岩土工程勘察-原位测试ppt课件
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岩土工程勘察课件5岩体原位测试
w mp(12) A
E0
A：承压板面积；E0：岩体的变形模量；p：承压 板上单位面积压力；μ：岩体的泊松比；m：与承压板形状、 刚度有关的系数。
根据上式，量测出某级压力下岩体表面任一点的变形量， 即可求出岩体的变形模量 (E0)。
通过现场静力加卸荷，测定P—w曲线，取得岩体变形 比例极限（P0）以内的某一定压力下的总变形量（w0）及 弹性变形量（we）。然后计算E0、Es.
K p E0
y (1)r
二、狭缝法
谢谢
15
（四）试验要求 1、试验一般在平硐中进行（承压板法、环形加压法），
狭缝法可在地面进行。 2、试验最大荷载Pmax<P0（比例极限）， Pmax=1.2P， P
为建筑物基础底面设计压力。 3、试验荷载分级，Pi=(0.1-0.2)Pmax，等分取整。 4、加卸荷方法与工程荷载作用于工程岩体的方式一致。 （1）逐级一次循环加卸荷 p
(一)
刚性承压板法是通过刚性承压板(其弹性模量大于岩 体一个数量级以上)对半无限空间岩体表面施加压力并量测 各级压力下岩体的变形；按弹性理论公式计算岩体变形参 数的方法。该方法视岩体为均质、连续、各向同性的半无 限弹性体；根据布辛湟斯克公式，刚性承压板下各点的垂 直变形( W )可表示为：
3、环形法计算公式（用于深部岩体有压洞室） （1） E0=p(1+µ)r/y
p—试洞内水压力（105Pa），r=d/2 ,d—直径（cm）， y—试洞表面平均位移（cm）。 （2）岩石抗力系数 为便于比较，单位抗力系数K0=E0/100(1+ µ)
意义：半径为100厘米隧洞围岩抗力系数（抵抗变形的能力）
w0=wp+we wp为永久变形（残余变形），裂隙及充填物的变形。
E0
A：承压板面积；E0：岩体的变形模量；p：承压 板上单位面积压力；μ：岩体的泊松比；m：与承压板形状、 刚度有关的系数。
根据上式，量测出某级压力下岩体表面任一点的变形量， 即可求出岩体的变形模量 (E0)。
通过现场静力加卸荷，测定P—w曲线，取得岩体变形 比例极限（P0）以内的某一定压力下的总变形量（w0）及 弹性变形量（we）。然后计算E0、Es.
K p E0
y (1)r
二、狭缝法
谢谢
15
（四）试验要求 1、试验一般在平硐中进行（承压板法、环形加压法），
狭缝法可在地面进行。 2、试验最大荷载Pmax<P0（比例极限）， Pmax=1.2P， P
为建筑物基础底面设计压力。 3、试验荷载分级，Pi=(0.1-0.2)Pmax，等分取整。 4、加卸荷方法与工程荷载作用于工程岩体的方式一致。 （1）逐级一次循环加卸荷 p
(一)
刚性承压板法是通过刚性承压板(其弹性模量大于岩 体一个数量级以上)对半无限空间岩体表面施加压力并量测 各级压力下岩体的变形；按弹性理论公式计算岩体变形参 数的方法。该方法视岩体为均质、连续、各向同性的半无 限弹性体；根据布辛湟斯克公式，刚性承压板下各点的垂 直变形( W )可表示为：
3、环形法计算公式（用于深部岩体有压洞室） （1） E0=p(1+µ)r/y
p—试洞内水压力（105Pa），r=d/2 ,d—直径（cm）， y—试洞表面平均位移（cm）。 （2）岩石抗力系数 为便于比较，单位抗力系数K0=E0/100(1+ µ)
意义：半径为100厘米隧洞围岩抗力系数（抵抗变形的能力）
w0=wp+we wp为永久变形（残余变形），裂隙及充填物的变形。
原位测试- (载荷试验)
岩土工程勘察 勘察方法—原位测试（载荷试验）
2.测试参数
载荷试验的测试记录样式
0
log t
P5
P1 P2 P3 P4
P6
P7
P8
P1 P3 P5 P7 P9
0
P2 P4 P6 P8
P
P9
S S-log t 曲线
确定承载力特征值
S P-S 曲线
１）当P-S曲线上有比例界限时，取该比例界限所对应的荷载值； ２）当极限荷载不小于对应比例界限的荷载值的2倍时，取极限荷载值的一半； ３）当不能按上述二种方法确定时，当压板面积为0.25m2～0.50m2时，取 S/d=0.01～0.015所对应的荷载值，但其值不应大于最大加载量的一半。
承压板的沉降采用百分表或电测位移计量测，其精度不应低于±0.01ｍｍ。
慢速法
当试验对象为土体时，每级荷载施加后，间隔5min、5min、10min、 10min、15min、15min测读一次沉降，以后间隔30min测读一次沉降，当连 读两小时每小时沉降量小于等于0.1mm时，可认为沉降已达相对稳定标准， 施加下一级荷载；
岩土工程勘察 勘察方法—原位测试（载荷试验）
3.成果应用
1）确定地基土的变形模量
浅层平板载荷试验的变形模量E0：
深层平板载荷试验和螺旋板载荷试验：
式中：I0 － 刚性承压板的形状系数，圆形承压板取0.785； 方形承压板取0.886；
μ－土的泊松比（碎石土取0.27，砂土取0.30， 粉土取0.35，粉质粘土取0.38，粘土取0.42；
埋深大于等于4倍承压板直径或边长时， Nc =9.25，当承压板埋 深小于等于4倍承压板直径或边长时， Nc 由线性内插法确定。
第四章 岩体原位测试(岩土测试技术) PPT课件
4. 安装完毕后，起动千斤 稍加压力或在传力柱
板间楔进楔形垫块，
系统结合紧密
顶 与垫 使整个
5. 加压与稳定标准
1）试验压力要分成5级施加 2）加压前要对千分表进行初始稳定读数观测 3）采用逐级一次循环法或逐级多次循环法 4）每级压力加压后，立即读数，以后每10分钟读一次 5）稳定标准：相邻两次读数差与该级压力的初始读数和上 一级压力的最后读数之差的比值小于5%
ds
0.0133d
2 s
计算系数k
抗震设防烈度 饱和砂土 饱和粉土
7° 8° 9° 92 130 184 42 60 84
ds为砂土层或粉土层中剪切波测试点深度(m)；k为计算系数。 判别准则：若Vsj>Vscr，则可不考虑液化；否则，土层可能液化。
岩体原位强度测试考虑了结构面的影响，测试结 果符合实际
一、现场岩体直剪试验 沿预定的剪切面进行，可分为：
1）岩体本身的抗剪强度试验 2）沿软弱结构面的抗剪强度试验 3）混凝土-岩体胶结面的抗剪强度试验 常把岩体抗剪强度试验分为三种：抗剪断试验、 摩擦试验(又称抗剪试验)和抗切试验
试验方法有平推法和斜推法两种
平均剪切波速 （m/s) >500
250~500
140~250
≤140
2020/5/12
土动力学
3、计算场地的卓越周期
T n 4Hi
v i1 si
2020/5/12
土动力学
4、液化判别（如果15m内的土层有饱和粉土或砂土）
用剪切波波速临界值判别：
砂土：
Vscr k
ds
0.01d
2 s
粉土： Vscr k
4. 试点表面应垂直预定的受力方向 5. 承压板的边缘距洞侧壁应大于承压板直径D的1.5倍，至洞
岩土工程勘察课件5岩体原位测试
某城市地铁隧道施工监测
总结词：实时监测
详细描述：在某城市地铁隧道施工过程中，通过岩体原位测试技术对周边岩体的位移、应力等进行了 实时监测，及时发现并处理了潜在的安全隐患，确保了施工安全。
Part
05
结论与展望
岩体原位测试的重要性和局限性
重要性
岩体原位测试是岩土工程勘察的重要手段，能够提供岩体的 物理性质、力学性质和工程地质特征等重要参数，为工程设 计和施工提供可靠依据。
岩土工程勘察课件5 岩体原位测试
• 岩体原位测试概述 • 岩体原位测试技术 • 岩体原位测试应用 • 岩体原位测试案例分析 • 结论与展望
目录
Part
01
岩体原位测试概述
定义与目的
定义
岩体原位测试
目的
评估岩体的物理性质、力学性质 和工程性能，为工程设计和施工 提供依据。
评估地下工程施工对周围环境的影响
通过岩体原位测试，可以了解地下工程施工对周围岩土体的影响范围和程度，为 施工方案制定和环境评价提供依据。
岩土工程治理
确定治理方案和措施
通过岩体原位测试，可以了解岩土体的工程地质特性和变形破坏规律，为制定 有效的治理方案和措施提供依据。
监测治理效果
通过岩体原位测试，可以监测治理工程实施后的效果，为进一步优化治理方案 和提高治理效果提供数据支持。
Part
04
岩体原位测试案例分析
某高速公路边坡稳定性评估
总结词：准确评估
详细描述：通过岩体原位测试，对某高速公路边坡的稳定性进行了准确评估，包 括岩体的物理性质、强度参数、变形特性等，为边坡支护设计提供了可靠依据。
某大型水电站坝基岩体强度测试
总结词：全面检测
详细描述：对某大型水电站坝基岩体进行了全面的岩体原位测试，包括岩体的抗压强度、抗剪强度、弹性模量等参数，确保 了大坝的安全稳定运行。
《岩土工程原位测试》课件
环境保护和治理：通过岩土工程原位测试技术，实现对土壤污染、地下水污染等 环境问题的有效监测和治理。
新能源领域：在风电、太阳能等领域，岩土工程原位测试技术为新能源基础设施 建设提供技术支持，确保工程安全可靠。
重大工程和基础设施：在桥梁、隧道、高速公路等重大工程和基础设施建设中， 岩土工程原位测试技术为工程质量和安全提供重要保障。
现场直接剪切试验
简介：现场直接剪切试验是岩土工程原位测试中的一种，用于测定土的抗剪强度参数。
原理：通过施加垂直和水平压力，使土样在剪切面上产生剪切力，从而测定土的抗剪强 度参数。
试验方法：在现场选取一定长度的土样，放置在刚性剪切盒中，施加垂直和水平压力， 使土样在剪切面上产生剪切力，记录剪切力和位移数据。
岩土工程原位测试
目录
单击此处添加文本 岩土工程原位测试的定义和目的 岩土工程原位测试的类型和原理 岩土工程原位测试的步骤和方法 岩土工程原位测试的案例分析
岩土工程原位测试的发展趋势和展望
定义和含义
岩土工程原位测 试是一种在岩土 工程场地中进行 的测试方法，用 于获取岩土体的 物理、力学性质 参数。
岩土工程原位测试能够减少工程勘察的工作量，缩短工程周期，降低工程成本。
岩土工程原位测试能够提供准确的岩土体参数，提高工程设计的准确性和可靠性，避免因参数 不准确而导致的工程事故和损失。
定义：静力触探是一种原位测试方法， 通过在岩土层中插入触探杆，施加恒 定压力，测量土层的变形和压力变化。
静力触探
应用范围：静力触探适用于各类土 层，尤其适用于软土、粘性土、粉 土等。
添加标题
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原理：通过测量土层对触探杆的侧摩 阻力和土层变形，推算出土层的物理 力学性质，如承载力、压缩模量等。
新能源领域：在风电、太阳能等领域，岩土工程原位测试技术为新能源基础设施 建设提供技术支持，确保工程安全可靠。
重大工程和基础设施：在桥梁、隧道、高速公路等重大工程和基础设施建设中， 岩土工程原位测试技术为工程质量和安全提供重要保障。
现场直接剪切试验
简介：现场直接剪切试验是岩土工程原位测试中的一种，用于测定土的抗剪强度参数。
原理：通过施加垂直和水平压力，使土样在剪切面上产生剪切力，从而测定土的抗剪强 度参数。
试验方法：在现场选取一定长度的土样，放置在刚性剪切盒中，施加垂直和水平压力， 使土样在剪切面上产生剪切力，记录剪切力和位移数据。
岩土工程原位测试
目录
单击此处添加文本 岩土工程原位测试的定义和目的 岩土工程原位测试的类型和原理 岩土工程原位测试的步骤和方法 岩土工程原位测试的案例分析
岩土工程原位测试的发展趋势和展望
定义和含义
岩土工程原位测 试是一种在岩土 工程场地中进行 的测试方法，用 于获取岩土体的 物理、力学性质 参数。
岩土工程原位测试能够减少工程勘察的工作量，缩短工程周期，降低工程成本。
岩土工程原位测试能够提供准确的岩土体参数，提高工程设计的准确性和可靠性，避免因参数 不准确而导致的工程事故和损失。
定义：静力触探是一种原位测试方法， 通过在岩土层中插入触探杆，施加恒 定压力，测量土层的变形和压力变化。
静力触探
应用范围：静力触探适用于各类土 层，尤其适用于软土、粘性土、粉 土等。
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原理：通过测量土层对触探杆的侧摩 阻力和土层变形，推算出土层的物理 力学性质，如承载力、压缩模量等。
岩土工程原位测试课件
②、拟定地基承载力—《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2023）
注：对圆锥动力触探成果进行应用时，应注意是采用原始击数还是修正后旳击数， 若需要采用修正后旳击数，则要根据规范要求进行相应旳计算。
4 原则贯入试验
⑴、原理：利用落锤能量（落锤质量63.5kg，落距76cm）将贯入器打入土 中，根据打入旳难易程度来评价土旳物理力学性质。
⑵、设备：
⑶、计数措施： ①、将贯入器预先打入15cm，不计数； ②、然后开始统计每10cm旳击数，合计打入30cm； ③、最终将30cm旳击数累加。 一般表达为：N=5+6+5 16 ④、假如击数到达50击时，贯入深度还未到达30cm，则 可停止试验，统计50击时旳实际贯入深度，然后再 换算成30cm旳击数，即N=30*50/ΔS； ⑤、假如贯入器进入碎石土或碎块状岩石层出现反弹， 则停止试验，击数记为 “反弹”。
⑶、因为不同旳弹性波旳波速测试仪器、措施都有不同，所以应根 据不同旳测试目旳有针正确进行。
⑷、测试措施：①、跨孔法：需要2个及以上钻孔；孔内激发，孔内接受 ②、单孔法：需要1个钻孔； 地面激发，孔内接受（下孔法） 孔中激发，地面接受（上孔法） 孔中激发，孔中另一位置接受 孔中激发，孔底接受 ③、面波法：不需要钻孔；地面激发，地面接受
6 旁压试验
因为目前国内旳旁压仪多是预钻孔式旳，所以对钻孔旳要求非常高， 而市场上钻孔旳质量极难到达要求，所以使得旁波速测试
⑴、波速测试就是测定各类弹性波在地基中旳传播速度。
体波 ⑵、弹性波
面波
纵波（压缩波、P波） 横波（剪切波、S波）
瑞利波（R波） 勒夫波（L波）
所以，因为多种规范旳意见不统一，所以勘察报告首先提供未经 修正旳实测值，这是基本数据。然后在应用时，根据本地积累资料时 旳详细情况，拟定是否修正和怎样修正。
注：对圆锥动力触探成果进行应用时，应注意是采用原始击数还是修正后旳击数， 若需要采用修正后旳击数，则要根据规范要求进行相应旳计算。
4 原则贯入试验
⑴、原理：利用落锤能量（落锤质量63.5kg，落距76cm）将贯入器打入土 中，根据打入旳难易程度来评价土旳物理力学性质。
⑵、设备：
⑶、计数措施： ①、将贯入器预先打入15cm，不计数； ②、然后开始统计每10cm旳击数，合计打入30cm； ③、最终将30cm旳击数累加。 一般表达为：N=5+6+5 16 ④、假如击数到达50击时，贯入深度还未到达30cm，则 可停止试验，统计50击时旳实际贯入深度，然后再 换算成30cm旳击数，即N=30*50/ΔS； ⑤、假如贯入器进入碎石土或碎块状岩石层出现反弹， 则停止试验，击数记为 “反弹”。
⑶、因为不同旳弹性波旳波速测试仪器、措施都有不同，所以应根 据不同旳测试目旳有针正确进行。
⑷、测试措施：①、跨孔法：需要2个及以上钻孔；孔内激发，孔内接受 ②、单孔法：需要1个钻孔； 地面激发，孔内接受（下孔法） 孔中激发，地面接受（上孔法） 孔中激发，孔中另一位置接受 孔中激发，孔底接受 ③、面波法：不需要钻孔；地面激发，地面接受
6 旁压试验
因为目前国内旳旁压仪多是预钻孔式旳，所以对钻孔旳要求非常高， 而市场上钻孔旳质量极难到达要求，所以使得旁波速测试
⑴、波速测试就是测定各类弹性波在地基中旳传播速度。
体波 ⑵、弹性波
面波
纵波（压缩波、P波） 横波（剪切波、S波）
瑞利波（R波） 勒夫波（L波）
所以，因为多种规范旳意见不统一，所以勘察报告首先提供未经 修正旳实测值，这是基本数据。然后在应用时，根据本地积累资料时 旳详细情况，拟定是否修正和怎样修正。
7.岩土工程勘察-第七章-岩土工程原位测试-王亚军
oa段：
E
pb(1 2 ) I
s
平板载荷试验
Plate Loading Test
载荷试验
浅层平板静力载荷试验的基本原理
承压板 地基土
糯扎渡现场碾压 平板载荷试验
平板载荷试验
现场载荷试验
按地基载荷试验确定地基的承载力特值
7.1.3 试验设备
桁架
位移计
千斤顶 静载荷试验装置
地锚
常用的静载试验设备
对于饱和软黏土 地基，曲线多呈缓变 形可采用下面两曲线 确定地基承载力。
lg p lg s曲线 p s 曲线
p
lg p lg s曲线
p s 曲线 p
② 相对沉降法
我国《建筑地基基础设计规范》中规定，当承压 板面积为0.25~0.5 ㎡时对于低压缩性土和砂性土．在 p-s 曲线上取 s/b = 0.01~0.015 所对应的荷载作为地基 承载力特征值，对于中、高压缩性的土取 s/b = 0.02 所对应的荷载作为地基承载力特征值，但其值不应大 于最大加载量的一半。
59
算得变形模量：
E0
(1 2 )
p s
d
4
4
1 0.252 0.0124
0.351.128 23.44
MPa
从上述计算过程可以看出，在数据处理和分析过程中 不是太精确，规范的规定对很多情况也不是太明确，一般 应借助于经验和理论知识，且应偏于安全。
60
③ 确定基床反力系数
基准基床系数可根据承压板边长 30cm 的平 板载荷试验的曲线的初始直线段的荷载与其相应 沉降量之比来确定，即：
③ 极限荷载法
我国《建筑地基基础设计规范》中规定， 当极限荷载小于对应比例界限荷载的2倍时， 取极限荷载的一半作为地基的承载力特征值。
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
第17页/共84页
• 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。
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
第17页/共84页
• 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。
原位测试 触探法.ppt
岩土工程勘察
地基勘察方法—原位测试（触探法）
主讲人：张力霆（教授）
石家庄铁道大学
岩土工程勘察
地基勘察方法—原位测试（触探法）
触探既是一种勘探方法，同时也是一种现场 测试方法。但是测试结果所提供的指标并不是 概念明确的物理量，通常需要将它与土的某种 物理力学参数建立统计关系才能使用。而且这 种统计关系因土而异，并有很强的地区性。
（2）静力触探试验资料的整理
双桥探头 静力触探
曲线
岩土工程勘察 地基勘察方法—原位测试(触探法)
2. 圆锥动力触探
圆锥动力触探试验是利用一定质量的重锤，以一定高度的自由落 距，将标准规格的圆形探头贯入土中，根据打入土中一定的距离所 需的锤击数，判定土的力学特性，具有勘探和测试双重功能。
(1)动力触探试验分类
停止试验或改用超重型试验。
超重型动力触探的能量指数（落锤能量与探头规 截面积之比）与国外的并不一致，但相近，适用 于碎石土。
岩土工程勘察 地基勘察方法—原位测试(触探法)
(3)动力触探试验及成果
主要技术要求
1）探头传感器必须事先进行率定；2）电缆按探杆连接顺序一次 穿过所有的探杆；3）匀速将探头垂直压入土中，控制贯入速率， 每隔10cm记录 qc 、 fs （或 ps ）或u。
岩土工程勘察 地基勘察方法—原位测试(触探法)
（2）静力触探试验资料的整理
单桥探头 静力触探
曲线
岩土工程勘察 地基勘察方法—原位测试(触探法)
岩土工程勘察 地基勘察方法—原位测试(触探法)
单桥探头
单桥探头能测定一个触探指标—比贯入阻力ps 。 ps 值是指探头锥尖底面积A与总贯 入阻力p的比值，即
ps = p/ A
双桥探头
地基勘察方法—原位测试（触探法）
主讲人：张力霆（教授）
石家庄铁道大学
岩土工程勘察
地基勘察方法—原位测试（触探法）
触探既是一种勘探方法，同时也是一种现场 测试方法。但是测试结果所提供的指标并不是 概念明确的物理量，通常需要将它与土的某种 物理力学参数建立统计关系才能使用。而且这 种统计关系因土而异，并有很强的地区性。
（2）静力触探试验资料的整理
双桥探头 静力触探
曲线
岩土工程勘察 地基勘察方法—原位测试(触探法)
2. 圆锥动力触探
圆锥动力触探试验是利用一定质量的重锤，以一定高度的自由落 距，将标准规格的圆形探头贯入土中，根据打入土中一定的距离所 需的锤击数，判定土的力学特性，具有勘探和测试双重功能。
(1)动力触探试验分类
停止试验或改用超重型试验。
超重型动力触探的能量指数（落锤能量与探头规 截面积之比）与国外的并不一致，但相近，适用 于碎石土。
岩土工程勘察 地基勘察方法—原位测试(触探法)
(3)动力触探试验及成果
主要技术要求
1）探头传感器必须事先进行率定；2）电缆按探杆连接顺序一次 穿过所有的探杆；3）匀速将探头垂直压入土中，控制贯入速率， 每隔10cm记录 qc 、 fs （或 ps ）或u。
岩土工程勘察 地基勘察方法—原位测试(触探法)
（2）静力触探试验资料的整理
单桥探头 静力触探
曲线
岩土工程勘察 地基勘察方法—原位测试(触探法)
岩土工程勘察 地基勘察方法—原位测试(触探法)
单桥探头
单桥探头能测定一个触探指标—比贯入阻力ps 。 ps 值是指探头锥尖底面积A与总贯 入阻力p的比值，即
ps = p/ A
双桥探头
工程地质原位测试课件
工程地质原位测试
工程地质原位测试
以实际结构物为对象，在现场工程地 质条件下按初步设计的荷载条件进行试验。
工程地质原位测试
n 原位测试的优点： 1. 可以测定难以取得不扰动土样的有关工 程力学性质。 2. 可以避免取样过程中应力释放的影响。 3. 原位测试的土体影响范围远比室内试验 大，因而代表性强。 4. 可以缩短地基土层勘察周期。
2.粘性土的状态
3.砂土的抗剪指标
4.粘性土的不排水抗剪强度
5.土的变形模量和压缩模量
6.地基承载力
7.单桩承载力
8.砂土液化
工程地质原位测试
十字板剪切试验
工程地质原位测试
n 优点： 较为有效的、可靠的现场测试方法
n 适用范围： 均质饱和软粘性土
n 目的： 1.不排水抗剪强度 2.估算软粘土的灵敏度
工程地质原位测试
n 缺点： 1.各种原位测试都有其适用条件，使用不当 会影响效果。 2.原位测试所得参数与土的工程力学性质之 间的关系往往是建立在统计经验关系上的。 3.影响原位测试成果的因素较为复杂，影响其 准确性。 4.原位测试中的主应力方向往往与实际岩土工 程中的主应力方向不一致。
工程地质原位测试
本章主要内容
n 绪论 原位测试的 基本概念 原位测试的优缺点
n 主要的原位测试 静力载荷试验 静力触探试验 圆锥动 力触探 标准贯入试验 十字板剪切试验 扁铲侧胀试验 旁压试验 波速测试 现场大型直剪试验 块体基础振动试验
工程地质原位测试
绪论
n 原位测试的定义： 就是在土层原来所处的位置基本保持
土体的天然结构、天然含水量及天然应力状 态下，测定土的工程力学性质指标。 n 原型试验：
工程地质原位测试
工程地质原位测试
以实际结构物为对象，在现场工程地 质条件下按初步设计的荷载条件进行试验。
工程地质原位测试
n 原位测试的优点： 1. 可以测定难以取得不扰动土样的有关工 程力学性质。 2. 可以避免取样过程中应力释放的影响。 3. 原位测试的土体影响范围远比室内试验 大，因而代表性强。 4. 可以缩短地基土层勘察周期。
2.粘性土的状态
3.砂土的抗剪指标
4.粘性土的不排水抗剪强度
5.土的变形模量和压缩模量
6.地基承载力
7.单桩承载力
8.砂土液化
工程地质原位测试
十字板剪切试验
工程地质原位测试
n 优点： 较为有效的、可靠的现场测试方法
n 适用范围： 均质饱和软粘性土
n 目的： 1.不排水抗剪强度 2.估算软粘土的灵敏度
工程地质原位测试
n 缺点： 1.各种原位测试都有其适用条件，使用不当 会影响效果。 2.原位测试所得参数与土的工程力学性质之 间的关系往往是建立在统计经验关系上的。 3.影响原位测试成果的因素较为复杂，影响其 准确性。 4.原位测试中的主应力方向往往与实际岩土工 程中的主应力方向不一致。
工程地质原位测试
本章主要内容
n 绪论 原位测试的 基本概念 原位测试的优缺点
n 主要的原位测试 静力载荷试验 静力触探试验 圆锥动 力触探 标准贯入试验 十字板剪切试验 扁铲侧胀试验 旁压试验 波速测试 现场大型直剪试验 块体基础振动试验
工程地质原位测试
绪论
n 原位测试的定义： 就是在土层原来所处的位置基本保持
土体的天然结构、天然含水量及天然应力状 态下，测定土的工程力学性质指标。 n 原型试验：
工程地质原位测试
《工程地质原位测试》课件
应用于工程地质勘察和基础设计。
旁压试验
总结词
通过旁压器对土施加压力，测量土的变形和压力之间的关系，以确定土的承载力和变形性质。
详细描述
旁压试验是一种常用的原位测试方法，适用于各类土。通过旁压器对土施加压力，可以测量土的变形 和压力之间的关系，从而计算出土的承载力和变形模量等参数。该方法具有简便、快速等优点，广泛 应用于工程地质勘察和基础设计。
测试精度和效率的提升
提升测试设备的精度
通过改进测试设备的设计和制造工艺，提高设备的测 量精度和稳定性，从而提升原位测试结果的可靠性。
优化测试流程
通过改进测试流程，减少测试时间，提高测试效率。例 如，采用自动化设备进行数据采集和处理，减少人工干 预，提高工作效率。
人工智能在工程地质原位测试中的应用
动力触探
总结词
通过锤击将探头打入土中，根据锤击能量和探头贯入土中的难易程度，确定土的动力学 性质。
详细描述
动力触探是一种利用锤击能量将探头打入土中的原位测试方法。根据不同锤重和落距， 可以将探头打入土中的不同深度。通过测量锤击能量和探头贯入土中的难易程度，可以 确定土的动力学参数，如动剪切模量、动泊松比等。该方法适用于砂土、碎石土和岩层
未来展望
未来，随着新技术的不断涌现和应用，工程地质原位测试将朝着更加智能化、高效化和精准化的方向发 展。同时，随着环境保护意识的提高，绿色、低碳的测试方法也将成为未来的研究重点。
02 工程地质原位测试方法
静力触探
总结词
通过静力将探头压入土中，测量土的压力和位移，以确定土的力学性质。
详细描述
静力触探是一种常用的原位测试方法，适用于各类土和岩层。通过测量土的压力和位移，可以计算出土的力学参 数，如侧摩阻力、锥尖阻力等。该方法具有快速、简便、连续等优点，广泛应用于工程地质勘察和基础设计。
旁压试验
总结词
通过旁压器对土施加压力，测量土的变形和压力之间的关系，以确定土的承载力和变形性质。
详细描述
旁压试验是一种常用的原位测试方法，适用于各类土。通过旁压器对土施加压力，可以测量土的变形 和压力之间的关系，从而计算出土的承载力和变形模量等参数。该方法具有简便、快速等优点，广泛 应用于工程地质勘察和基础设计。
测试精度和效率的提升
提升测试设备的精度
通过改进测试设备的设计和制造工艺，提高设备的测 量精度和稳定性，从而提升原位测试结果的可靠性。
优化测试流程
通过改进测试流程，减少测试时间，提高测试效率。例 如，采用自动化设备进行数据采集和处理，减少人工干 预，提高工作效率。
人工智能在工程地质原位测试中的应用
动力触探
总结词
通过锤击将探头打入土中，根据锤击能量和探头贯入土中的难易程度，确定土的动力学 性质。
详细描述
动力触探是一种利用锤击能量将探头打入土中的原位测试方法。根据不同锤重和落距， 可以将探头打入土中的不同深度。通过测量锤击能量和探头贯入土中的难易程度，可以 确定土的动力学参数，如动剪切模量、动泊松比等。该方法适用于砂土、碎石土和岩层
未来展望
未来，随着新技术的不断涌现和应用，工程地质原位测试将朝着更加智能化、高效化和精准化的方向发 展。同时，随着环境保护意识的提高，绿色、低碳的测试方法也将成为未来的研究重点。
02 工程地质原位测试方法
静力触探
总结词
通过静力将探头压入土中，测量土的压力和位移，以确定土的力学性质。
详细描述
静力触探是一种常用的原位测试方法，适用于各类土和岩层。通过测量土的压力和位移，可以计算出土的力学参 数，如侧摩阻力、锥尖阻力等。该方法具有快速、简便、连续等优点，广泛应用于工程地质勘察和基础设计。
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4N(10k0P)a
其中 NN1N2 2
qf 5NcAc2NsAs(kN)
式中：N1为桩端处的N值，N2为桩尖上10B范围内的平均N值
（3）国内法 书上126——129页
.
4. 确定粘性土稠度及c、、Es值
利用标贯锤击数确定粘性土稠度及c、值见表321至3-24，确定Es见表3-25
表3-22 N手与稠度状态的关系
按测量机理分：机械式静力触探和电测式静力 触探
按探头功能分：单桥静力触探、双桥静力触探、 孔压静力触探
电测式静力触探的优点： （1）测试连续、快速，效率高，功能多，兼 具勘探与测试双重作用； （2）测试数据精度高，再现性好； （3）采用电测技术，便于实现测试工程的自 动化，测试成果可由计算机自动处理，减少了 工作强度。
.
二、测试设备与种类
设备组成： 1. 触探主机和反力装置 • 触探主机可分为液压
式和机械式 • 反力装置可分为自重
式和锚式 2. 测量与记录显示装置 3. 探头和探杆
.
触探主机为液压传动式的，反力装置为自重式。
.
触探主机为液压传动式的，反力装置为地锚式。
.
触探主机为机械传动式的，反力装置为地锚式。
N28
2
3
4
6
8
10
12
fk(kPa) 120 150 180 2力 （1）Meyerhof法
qd
0.4Nh4N(t/英尺 2） 40N0(kP)a B
qf 2N10k0Pa
式中：B为桩宽度或直径[m]，h为桩进入砂层的深度[m]
（2）日本法
qd
一、定义
静 力 触 探 ( Static Cone Penetration Test, 简 称 CPT)是借助机械把一定 规格的圆锥形探头匀速 压入土中，通过测定探 头的端阻qｃ，侧壁摩阻 力fｓ来确定土体的物理 力学参数，划分土层的 一种土体勘测技术。
.
.
静力触探首先在荷兰研制成功，因此静力触探 也叫“荷兰锥”试验。
N63.5 <5
密实度 松散
孔隙比e >0.65
5-8
稍密
0.65-0.50
8-10
中密
0.50-0.45
>10
密实
<0.45
粗砂
中砂
.
（2）砂土液化
Ncr N00.9 0.1ds dw
.
二、优点（与室内试验比较）
1. 不需经过钻探取样，直接测定岩土力学性质， 更能真实反映岩土的天然结构及天然应力状态 下的特性。
2. 原位测试所涉及的土尺寸较室内试验样品要大 得多，因而更能反映土的宏观结构如裂隙等)对 土的性质的影响，比土样具代表性。
3. 可重复进行验证，缩短试验周期。
.
第二章 静力触探
动力触探直方图及土层划分 .
2. 确定地基土承载力
根据标贯或轻 探型 确动 定力 承触 载力 式时 修应 正按 锤
N(或 N10)1.645
表3-7 砂土地基容许承载力（kPa）（标贯法）
N
土类
10
15
30
50
中、粗砂
180
250
340
500
粉、细砂
140
180
250
340
表3-8 粘性土、粉土地基承载力（中型动力触探）
.
二、测试设备与测试原理
（一）测试设备
a. 探杆（包括导向杆） b.提引器（分内挂式和外挂式两种） c.穿心锤 d. 锤座（包括钢砧与锤垫） e. 探头
.
.
.
.
.
.
沧州滨海公路试验仪器厂研制的电动触探仪
.
六、测试成果的应用
1. 划分土类或土层剖面 锤击数越少，土的颗
粒越细；锤击数越多， 土的颗粒越粗。
双用（桥）探头 多用（孔压）探头
.
.
三、测试原理
电阻应变片
电桥
E L E
L
应力应变关系
I—电流
R K L R L
电流变化
R—电阻 U—电压（根据欧姆定律）
U 1 K LU 2L
电压变化（测量值）
.
第四章 动力触探
一、定义
动力触探测试(DPT: dynamic penetration test)：是利用一 定的锤击动能，将一定规格的探头打入土中，根据打入土 的难易程度（可用贯入度、锤击数或探头单位面积动贯入 阻力来表示）判定土层性质的一种原位测试的方法。
N手
<2 2-4
4-7
7-18
IL（液性指数） >1 1-0.75 0.75-0.5 0.5-0.25
稠度状态 流动 软塑 软可塑 硬可塑
18-35 0.25-0 硬塑
>35 <0 坚硬
.
5. 砂土密实度与液化判断
（1）砂土密实度
砂土密实度是确定砂土承载力和判断砂 土液化的主要指标
土类 砾砂
表3-28 N63.5与砂土密实度的关系
优点： （1）设备简单，且坚固耐用； （2）操作及测试方法容易，一学就会； （3）适用性广； （4）快速，经济，能连续测试土层； （5）有些动力触探，可同时取样，观察描述； （6）经验丰富，使用广泛。
.
.
分类： 依据为穿心锤的重量和探头类型
轻型（穿心1锤 0k g） 重
圆锥动力触 中 重 超探 型 型 重26（ （ 型831k.5（ 2gk） 0kg）g）
.
.
.
•探头是静力触探仪的关键部件
•分为三种类型：单用（桥）探 头、双用（桥）探头、多用（ 孔压）探头
Ps：比贯入阻力，qc：锥尖阻力 ，fs：侧壁摩阻力，uw ：孔隙水 压力
.
• 国际标准探头的规格：锥头顶角60°、底面积 10cm2、侧壁摩擦筒面积150cm2、透水石在锥底
.
单用（桥）探头
第一章 概述
一、土体原位测试的概念
原位测试（In-Situ Testing ）：在岩土体原有的位置上， 在保持岩土的天然结构、天然含水量以及天然应力 状态条件下测定岩土性质称为原位测试。
土体原位测试：一般指的是在工程地质勘察现场， 在不扰动或基本不扰动土层的情况下对土层进行测 试，以获得所测土层的物理力学性质指标及划分土 层一种土工勘察技术。
标准贯入测6试 3.5k（ g，落距 76cm，贯入 30cm，可取样）
.
标贯与一般动探的主要区别在于探头不同
.
圆锥动力触探 简称动力触探或动探
标准贯入测试(Standard penetration Test) 简称标贯 (SPT)：63.5kg的穿心锤自0.76m高
处自由下落，撞击锤座，通过探杆将标准贯入 器贯入孔底土层中，记录贯入0.30m的锤击数， 用来测试土层物理力学参数的一种测试方法。 每次测试共贯入0.45m，其中仅0.3m记锤击数