。
– 穿心锤

– 触探杆

标准贯入试验

试验设备
落 锤 重锤质量（kg） 落距（cm） 长度（mm） 63.5 76 ＞500

试验要点
测试参数： 30cm贯入深度锤击数 N 锤击速率 < 30击/min
对开管
贯入器 （探头） 管靴
外径（mm）
内径（mm） 长度（mm） 刃口角度（） 刃口单刃厚度（mm） 直径（mm） 相对弯曲

标准贯入试验

试验方法与技术要求
– 需与钻探配合 – 试验步骤、技术要求
先打入15cm不计锤击数。继续贯入30cm，记 录相应的锤击数——标贯击数 N。 若遇厚实砂层 提出贯入器，取出贯入器中的土样进行鉴别描 述记录。然后更换钻具继续钻进，至下一试验 层位重复上次的试验步骤。一般，每个1~2m 进行一次试验。

影响因素
– 杆长影响

视具体情况决定是否进行杆长修正。 软粘土和有机土中侧壁摩擦对击数有影响；中密—密实 砂土侧壁摩擦可忽略
上覆压力对贯入阻力影响显著。
密砂存在“临界深度”——此深度以浅，锤击数随贯入深度增 加而增大，大于此深度后锤击数趋于稳定值。临界深度对砂土 相对密度和探头直径增加而增大。
– 杆侧摩擦的影响