静力触探
静力触探
静力触探试验静力触探试验是用静力将探头以一定的速率压入土中，利用探头内的力传感器，通过电子量测仪器将探头受到的贯入阻力记录下来。
由于贯入阻力的大小与土层的性质有关，因此通过贯入阻力的变化情况，可以达到了解土层的工程性质的目的。
静力触探试验可根据工程需要采用单桥探头、双桥探头或带孔隙水压力量测的单、双桥探头，可测定比贯入阻力(ps)、锥尖阻力(qc)侧壁阻力(fs)和贯入时的孔隙水压力（u）。
静力触探试验适用于软土、一般粘性土、粉土、砂土和含少量碎石的土。
一、静力触探的试验设备静力触探设备试验由加压装置、反力装置、探头及量测记录仪器等四部分组成：（一）加压装置加压装置的作用是将探头压入土层中，按加压方式可分为下列几种。
1.手摇式轻型静力触探。
利用摇柄、链条、齿轮等用人力将探头压入土中。
用于较大设备难以进入的狭小场地的浅层地基土的现场测试。
2.齿轮机械式静力触探。
主要组成部件有变速马达(功率2.8～3kW)、伞形齿轮、丝杆、稻香滑块、支架、底板、导向轮等。
其结构简单，加工方便，既可单独落地组装，也可装在汽车上，但贯入力小，贯入深度有限。
3.全液压传动静力触探。
分单缸和双缸两种。
主要组成部件有：油缸和固定油缸底座、油泵、分压阀、高压油管、压杆器和导向轮等。
目前在国内使用液压静力触探仪比较普遍，一般最大贯入力可达200kN。
(二)反力装置静力触探的反力用三种形式解决：1.利用地锚作反力。
当地表有一层较硬的粘性土覆盖层时，可以是使用2～4个或更多的地锚作反力，视所需反力大小而定。
锚的长度一般1.5m左右，叶片的直径可分成多种，如25、30、35、40cm，以适应各种情况。
2.用重物作反力。
如地表土为砂砾、碎石土等，地锚难以下入，此时只有采用压重物来解决反力问题，即在触探架上压以足够的重物，如钢轨、钢锭、生铁块等。
软土地基贯入30m以内的深度，一般需压重物40～50kN。
3.利用车辆自重作反力。
将整个触探设备装在载重汽车上，利用载重汽车的自重作反力。
静力触探
Cu=0.071qc+1.28
Qc<700kPa
同济大学
Cu=0.039qc+2.7
Qc<800kPa
铁道部
Cu=0.0308ps+4.0
Ps=100 ～ 1500kPa 新 .0696ps-2.7
Ps=300～1200饱和软 粘土
武汉静探联合组
Cu=0.1qc
Ψ=0纯粘土
Qu = α b q cb Ab + U P ∑ f si l i β f
i =1
−
n
确定地基土承载力基本值f 用ps(kPa)或qc值(kPa)确定地基土承载力基本值 o (kPa) 或 确定地基土承载力基本值
实用公式
f0
适用条件 上海硬壳层 上海淤泥质粘性土 上海灰色粘性土 上海粉土 1500≦ 一般粘性土 1500≦ps≦6000 淤泥质土、一般粘性土、 淤泥质土、一般粘性土、老粘土 300≦ 300≦ps≦6000 淤泥质土、 300≦ 淤泥质土、一般粘性土 300≦ps≦3000 老粘性土 中、粗砂 粉、细砂 3000≦ 3000≦ps≦6000 1000≦ 1000≦ps≦10000 1000≦ps≦15000 1000≦
软 土 ， 0.3≦ps<5 软 土 ， 0.3≦ps<3 老粘性土
Es
和 变 形 模 量
3≦ps<6 ps<1.6 建设部综勘院 ps>4
软土，一般粘性土 粉土
Eo
2）砂土 砂土的压缩模量E、变形模量E0和初始切线模量Ei与静力触 探的锥尖阻力qc和贯入阻力qs均有一定的关系。如我国铁道 部《静力触探技术规则》提出估算砂土Es的经验值见下表
摩阻比-深度（Rfh）关系曲线
静力触探试验
05
CATALOGUE
静力触探试验的优缺点
优点
无损检测 连续测试 快速简便 适用范围广
静力触探试验是一种无损检测方法，不会对土体造成破坏，能 够保证土体的完整性和原状结构。
静力触探试验可以连续进行，能够获取土体中不同深度的物理 性质参数，如锥尖阻力、侧摩阻力等。
静力触探试验操作简便，测试速度快，能够提高工程勘察的效 率。
地层参数的确定
土层厚度
通过静力触探试验结果，确定各土层 的厚度和分布范围。
土层承载力
根据静力触探数据计算各土层的承载 力，为工程设计提供依据。
土层压缩性
分析土层的压缩性指标，判断土层的 稳定性及沉降量。
土层抗剪强度
通过静力触探试验结果，确定土层的 抗剪强度参数，评估边坡稳定性。
地层评价与工程建议
地层评价
根据静力触探试验结果，对各土层进行 评价，确定其工程性质和适用性。
风险评估
结合地层评价结果，对工程中可能存 在的风险进行评估，并提出相应的防
范措施。
工程建议
根据地层评价结果，提出针对性的工 程措施和建议，如地基处理、边坡防 护等。
监测方案
根据工程需求和地层特点，制定合理 的监测方案，对工程实施过程中的土 层变化进行实时监测。
对硬土和岩石不适用
静力触探试验不适用于硬土和岩石地层，因为锥尖阻力可能会非常大 ，导致无法进行测试。
需要经验丰富的操作员
静力触探试验需要经验丰富的操作员进行操作，以确保测试结果的准 确性和可靠性。
06
CATALOGUE
静力触探试验的案例分析
案例一：某地区软土层的静力触探试验
总结词
了解软土层的物理性质
目的
静力触探试验
§6.4静力触探资料整理
《 岩 土 工 程 勘 察 规 范 》(GB-50021-2001) 的 第 10.3.3条：
“静力触探试验成果分析应包括下列内容： 1.绘制各种贯入曲线：单桥和双桥探头应绘制
§6.1静力触探试验概念
6.1.2静力触探试验特点
静力触探试验具有快速、精确、经济和节省人 力等特点。特别是对于地层变化较大的复杂场地以及 不易取得原状土样的饱和砂土和高灵敏度的软粘土地 层的勘察。
另外，静力触探试验还能够准确地确定桩尖持 力层，这是其余勘探手段难以比拟的。
§6.2静力触探试验设备
2
式中 △hi——第i段深度修正值；
θ,θi ——第i次和第i-1次实测的倾斜角。
触探结束时的总修正量为∑△hi，则实际的贯入
深度应为：
h hi
§6.4静力触探资料整理
6.4.1单孔资料整理
二.贯入阻力的计算
单桥探头的比贯入阻力、双桥探头的锥头阻力
及侧壁摩阻力按下列公式计算：
ps=Kp·εp
§6.4静力触探资料整理
6.4.1单孔资料整理 三.摩阻比的计算
摩阻比α是以百分率表示的各对应深度的锥头阻 力和侧壁摩擦力的比值：
α=fs/qc×100%
式中α——双桥探头的摩阻比。
§6.4静力触探资料整理
6.4.1单孔资料整理 四.绘制单孔静探曲线
使用微机触探时，可由微机自动完成需要的单 孔静探曲线。
§6.3静力触探试验要点
6.3.2现场试验工作
孔深超过6m后，可根据不归零数大小，放宽归 零检查的深度间隔。
静力触探试验
1 概述 2 试验设备 3 试验技术要求 4 成果应用
1 概述
静力触探（CPT），是用静力将探头 以以一定的速率压入土中，利用探头 内的力传感器，通过电子量测器将探 头收到的贯入阻力记录下来，可以达 到了解图层工程性质的目的。
CPT主要适合于黏性土、粉土和中等密实度以下的砂土等土质情况。由于目前尚无 法提供足够大的稳固压入反力，对于含较多碎石、砾石的土和很密实的砂土一般不 适合采用。此外总的测试深度不能超过80m。
2.3 量测记录仪器
电阻应变仪
自动记录仪
3 静力触探试验技术要求
触探头应匀速垂直压入土中，贯入速率为1.2m/min； 触探头的测力传感器连同仪器、电缆应进行定期标定，室内探头标定测力传感 器的非线性误差、重复性误差、滞后误差、温度零漂、归零误差均应小于1%FS （full scale），现场试验归零误差应小于3% ，绝缘电阻不小于500MΩ 深度记录误差不应大于触探深度的±1% ; 当贯入深度大于30m，或穿过厚层软土层再贯入硬土层时，应防止孔斜或触探 杆断裂，也可配置测斜探头量测触探孔偏斜角，以修正土层界线深度。 孔压探头在贯入前，应在室内保证探头应变腔为已排除气泡的液体所充满，并 在现场保持探头应变腔的饱和状态，直至探头进入地下水位以下土层。在孔压静 探试验中不得上提探头，以免出现真空负压，破坏应变腔的饱和状态。 当进行孔压消散试验时，应量测停止贯入后不同时间的孔压值，其计时间隔应 由密而疏。试验过程中不得松动探杆。
2 试验设备
贯入装置 探头 量测系统
静力触探试验设备
静力加压装置
探 头
电 测
装
置
qsia qpa
静力触探试验
2.1 贯入设备
一、加压装置
静力触探试验在工程勘察技术中的实用意义
静力触探试验在工程勘察技术中的实用意义摘要：一、静力触探试验的概述二、工程勘察技术中静力触探试验的作用三、静力触探试验在工程勘察中的应用实例四、静力触探试验的优势与局限性五、未来发展展望正文：一、静力触探试验的概述静力触探试验（Static Cone Penetration Test，简称SCPT）是一种在地面或地下进行的岩土工程勘察方法。
通过该试验，可以获得地基土层的力学性质、工程特性等关键信息，为工程建设提供重要依据。
静力触探试验在我国工程勘察领域得到了广泛的应用，具有很高的实用价值。
二、工程勘察技术中静力触探试验的作用1.地基土层性质的判定：静力触探试验通过测量钻头在土层中的贯入阻力，可以判断土层的性质、均匀性及变化趋势，为地基设计和基础选型提供依据。
2.土层参数的获取：静力触探试验可测定土层的厚度、密度、剪切波速等物理力学参数，为工程设计提供详细的数据。
3.地下水位及土层液限的确定：静力触探试验可在钻孔中安装压力计和流量计，测定地下水位及其变化，判断土层的液限。
4.地基承载力的评估：静力触探试验可通过计算钻头贯入过程中的阻力与深度关系，评估地基承载力。
三、静力触探试验在工程勘察中的应用实例1.高速公路建设：在高速公路工程勘察中，静力触探试验可用于评估路基土壤的承载力、均匀性等特性，为设计提供依据。
2.桥梁基础工程：在桥梁基础工程中，静力触探试验可用于调查河床、两岸边坡等地基土层的性质，为基础设计提供数据支持。
3.港口与航道工程：静力触探试验在港口与航道工程中，可帮助了解海底土层的承载力、稳定性等特性，为海底基础工程设计提供参考。
四、静力触探试验的优势与局限性1.优势：静力触探试验设备轻便、操作简便、成本较低，适用于各种地质条件和场地。
试验结果可靠，对地基土层的评价具有较高的准确性。
2.局限性：静力触探试验的深度有限，对于深层地基的勘察效果不佳。
此外，试验结果受土层性质、钻头形状、操作技术等因素影响，需要综合其他勘察方法进行验证。
静力触探法研究综述
静力触探法研究综述静力触探法是一种常用的地质勘探方法，已被广泛应用于工程地质、地质灾害等领域。
本文将从静力触探法的基本原理、设备及操作、数据解析等方面进行综述。
一、静力触探法基本原理静力触探法利用一根细长的探头在垂直方向向地下进行推进，测量不同深度下的推进阻力和地下土壤的稳定性，从而判断地下土层的性质和特性。
在静力触探法中，土壤的阻力是通过探头与土体相互作用而产生的，探头的下降速度相对较小，土体的变形、固结等因素对探头下降产生的影响可以忽略不计。
因此，通过测量探头下降的阻力大小，我们就可以了解到不同深度处的土壤的稳定性以及地层构成等信息。
二、静力触探法设备及操作静力触探法设备通常由静力触探机、探针、同步采集仪等组成。
其中，静力触探机是整个设备的核心，负责将探测探头向下推入土体。
静力触探机的设计应该具有以下特点：1.具有稳定的推力，在不同的土层中都能可靠稳定推进。
2.具有较高的精度，可以测量出不同深度下的土壤推力。
3.可以自动控制设备和采集数据，提高测量效率和准确性。
在使用静力触探法时，需要注意以下操作步骤：1.确定试验点位置，并先进行标识。
2.根据试验点的情况选择相应的连续探头或分段探头。
3.将静力触探机和探头组装好，并将探头插入土壤中。
4.推进探头过程中，应根据推进的阻力大小和下降速度来判断地下土层的性质和特性。
5.达到设定深度后，记录下测量结果，并将探头取出。
三、静力触探法数据解析静力触探法测量获得的数据量大，需要进行综合解析后才能得到有效的结果。
常见的数据解析方法主要有以下几种：1.经验方法：依据经验公式确定土层的物理和机械性质，如密度、抗压强度等。
2.统计方法：通过建立地层统计模型和实际观测值的比较，对土体性质进行综合解析，如地层划分、土层厚度等。
3.数值方法：利用有限元、边界元等数值方法对土体结构分析，得到更精确的地下结构模型和土壤力学性质参数，以预测地面沉降、振动等情况。
总之，静力触探法是一种常用的基础地质勘探方法，通过测量地下土层的推进阻力大小，可以了解到地层的物理、力学等性质，具有很高的实用价值。
六、静力触探试验
六、静力触探试验1. 试验的目的及意义通过静力触探试验，了解双桥经理处探探头的构造和标定方法，掌握试验的操作步骤及技术要求，处理试验数据得到地基土的锥尖阻力q 、侧壁摩阻力f 及摩阻比R ,并对地基csf土进行分层及土类鉴别。
2. 试验的适用范围静力触探试验适应于软土、粘性上、粉土、砂类土和含有少量碎石的土层。
与传统的钻探方法相比，静力触探试验具有速度快、劳动强度低、清洁、经济等优点，而且可连续获得地层的强度和其他方面的信息。
不受取样扰动等人为因索的影响。
这对于地基土在竖向变化比较复杂，而用其他常规勘探试验手段能大密度取土或测试来査明土层变化；对于在饱和砂土、砂质粉土及高灵敏性软土中的钻探取样往往不易达到技术要求，或者无法取样的情况。
静力触探试验均具有它独特的优越性。
因此,在适宜于使用静力触探的地区，该技术普遍受到欢迎。
但是，静力射探试验中不能对上进行直接的观察、鉴别，而且不适用于含较多碎石、砾石的土层和很密实的砂层。
3. 试验的基本原理静力触探试验是利用准静力以恒定的贯入速率将一定规格和形状的圆锥探头通过一系列探杆压入土中，同时测记贯入过程中探头所受到的阻力，根据测得的贯入阻力大小来间接判定土的物理力学性质的现场试验方法。
静力触探试验所能获得的土层信息与探头的性能有很大的关系。
单桥探头测得圆锥所受土体总的阻力，即贯入比阻力p ，双桥探头同时测得锥尖阻力q 和侧壁摩阻力f，这些scs 参数广泛用于桩基承载力设计中。
孔压探头是在双桥探头基础上增加了孔压测量传感器，因此测试过程中除了能够获得锥尖阻力q 和侧壁摩阻力f之外，还可以获得孔压u ,并可在静止状态下在某一深度进行孔cs压消散试验，得到土层固结特性。
4.试验仪器及制样工具静力触探试验设备主要包括探头、贯入主机、反力装置、探杆和记录仪组成•试验中采用设备如下：探头：多功能无绳静力触探探头,除了可以量测锥尖阻力和侧壁摩阻力外，还可以测得孔压、贯入深度和钻杆倾斜度；试验前需要在标定架上对静力触探探头进行标定，得到相应的标定系数。
静力触探
静力触探试验静力触探试验是用静力将探头以一定的速率压入土中，利用探头内的力传感器，通过电子量测仪器将探头受到的贯入阻力记录下来。
由于贯入阻力的大小与土层的性质有关，因此通过贯入阻力的变化情况，可以达到了解土层的工程性质的目的。
静力触探试验可根据工程需要采用单桥探头、双桥探头或带孔隙水压力量测的单、双桥探头，可测定比贯入阻力(ps)、锥尖阻力(qc)侧壁阻力(fs)和贯入时的孔隙水压力（u）。
静力触探试验适用于软土、一般粘性土、粉土、砂土和含少量碎石的土。
一、静力触探的试验设备静力触探设备试验由加压装置、反力装置、探头及量测记录仪器等四部分组成：（一）加压装置加压装置的作用是将探头压入土层中，按加压方式可分为下列几种。
1.手摇式轻型静力触探。
利用摇柄、链条、齿轮等用人力将探头压入土中。
用于较大设备难以进入的狭小场地的浅层地基土的现场测试。
2.齿轮机械式静力触探。
主要组成部件有变速马达(功率2.8～3kW)、伞形齿轮、丝杆、稻香滑块、支架、底板、导向轮等。
其结构简单，加工方便，既可单独落地组装，也可装在汽车上，但贯入力小，贯入深度有限。
3.全液压传动静力触探。
分单缸和双缸两种。
主要组成部件有：油缸和固定油缸底座、油泵、分压阀、高压油管、压杆器和导向轮等。
目前在国内使用液压静力触探仪比较普遍，一般最大贯入力可达200kN。
(二)反力装置静力触探的反力用三种形式解决：1.利用地锚作反力。
当地表有一层较硬的粘性土覆盖层时，可以是使用2～4个或更多的地锚作反力，视所需反力大小而定。
锚的长度一般1.5m左右，叶片的直径可分成多种，如25、30、35、40cm，以适应各种情况。
2.用重物作反力。
如地表土为砂砾、碎石土等，地锚难以下入，此时只有采用压重物来解决反力问题，即在触探架上压以足够的重物，如钢轨、钢锭、生铁块等。
软土地基贯入30m以内的深度，一般需压重物40～50kN。
3.利用车辆自重作反力。
将整个触探设备装在载重汽车上，利用载重汽车的自重作反力。
地基承载力试验检测(静力触探法)(一)2024
地基承载力试验检测(静力触探法)（一）引言概述：地基承载力试验检测是土木工程中非常重要的一项工作，它对于确保建筑物的安全稳定至关重要。
静力触探法作为一种常用的地基承载力试验方法，具有简便、经济、有效的特点。
本文将介绍静力触探法的工作原理，并分析其应用范围、试验设备的选择、试验过程的操作要点、试验结果的分析和数据处理等方面的内容。
一、静力触探法的工作原理1. 渗透阻力原理2. 摩阻力原理3. 静压力原理4. 配合试验数据解析原理5. 与其他试验方法的对比分析二、静力触探法的应用范围1. 土层类型的要求2. 地层深度的要求3. 工程类型的适用性4. 特殊条件下的适用性5. 设计阶段中的应用建议三、试验设备的选择和准备1. 触探钻杆和探头的选择2. 实际探测位置的规划3. 试验设备的校准和准备工作4. 环境因素对试验设备的影响5. 预防探头堵塞和损坏的策略四、试验过程的操作要点1. 钻孔操作的规范与流程2. 探头插入和移除的注意事项3. 试验中的数据记录与监测4. 试验装置的保养和维护5. 人员安全和施工环境的保障五、试验结果的分析和数据处理1. 渗透阻力-锤击数曲线的解读2. 摩阻力-锤击数曲线的解读3. 静压力-沉探数曲线的解读4. 结果与地基承载力评价标准的对比5. 数据处理与试验结果的可靠性分析总结：静力触探法作为地基承载力试验的一种常用方法，具有简便、经济、有效的特点。
通过详细介绍其工作原理、应用范围、试验设备的选择和准备、试验过程的操作要点以及试验结果的分析和数据处理，有助于工程师和相关人员更好地理解并应用该方法，确保建筑物的安全稳定性。
同时，要注意试验过程中的安全和环境保护问题，保证试验数据的可靠性。
第三章 静力触探试验
§2.2 静力触探试验的仪器设备
二、量测系统 1.探头 探头是静力触探仪的关键部件，主要有单
桥探头、双桥探头、孔压探头及其他多功能探 头。 壁摩阻ps力：，比u贯w ：入孔阻隙力水，压qc：力锥尖阻力，fs：侧
单桥探头
双桥探头
孔压探头
§2.2 静力触探试验的仪器设备
§2.4 试验方法和技术要求
3.在贯入过程中应进行归零检查和深度校核 1）对于单桥、双桥探头，将探头贯入地面以下 0.5-1.0m后，上提探头5-10cm，观察零漂情况，待测 量值稳定后，将记录仪调零并将探头压回原位进行正 式贯入。在地面以下6m深度范围内，每贯入2-3m应 提升探头一次，并记录零漂值；6m后视零漂的大小可 放宽归零检查的深度间隔或不作归零检查。终孔起拔 探杆时和探头拔出地面时，应记录仪器的零漂值。 2）对于孔压探头，在整个贯入过程中，不得提 升探头。终孔起拔探头时应记录锥尖阻力和侧壁摩擦 阻力的零漂值；探头拔出地面时，应记录孔压的零漂 值。 在试验过程中，应每隔3-4m校核一次实际深度。
3）电动机械式静力触探机(4-5t)。
§2.2 静力触探试验的仪器设备
2.探杆 探杆是传递贯入力的媒介，为保证触探孔的垂直， 探杆一般采用高强度合金无缝钢管制造。
探杆也有一定的规格和要求，应有足够的强度， 应采用高强度无缝管材，其屈服强度不宜小于 600MPa。探杆与接头的连接要有良好的互换性。每 根探杆的长度一般为1m，其直径应和探头直径相同； 但单桥探头探杆直径应比探头直径小。
石颗粒较多的土层，在试验前应先进行预钻孔，必要 时使用套筒防止孔壁的坍塌。在软土或松散土中，预 钻孔应该穿过硬壳层。
2.探头的贯入速率对贯入阻力有一定的影响，应 匀速贯入，贯入速率控制在20±5mm/s。使用手摇式 触探机时，手把转速应力求均匀。
静力触探试验
头锥角
.
11
双桥探头
.
12
孔压静力触探探头
除了具有双桥探头所需的各种部件外，还增加了由透水陶 粒做成的透水滤器和一个孔压传感器。透水陶粒要求其渗 透系数为(1.1士0.1) x10-5cm/s，抗渗能力为110士 5(kPa)。透水滤器的位置可镶嵌于探头的锥尖, 锥面或锥 尾，一般以对称3--6孔镶嵌于锥面为佳。孔压静力触探探 头具有能同时测定锥头阻力、侧壁摩擦阻力和孔隙水压力 的装置，同时还能测定探头周围土中孔隙水压力的消散过 程。
（2）孔压消散理论
.
20
4. 试验方法和技术要求
在静力触探试验工作之前，应注意搜集场区既有的工程 地质资料，根据地质复杂程度及区域稳定性，结合建筑物 平面布置、工程性质等条件确定触探孔位、深度，选择使 用的探头类型和触探设备。
（1）静力触探仪的选择
（2）试验等级及精度要求
（3）孔压探头的脱气处理
1.原始数据的修正
深度修正 零飘修正 锥尖阻力的修正 侧壁摩擦力修正
2.贯入阻力计算 3.绘制触探曲线
.
31
一、贯入数据的处理 1、原始数据的整理 回零修正 触探参数的计算
y k x'
锥尖阻力：qc Kq Xq 侧壁摩阻力： fs Kf X f 孔隙水压力： u ku xu
219
300
孔压
60
35.7
10
133.7
150
国际标准
60
43.7
15
179
200
.
14
记录仪器
我国的静力触探几乎全部采用电阻应变式传感器。因此， 与其配套的记录仪器主要有以下4种类型：
静力触探、动力初探和标准贯入试验的区别
静力触探、动力初探和标准贯入试验的区别
静力触探（CPT）：是把一定规格的圆锥形探头借助机械匀速压入土中，并测定探头阻力。
分为机械式静力触探和电测式静力触探。
动力触探（DPT）：是利用一定的锤击动能，将一定规格的探头打入土中，根据每打入土中一定深度的锤击数（或以能量表示）来判定土的性质，并对土进行力学分层的一种原位测试方法。
分为标准贯入测试和圆锥动力触探测试。
圆锥动力触探根据穿心锤的重量分为轻型、重型、超重型动力触探，对应质量为10KG、63.5KG、120KG。
一般将圆锥动力触探简称为动力触探或动探，将标准贯入测试简称为标贯。
圆锥动力触探是连续贯入，连续分段计锤击数。
标准贯入测试（SPT）：是动力触探测试方法的一种，它与圆锥动力触探最大的区别是探头不同，标贯探头不是圆锥形，是空心圆柱形，即标准贯入器。
在测试方法上也不同，每次只能贯入45cm，穿心锤质量为63.5KG，只计贯入0.3m的锤击数N，没有下角标。
《静力触探技术标准》
《静力触探技术标准》1. 引言静力触探技术是一种常用的地质勘探方法，广泛应用于土质、岩石、地下水等地质环境的研究和工程设计中。
本文旨在对《静力触探技术标准》进行深入研究和分析，探讨其在工程实践中的应用和意义。
2. 静力触探技术的基本原理2.1 静力触探设备静力触探设备主要由驱动装置、钻杆和钻头组成。
驱动装置通过旋转钻杆驱动钻头下沉，实现对地下土层的穿透。
2.2 钻杆与钻头静力触探中常使用的钻杆为实心连续螺旋桩，其具有较强的承载能力和抗弯刚度。
而钻头则是通过旋转切削土层，并将土样送入管内。
3. 静力触探技术标准与应用3.1 土质勘察与工程设计《静力触探技术标准》对于土质勘察和工程设计提供了详细的规范和指导。
通过静力触探测试，可以获取土层的力学性质、压缩性、液化潜势等重要参数，为土质工程的设计和施工提供依据。
3.2 岩石勘察与工程设计静力触探技术在岩石勘察与工程设计中也具有重要应用。
通过触探测试，可以获取岩石的强度、岩性、断裂带等信息，为岩石工程的设计和施工提供依据。
3.3 地下水勘察与水文地质研究静力触探技术在地下水勘察和水文地质研究中也有广泛应用。
通过测试井筒内土层的孔隙水压力变化，可以推断地下水位变化情况，并进一步分析地下水动态变化规律。
4. 静力触探技术标准的改进4.1 数据处理与分析《静力触探技术标准》在数据处理和分析方面还存在一些不足之处。
当前常用的数据处理方法主要是基于经验公式进行计算，存在一定的主观性。
因此，在标准改进中应加强对数据处理方法进行规范和统一。
4.2 技术装备的更新与发展随着科技的进步和技术装备的更新，静力触探技术也在不断发展和完善。
在标准改进中，应及时更新对设备参数和性能要求的规定，以适应新一代静力触探设备的应用。
5. 静力触探技术标准在工程实践中的应用案例5.1 案例一：地质灾害评估与预测静力触探技术可以通过对地下土层进行测试，获取土层性质和稳定性参数，从而评估地质灾害风险，并进行预测和预防。
静力触探试验
1次。
6.当测定孔隙水压力消散时，应在预定的深度或涂层停止贯入
，并按适当的时间间隔或自动测读孔隙水压力消散值，直至基
本稳定。
7. 当 贯 入 到 预 定 深 度 或 出 现 下 列 情 况 之 一 时 ， 应 停 止 贯 入 。
—触探主机达到额定贯入力；探头阻力达到最大容许压力。
—反力装置失效。 —发现探杆弯曲已经达到不能容许的程度
而言，单桥探头测试的参数太少，精度较差，常常需要和钻探
及经验相结合.
3 求浅基承载力
用静力触探法求地基承载力的突出优点是快速、简便、有
效。我国对使用静力触探法推求地基承载力经验公式很多。
在使用经验公式时应注意使用的条件和地域性。《工业与民
用建筑工程地质勘察规范》（TJ21-77）中采用的公式如下：
砂土：
。
8.试验结束后应及时起拔探杆，并记录仪器的回零情况。探头
精品课件
10
拔出后应立即清洗上油，妥善保管，防止探头被曝晒或受冻。
四.实验结果
1．单孔触探成果应包括以下几项基本内容 （1）各触探参数随深度的分布曲线； （2）土层名称及潮湿程度（或稠度状态）； （3）各层土的触探参数值和地基参数值； （4）对于孔压触探，如果进行了孔压消散试验，尚应附 上孔压随时间而变化的过程曲线；必要时，可附锥尖阻力 随时间而改变的过程曲线。 2.触探曲线的绘制 当使用自动化程度高的触探仪器时，需要的曲线均可自动 绘制，只有在人工读数记录时才需要根据测得的数据绘制 曲线。 需要绘制的触探曲线包括ps~h或qc~h、fs~h和Rf （=f/q×100%）~h曲线。
精品课件
11
五.实验数据应用
1.划分土层 划分土层的根据在于探头阻力的大小与土层的软硬程度
第三节静力触探试验案例
土层 中粗砂 上海粉土 湿陷性黄土
13
f0=0.098qc+0.019
f0=0.089qc+0.075 f0=0.108qc+0.064 f0=0.0813qc+0.09 f0=(0.033— 0.025)qc f0=0.1qc
黄土地基
大庆粘性土、 粉土、 大庆粘性土 大庆粉土 砂土 粘性土
14
15
d.绘制归一化超孔压消散曲线 ①静止孔隙水压力及均衡孔隙水压力 静止孔隙水压力按测试土层中的静水压 力计值 U 均衡孔隙水压力取孔压消散达稳定时的 孔压值 U ut u w / u0 u w ②各时刻的归一化超孔压比 按下式计算 U
③以 为纵轴，以时间t(s)的对数lgt为横轴， 绘制归一化的超孔压消散曲线
七、测试成果的应用
CPT 在土木工程中的应用特别广泛 1.土层划分: 绘制CPT的贯入曲线（包括qc-H，fs-H，FR-H ）， 然后根据相近的qc、fs和FR，将触探孔分层—— 力学分层，并计算各参数的平均值。 结合钻探取样，考虑临界深度进一步分层——工 程地质分层，并定土名。
• 临界深度 • 模型试验及实测表 明，地表厚层均质 土的贯入阻力自地 表向下是逐渐增大 的。当超过一定深 度后，阻力才趋近 一个常数值，这个 土层表面一定深度 就称为临界深度。 • 临界深度在砂土中 表现明显，在粘土 中基本不存在。
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。
静力触探试验
第 2章
2.1 试验设备和方法 2.2 基本测试原理 2.3 试验成果的整理分析 2.4 试验成果的应用 2.5 小 结
14
15
2.4.2 确定土类 静力触探的几种测试方法均可用于划分土类，但就其总 体而言，单桥探头测试的参数太少，精度较差，常常需要和 钻探及经验相结合，下面仅介绍《铁路工程地质原位测试规 程》TB 10041-2003 中利用双桥探头测试结果进行划分的方 法。
该方法利用了qc和Rf两个参数，其根据在于不同的土类不
相关规范的规定进行。主要应注意深度修正和零漂处理。
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3．触探曲线的绘制
当使用自动化程度高的触探仪器时，需要的曲线可自
动绘制，只有在人工读数记录时才需要根据测得的数据绘 制曲线。 需 要 绘 制 的 触 探 曲 线 包 括 ps~h 或 qc~h 、 fs~h 和 Rf （=f/q×100%）~h曲线。
，E0，Es等），检验地基处理后的效果、测定滑坡的滑动面
以及判断地基的液化可能性等。关于这些方面的内容请见相 关参考资料。
21
3.5 小
结
总起来说，静力触探方便、快捷，对土层的扰动小，测 试连续进行，测试成本低，数据的重现性好，在岩土工程中 有着多方面的用途，在原位测试技术中占有举足轻重的地位。 静力触探的局限性除了对于硬土层难以穿越外，主要的还在 于测试手段较为单一，无法控制应力路径和应变路径，测试 时不能取样，测试时探杆的弯曲和倾斜较难控制，测试过程 和对测试结果的解释对经验的依赖性过强等等。 在工程中应用静力触探技术时应注意与其它测试手段联 合运用，注意对当地经验的获取和积累，测试过程要严格遵 守操作规程，发现异常情况要查明原因并尽早排除，对测试 成果的分析和解释要注意理论和经验并重。另外，检测工作 事关建筑物的安全，测试人员一定要有高度的责任心。 22
3.静力触探测试(一)
Wissa孔压探头（1975）
9
多功能数字式孔压静力触探：
从20世纪90年代以来，探头的研制朝着多功 能化、数字式方向发展，在新型传感器技术的 支持下，出现了许多新的功能，如测地温、测 斜、地磁、地震波孔压静力触探（SCPT）、 电阻率孔压静力触探（RCPT）、可视化静力 触探（VisCPT）等等，静力触探技术得到了广 泛应用和进一步的发展。
7
孔压静力触探仪（CPTU）：
最早的电测式孔压静力触探（Piezo-Cone Penetration Test，缩写PCPT，简称CPTU） 于1974年在Stockholm召开的第一届欧洲触 探试验会议（ESOPT-1）上发表，它是由挪 威土工研究所（NGI）的Janbu 和 Senneset 研制成功的。 与此同时，瑞典的Torstensson（1975）和 美国的Wissa等（1975）也研制出了能测孔 压的CPT。 CPTU可以同时测量锥尖阻力、侧壁摩阻力和 孔隙水压力。
Sleeve Load Cell Tip Load Cell
Pore Pressure Gage Teflon Filter
Sleeve Friction
Electrodes
Resistivity Electrodes
Friction Sleeve
CPT Tip
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可视化静力触探(Vision CPT)
6
电测式的静力触探仪：
1948年，荷兰工程师Bakker研制出世界上第一个电测 式探头（Rotterdam cone），并申请了专利。 从1949年起，荷兰Delft土力学实验室开始研究电测探 头，并作了大量试验研究，1957年他们研制出第一台能 测侧阻力的电测式探头。 1965年荷兰Fugro与TNO联合推出了一种电测式探头， 其规格也是后来ISSMFE标准和许多国家标准的基础。 60年代后期，荷兰开始研制双桥（双用）式探头，用于 测量锥尖阻力和侧摩阻力，即现今所谓的Fugro探头， 此项成果发表于1971年。此后，电测静力触探的发展使 静力触探有了新的活力，发展迅猛，应用普遍。
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1）粘性土 静力控比贯入阻力PS粘性土的压缩模量Es和变形模 量E0的实用关系
-
用
实用关系
ps
评
Es=3.11Ps+1.14
定 Es=4.13Ps 粘
35.7
57
15
43.7
60
70
200
179
300
219
20
50.4
81
300
189
-
单桥探头 单桥探头只能测定一个触探指标—比贯入阻力ps，
ps
P A
双桥探头
双桥探头能同时测出锥尖阻力和侧壁摩阻力。故可
用于单桩的模型试验，分别测得单桩桩尖承载力和侧
壁摩擦力。
q 锥尖阻力 c 和侧壁摩阻力 f s 分别定义如下：
常用的静力触探探头分为 单桥探头和双桥探头及孔 压探头，探头圆周截面积 以10cm2为宜，也可以使用 15cm2 。
-
静力触探探头规格
锥头截 面积 A（cm2 ）
探头直 径
D（mm ）
锥角 α （°）
单桥探头
有限侧壁 长度 L (mm)
双桥探头
摩擦筒 侧壁面 积(cm2)
摩擦筒 长度
L (cm)
10
的内摩擦角。
用静力触探比贯入阻力ps估算沙土内摩擦角
Ps(MPa) 1.0 2.0 3.0 4.0 6.0 11.0 15
30
(º) 29
31
32
33
34
36
37
39
-
用静力触探估算粘性土的不排水抗剪强度（kPa）
实用关系式
适用条件
来源
Cu=0.071qc+1.28
Qc<700kPa
同济大学
Cu=0.039qc+2.7
静力触探测试时，深度记录误差范围一般为 1%。当贯入深度>50m 时，应测量触探孔的偏斜度，校正土的分层界线。
-
迄今还没有一些理论能很圆满地解释静力触探的贯入 机理。因此，静力触探在实际工程的应用中，常常用一些 经验关系把贯入阻力与土的物理力学性质联系起来，建立 经验公式；或根据对贯入机理的认识做定性的分析（如模 式分析、因子分析等），在此基础上建立半经验的公式。
用静力触探曲线划分土层界线的方法为： 1）上下层贯入阻力相差不大时，取超前深度和滞后深 度的中心，或中点偏向小阻力土层5～10cm处作为分层界 线； 2）上下层贯入阻力相差一倍以上时，当由软层进入硬 层或由硬层进入软层时，取软层最后一个（或第一个） 贯入阻力小值偏向硬层10cm处作为分层界线； 3）上下层贯入阻力无甚变化时，可结合Fs或Rf的变化 确定分层界线。
Qc<800kPa
铁道部
Cu=0.0308ps+4.0
Ps=100 ～ 1500kPa 新 港软粘土
Cu=0.0696ps-2.7
Ps=300～1200饱和软 粘土
Cu=0.1qc Cu=0.105qc
Ψ=0纯粘土 -
一般设计研究院 武汉静探联合组
日本 Meyerhof
（3）评定土的变形参数 大量研究成果表明，在临界深度以下贯入时，土体 压缩变形起着重要作用，因此，无论从理论上还是
fs
Pf F
qc
Qc A
在静力触探的整个过程中，探头应均匀、垂直地压入土层中，贯入速 率一般控制在（1.2 0.3）m/min。
静力触探探头传感器必须事先进行率定，室内率定非线性误差、重复 性误差、滞后误差、温度漂移、归零误差范围应为 0.5%～1.0%。现场 实验时，应检验现场的归零误差<3%，它的试验质量的重要指标。
静力触探实验（CPT） 静力触探是通过一定的机械装备，将一定规格的金属探头用 静力压入土层中，同时用传感器或直接量测仪表测试土层对 触探头的贯入阻力，以此来判断，分析，确定地基土的物理 力学性质。 静力触探的主要优点是连续、快速、精确；可以在现场直接 测得各土层的贯入阻力指标；掌握各土层原始状态（相对于 土层被扰动和应力状态改变而言）下有关物理力学的性质， 这对于地基在竖向变化比较复杂，而用其他常规勘探手段不 可能能大密度取土或测试来查明土的变化；对于饱和砂土、 砂质粉土以及高灵敏度软粘土层中钻探取样往往不易达到技 术要求，或者无法取样的情况；用静力触探连续压入测试， 则显出其独特的优越性。但是，静力触探也有不足之处：不 能对土层进行直接的观测、鉴别；由于稳固的反力问题没有 解决，测试深度不能超过80m；对于含碎石、砾石的土层和很 密实的沙层一般不适合应用等。-
静力触探实验的主要技术要求 静力触探仪器主要有三部分组成：贯入装置（包括反力装 置），其基本功能是可控制等速压贯入；另一部分是传动 系统，目前国内外使用的传动系统有压液和机械的两部分 ；第三部分是量测系统，这部分包括探头、电缆和电阻应 变仪（或电位差计自动记录仪）等。静力触探仪按其传动 系统可分为：电动机械式静力触探仪、液压式静力触探仪 和手控轻型链式静力探触仪。
比贯入阻力-深度 （ps-h）关系曲线
锥尖阻力 -深度
（qc-h） 关系曲线
-
பைடு நூலகம்
侧壁贯入
阻力-深度 （fs-h）关
系曲线
摩阻比-深度（Rfh）关系曲线
根据目前的研究与经验，静力触探实验成果的应用主要 有下列几个方面：
（1）划分土层界线 根据静探曲线对地基土进行力学分层，或参照钻孔分层 结合静探ps或qc及fs值的大小和曲线形态特征进行地基土的 力学分层，并确定分层界线。
性 Es=2.14Ps+2.17 土
-
（2）评定地基土的强度参数 1）粘性土 由于静力触探实验的贯入速率较快，因此对量测粘性土 的不排水抗剪强度是一种可行的方法。经过大量实验和研 究，探头锥尖阻力基本上与粘性土的不排水抗剪强度呈某 种确定的函数关系，而且将大量的测试数据经数理统计分 析，其相关性都很理想。
2）砂土
我国铁道部《静力触探技术规则》提出可按下表估算沙土
静力触探实验适用于粘性土、粉土和砂土。 静力触探实验可以用于下列目的： 1）根据贯入阻力曲线的形态特征或数值变换幅度划 分土层。 2）估算地基土层的物理力学参数。 3）评定地基的承载力。 4）选择桩基持力层、估算单桩极限承载力，判定沉 桩可能性 5）判定场地地震液化势。
-
静力触探实验的主要成果有：比贯入阻力-深度（ps-h）关系 曲线；锥尖阻力-深度（qc-h）关系曲线；侧壁贯入阻力-深 度（fs-h）关系曲线和摩阻比-深度（Rf-h）关系曲线。