静力触探技术
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。
什么是静力触探静力触探的技术标准
什么是静力触探静力触探的技术标准静力触探的贯入机理与建筑物地基强度和变形机理存在一定差异性，故不经常使用。
那么你对静力触探了解多少呢?以下是由店铺整理关于什么是静力触探的内容，希望大家喜欢!静力触探的简介静力触探是指利用压力装置将有触探头的触探杆压入试验土层，通过量测系统测土的贯入阻力，可确定土的某些基本物理力学特性，如土的变形模量、土的容许承载力等。
静力触探加压方式有机械式、液压式和人力式三种。
静力触探在现场进行试验，将静力触探所得比贯入阻力(Ps)与载荷试验、土工试验有关指标进行回归分析，可以得到适用于一定地区或一定土性的经验公式，可以通过静力触探所得的计算指标确定土的天然地基承载力。
静力触探的工作原理静力触探的基本原理就是用准静力(相对动力触探而言，没有或很少冲击荷载)将一个内部装有传感器的触探头以匀速压入土中，由于地层中各种土的软硬不同，探头所受的阻力自然也不一样，传感器将这种大小不同的贯入阻力通过电信号输入到记录仪表中记录下来，再通过贯入阻力与土的工程地质特征之间的定性关系和统计相关关系，来实现取得土层剖面、提供浅基承载力、选择桩端持力层和预估单桩承载力等工程地质勘察目的。
静力触探的适用条件静力触探主要适用于粘性土、粉性土、砂性土。
就黄河下游各类水利工程、工业与民用建筑工程、公路桥梁工程而言，静力触探适用于地面以下50m内的各种土层，特别是对于地层情况变化较大的复杂场地及不易取得原状土的饱和砂土和高灵敏度的软粘土地层的勘察，更适合采用静力触探进行勘察。
静力触探的技术标准探头的尺寸和加工精度，直接影响着触探资料的准确性。
统一探头几何尺寸的目的是为了使触探试验资料能够相互引用与对比。
规定的加工精度是为了保证探头的几何尺寸，限制探头几何尺寸的误差，同时也是为了使探头各部件能够正常工作。
选用的探头几何尺寸及加工精度必须符合我国规定的标准。
探头各部件的机械性能影响着探头的测试精度及使用寿命。
探头各部件中材质要求较高的是传感器，传感器是探头的心脏，对探头的测试精度、使用寿命起着决定性的作用。
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。
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。
水运工程静力触探技术规程
水运工程静力触探技术规程一、概述水运工程静力触探技术，是指在水路、港口、码头等水域结构物施工前，通过对水下的岩屑、杂土、砂质土、黏性土等灰土进行探测和分析，确定地基的质地、层位、厚度、稳定性等参数，实现对水下地质情况的全面了解，为工程施工提供科学准确的数据支持。
本规程旨在规范水运工程静力触探技术的操作要求，确保工程施工的质量和安全。
二、适用范围本规程适用于水运工程静力触探技术的使用、操作及检测等工作。
三、术语和定义1.静力触探：指将电机、泵等装备组成的静力压力机安装在船上，通过钻杆在水下地层上施加垂直挤压而测量碾压或原始阻力来判断地层性质和层位的一种地质勘测方法。
2.探杆：装有钻头和滤筒的长杆，主要用于穿过水下化学土层或其他地层固结而成的层进行勘探，同时可以取回地层样品进行分析。
3.钻头：用于钻探过程中切削土层，进行地下土壤的勘探。
4.、滤筒：一种用于采集地下水样的装置，通常由薄壁的金属套筒、过滤器和螺旋传送器等部分组成。
滤筒通过从钻孔中拉出来，将地下水样采集到装于其内的透明塑料管中。
滤筒的设计应根据不同的深度、地层类型和水质进行调整。
5、岩土控制标准：在工程设计和施工过程中，依据地质勘探资料得出的岩土控制参数，并按照要求制定的现场执行标准。
四、技术要求1、探测地层范围应根据工程设计要求确定，对于局部有特殊地质情况的地段，应增加探测密度，充分了解地质条件。
2、探测点应选择在地基设计计算的主要荷载传导位置，并严格按照设计要求选取探测形式和参数。
3、使用的探钻，滤筒等必须完好无损，严禁使用老化、劣质材料。
4、在探测过程中，不得擅自离开触探台，钻孔中不能用棍杆、钩子等撬动杂质，不能加大钻压和旋速，对于遇到的困难和异常情况应及时汇报。
同时应当提醒在场的工作人员保持安全距离。
5、触探仪器的计算机控制部分应具有马上停止系统的功能以应对紧急情况，同时系统的设计应当满足水下的探测要求，确保检测的精确性与可靠性。
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。
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。
静力触探技术的发展及应用
静力触探技术的发展及应用摘要：在现代岩土勘察中，原位测试技术有着很重要的作用，静力触探技术作为岩土勘察原位测试技术的一种，经过多年来的发展，在各种复杂工程条件下都能很好适用，且其成果也为工程勘察和设计提供了有力支撑。
关键词：静力触探；发展；应用1 静力触探技术的发展1.1 静力触探探头的发展静力触探技术经过近百年年的不断实践和发展，其主要测试装置之一的探头从最初的机械式到电测式，再到目前的数字式探头，使其工程适用性更好。
静力触探（CPT）技术最早由荷兰人应用于工程实践，因此又称“荷兰锥”。
1932年，荷兰一位工程师根据将底部为圆锥形的探杆在软硬土层中压入的难易程度，发明了简易的静力触探系统[1]。
此系统采用圆锥的截面积为10cm2、锥角为60°，通过人工或机械压入的方式，由顶部的压力表测出贯入力，再减去杆件的重量来校正锥尖阻力，这一参数的探头也成为了目前国际标准中的一种。
1953年，Begemann在探头中增加了一个摩擦筒来测侧壁摩阻力，这一改进使得静力触探可以同时测量锥尖阻力和侧壁摩阻力，进而可以使用两者的比值——摩阻比来用于土的类型的划分。
由于机械式探头存在一定缺点，加之技术不断进步，1965年荷兰辉固公司（Fugro）与荷兰研究院（TNO）联合研制出一种电测式静力触探探头，将原有的机械式测试方法改进为通过内置的电阻应变片受力变形后的电阻值的改变进而来测出锥尖阻力和侧摩阻力。
这一改进消除了机械式探头探杆与套管之间的摩擦，且测试过程连续、贯入速率稳定，使用电信号的测试也更加稳定和可靠。
之后，在1974年出现了可以测量孔隙水压力的孔压静力触探（CPTU）探头，在软土中，通过孔压来修正锥尖阻力来获取更准确的软土岩土参数具有实际意义。
此外，还可以利用超孔隙水压力的灵敏性来判断土的类型以及夹层和估算不排水抗剪强度等[2]。
随着技术的不断进步，数字式探头逐渐得到广泛应用。
数字式探头将此前电测式探头的模拟信号转换为数字信号，解决了模拟信号在传输过程中的信号衰减问题，同时可将多个信号通过一根电缆传输，因此静力触探探头测试参数也逐渐多样化，如获取地震波、含水量、热导率、PH值及温度等的传感器都可以集成到静力触探探头中。
静力触探仪工作原理 静力触探仪技术指标
静力触探仪工作原理静力触探仪技术指标静力触探仪工作原理：●把主机与横担用螺丝连接。
●依据横担的长度选择下锚点，把两个地锚插入土中（在主机两边）。
●下锚可以用下锚扳手加套筒（助力）二人匀速推（依据土层可选用大地锚片和小地锚片），也可用大管子钳下锚。
●把主机安装在两根锚杆中介必需水平安置，用土填实，不能摇动。
●把地锚甲板套入地锚杆里，放在横担上。
●探杆穿线，把探杆壹正壹反排列，电缆线逐一穿过，一头连接探头，（电缆连接线处用防水胶带扎紧）。
不可又水渗到电缆里面（否则探头会坏）另壹头连在仪表上。
●把探头连接在探杆上，就可穿过上面孔和下面孔，把探杆一根一根连接住（接头处拧紧），在主机下面孔上安置导向套，夹住探杆，使探杆左右不能摇动。
●在探杆接头处插入衬垫，压入土中时把一块山形板放在衬垫上面，再摇动主机手柄，使主机两面链条转动，通过链条两边的加长销压住山形板，把探头均速压入土中。
●起拔时，把山形板放在衬垫下面，主机手柄反摇，把探杆匀速提上来。
●十字板试验把蜗轮箱放在主机上，方法相同。
蜗轮箱手柄每摇动一圈是1度，记录此数据即可。
静力触探仪特点：该仪器适用于在一般粘性土、软土、黄土和密砂土地区的土木建筑工程、市政、道路、工程地基土原位测试。
结构形式主机（整机）、地锚、手摇式、双桥探头、单桥探头。
整机各部件重量轻，体积小搬运便利，安装便利，工作效率高，能配用不同直径的探杆和探头。
静力触探仪用途：用于查明地层在垂直和水平方向的变化；进行力学分层；确定天然地基承载力和估算单桩承载力；判别砂土液化的可能性；确定软土的不排水抗剪强度；供应软土地基承载力和斜坡稳定性的计算指标。
静力触探仪参数：●结构形式：主机（整机）、地锚、手摇式、双桥探头、单桥探头、掌控仪表。
●贯入阻力：30KN。
●贯入深度：30米。
●贯入速度：0.5－1m/min。
●探头截面：115cm2、●十子板剪切：小于132Kpa。
●起拔力：25KN。
●贯入速度：1.2 米/分。
井下静力触探技术原理与应用
目录
• 井下静力触探技术概述 • 井下静力触探技术应用领域 • 井下静力触探技术优势与局限性 • 井下静力触探技术实践案例
目录
• 井下静力触探技术安全操作规范 • 井下静力触探技术未来展望
01
井下静力触探技术概述
定义与特点
定义
井下静力触探技术是一种在井下进行 原位测试的方法，通过在钻孔中施加 恒定的静力载荷，测量土体的变形和 地层阻力，以评估地层的工程性质。
了解地下水状况
优化地下水资源利用
通过静力触探可以了解地下水位、水 压和水质等信息，为地下水研究提供 基础数据。
静力触探可以为地下水资源利用提供 参考，帮助优化水资源配置和利用方 案。
评估地下水污染风险
根据静力触探得到的地层参数，可以 评估地下水污染的风险，为环境保护 提供依据。
岩土工程
评估岩土性质
矿产资源开发
确定矿体位置
通过静力触探可以了解地 下矿体的位置、形态和分 布情况，为矿产资源开发 提供基础数据。
评估矿产资源量
根据静力触探得到的地层 参数，可以估算矿产资源 的储量和质量，为资源开 发提供依据。
优化采矿方案
静力触探可以为采矿方案 提供参考，帮助优化采矿 工艺和降低采矿成本。
地下水研究
绘制出矿区地层结构图、岩石力学性质曲 线和地下水分布图，为矿区开采和安全生 产提供重要参考。
案例二：某地下水研究项目
目的
通过井下静力触探技术了解地下水水位、水压和 水质情况，为地下水资源评价和开发利用提供依 据。
过程
在研究区域内选定若干个钻孔，将静力触探探头 放入钻孔中，通过液压装置施加恒定压力，同时 记录地下水水位、水压数据，采集水质样本进行 分析。
静力触探技术
静力触探方法是工程中常用的, 其工作原理: 借助静压力将圆锥形金属探头压入土中, 利用电测技术测得贯入阻力来判定土体的力学特性。
静力触探试验是利用准静力, 以一恒定的贯入速率将圆锥探头通过一系列探杆压入土中, 根据测得的探头贯入阻力大小来间接判定土的物理力学性质。
这种方法对不易钻孔取样的饱和砂土、砂质粉土、高灵敏性软土, 以及土层竖向变化复杂、不宜密集取样的土层可在现场快速地测得土层对触探头的贯入阻力qc、探头侧壁与土体的摩擦阻力fs 等参数。
与传统的钻探方法相比, 具有速度快、劳动强度低、清洁、经济等优点。
在原孔位中, 利用不同传感器能取得连续地层的各种物理参数,并可由计算机进行数据处理和综合分析评价。
静力触探技术不能对土进行直接的观察、鉴别, 不适用于含碎石、砾石的土层和很密实的砂层。
目前在我国静力触探方法主要有单桥静力触探、双桥静力触探以及孔压静力触探三种[ 2-4 ] , 主要以单桥静力触探为主, 双桥静力触探虽然已经应用, 但发展缓慢, 孔压静力触探只有少数单位在使用。
1）单桥静力触探早在20 世纪60 年代我国就成功地研制了电测式单桥静力触探仪, 由于应用历史较长, 相关经验公式较多, 且已列入相关规范, 故目前在土体工程勘察、监测及检测中有着广泛的应用。
但单桥静力触探只能测得一个指标比贯入阻力Ps , 故只能根据Ps ) h 曲线形态变化和Ps值的大小对土体进行定名分层。
工程实践中,对同一层土, 由于其形成年代、成因、受荷历时不同, 其Ps 值可相差很多, 另外, 不同土层也可能具有相同的Ps值。
毫无疑问, 只用一个指标Ps 值对土层定名分层的分辨率是较低的, 工程实践中往往还要借助于钻孔取样对比来划分土层。
2）双桥静力触探双桥静力触探可测得两个参数, 即锥尖阻力q c和侧摩阻力fs , 又可计算出摩阻比FR ( FR = f s/ qc @ 100% ) , 由此可划分土类。
根据该现测试资料可得两条曲线, 即qc- h和fs- h 关系曲线, 两相对比, 分辨率自然就高的多。
岩土工程勘察中静力触探技术浅述
岩土工程勘察中静力触探技术浅述静力触探技术是在岩土工程勘察中的重要手段，在世界上和我国的岩土工程勘察中，因其所具有的明显优点，日益受到施工人员的青睐。
但需要指出的是，静力触探技术因其是一种以电信号的接收从而推导出真实数据的推测方法，因此自身带有一些弱点和缺陷；再加之各地的土层状况都有区别，因此使得静力触探技术的使用环境应当倍加注意。
综合各种情况，笔者将在文中对静力触探技术进行介绍，并且着重对其在岩土工程勘察中应用进行分析。
一、静力触探技术的总体介绍（一）静力触探技术的基本原理静力触探技术是一种原位测试技术，该技术具有高效、快速、轻便的特点。
静力触探技术的基本原理是用准静力将内部装有标准规格的金属探头传感器以均匀的速度，垂直的向下压入地层中，金属探头传感器在向下的过程中受到不同土层的压力，通过传感器中的装置将压力转变成电信号，输入到记录的仪器当中予以记录，再通过经过科学验证过的贯入的阻力与土层的地质特征之间的相互关系来确定岩土的种类、参数等相关数据。
（二）静力触探技术的基本结构根据静力触探技术的基本原理，静力触探设备大体由三个主要部分装置构成，首先是探头-地层阻力传感器装置，它是静力触探设备的核心装置，电信号的形成和传递都要靠它；其次是量测记录装置，主要用于接收电信号并予以记录；最后是贯入装置-触探机，该装置主要负责将探头压入土层当中。
同时依据具体的工程环境的变化可以采用不同型号的同种功用的工具，目前工程界流行使用的静力触探探头有两种类型，一种是单桥探头，单桥静力触探的方法简单，在我国被广泛采用，但缺点就在于分辨率不高，与国际标准差距大。
二是双桥探头，这种静力触探在我国发展比较缓慢。
第三种就是带孔隙水压力量测的单、双探头。
（三）静力触探的实用作用静力触探技术在近几年的岩土工程勘察中可以通过静力触探试验的成果简洁、高效的为施工人员提供土层的相关信息，为具体施工做好决策基础。
静力触探技术在应用中，主要有土层及土类划分、确定单桩极限承载力、地基承载力，判定地基土液化可能性，测定地基土的物理力学参数、判别粉土等。
静力触探试验(原理和应用)
静力触探试验静力触探测试〔static cone penetration test〕简称静探（CPT）。
静力触探试验是把一定规格的圆锥形探头借助机械匀速压人土中，并测定探头阻力等的一种测试方法，实际上是一种准静力触探试验。
荷兰人在20世纪40年代提出了静力触探技术和机械式静力触探仪。
试验是用机械装置把带有双层管的圆锥形探头压人土中，在地面上用压力表分别量测套筒侧壁与周围土层间的摩阻力（f s）和探头锥尖贯入土层时所受的阻力（q c）。
电测静力触探试验于1964年首先在我国研制成功。
原建工部综合勘察院成功地研制了世界上第一台电测静力触探仪，即我国目前普遍应用的单桥（单用）探头静力触探仪。
利用电阻应变测试技术，直接从探头中量测贯入阻力，并定义为比贯入阻力。
20世纪60年代后期，荷兰开始研制类似的电测静力触探仪，探头为双桥式的。
此项成果发表于1971年。
从20世纪70年代开始，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。
其中，最重要的发展是国际上于20世纪80年代初成功研制了可测孔隙水压力的电测式静力触探，简称孔压触探.（CPTU）。
它可以同时测量锥头阻力、侧壁摩擦力和孔隙水压力，为了解土的更多的工程性质及提高测试精度提供了极大的可能性和现实性。
目前在我国使用的静力触探仪以电测式为主。
静力触探具有下列明显优点：（1）测试连续、快速，效率高，功能多，兼有勘探与测试的双重作用；（2）采用电测技术后，易于实现测试过程的自动化，测试成果可由计算机自动处理，大大减轻了人的工作强度。
由于以上原因，电测静力触探是目前应用最广的一种土工原位测试技术，本章将重点加以叙述和讨论。
静力触探的主要缺点是对碎石类土和密实砂土难以贯入，也不能直接观测土层。
在地质勘探工作中，静力触探常和钻探取样联合运用。
图2-1是静力触探示意和得到的测试曲线。
从测试曲线和地层分布的对比可以看出，触探阻力的大小与地层的力学性质有密切的相关关系。
《静力触探技术标准》
《静力触探技术标准》
《静力触探技术标准》是一份规范化的文件，旨在为静力触探技术提供统一的标准和要求。
该标准包含了以下内容：
1. 技术原理：详细介绍静力触探的基本原理和工作机理。
2. 设备要求：对静力触探设备的性能、精度、测量范围等方面提出具体要求。
3. 现场操作规范：包括触探孔的布置、操作流程、数据记录等方面的要求，保证触探数据的准确性和可比性。
4. 数据分析与解释：对静力触探数据的处理和解释方法，以及结果评估的准则进行说明。
5. 质量控制：指导静力触探工作中的质量控制措施和方法，包括设备校准、质控样品使用等。
6. 安全操作：强调在静力触探工作中应注意的安全事项，预防事故和伤害的发生。
《静力触探技术标准》的制定旨在规范静力触探工作，提高数据质量和工作效率，确保静力触探结果的可靠性和可比性。
同时，该标准也可作为相关领域从业者的参考，帮助他们了解和掌握静力触探技术的要点和要求。
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静力触探方法是工程中常用的, 其工作原理: 借助静压力将圆锥形金属探头压入土中, 利用电测技术测得贯入阻力来判定土体的力学特性。
静力触探试验是利用准静力, 以一恒定的贯入速率将圆锥探头通过一系列探杆压入土中, 根据测得的探头贯入阻力大小来间接判定土的物理力学性质。
这种方法对不易钻孔取样的饱和砂土、砂质粉土、高灵敏性软土, 以及土层竖向变化复杂、不宜密集取样的土层可在现场快速地测得土层对触探头的贯入阻力qc、探头侧壁与土体的摩擦阻力fs 等参数。
与传统的钻探方法相比, 具有速度快、劳动强度低、清洁、经济等优点。
在原孔位中, 利用不同传感器能取得连续地层的各种物理参数,并可由计算机进行数据处理和综合分析评价。
静力触探技术不能对土进行直接的观察、鉴别, 不适用于含碎石、砾石的土层和很密实的砂层。
目前在我国静力触探方法主要有单桥静力触探、双桥静力触探以及孔压静力触探三种[ 2-4 ] , 主要以单桥静力触探为主, 双桥静力触探虽然已经应用, 但发展缓慢, 孔压静力触探只有少数单位在使用。
1）单桥静力触探早在20 世纪60 年代我国就成功地研制了电测式单桥静力触探仪, 由于应用历史较长, 相关经验公式较多, 且已列入相关规范, 故目前在土体工程勘察、监测及检测中有着广泛的应用。
但单桥静力触探只能测得一个指标比贯入阻力Ps , 故只能根据Ps ) h 曲线形态变化和Ps值的大小对土体进行定名分层。
工程实践中,对同一层土, 由于其形成年代、成因、受荷历时不同, 其Ps 值可相差很多, 另外, 不同土层也可能具有相同的Ps值。
毫无疑问, 只用一个指标Ps 值对土层定名分层的分辨率是较低的, 工程实践中往往还要借助于钻孔取样对比来划分土层。
2）双桥静力触探双桥静力触探可测得两个参数, 即锥尖阻力q c和侧摩阻力fs , 又可计算出摩阻比FR ( FR = f s/ qc @ 100% ) , 由此可划分土类。
根据该现测试资料可得两条曲线, 即qc- h和fs- h 关系曲线, 两相对比, 分辨率自然就高的多。
此外, 摩阻比FR也是划分土层极好的参数, 一般砂质土的FR <= 1%, 而粘性土则大于2%。
3)孔压静力触探20 世纪60年代, 开始应用孔隙压力探头测孔隙压力及其消散, 至20世纪70年代末, 将孔隙压力传感器与电测静力触探仪结合起来, 命名为孔压静力触探。
由于该项技术的突出优点, 在国际上得到迅速的发展。
孔压静力触探可以测得三个指标, 即锥尖阻力qc 和侧摩阻力fs 、孔隙水压力指标u。
故其对土层的分辨率又要比双桥触探高的多, 尤其对粘性土层和砂层, 孔压静力触探有其独特的优势。
这是因为孔压探头所测得的孔隙水压力值u 的大小与土的渗透性密切相关, 如探头进入粘土层时, 会产生很大的超孔隙水压力, 而当探头由粘土层进入砂层时, u 值将急剧下降甚至为负值。
据此可十分方便地区分出粘性土与砂土。
孔压静探的主要优越性:1.灵敏度很高, 能分辨1 ~ 2 cm 薄土层的土性变化, 极大提高了判别土类和划分土层的能力。
2.可修正孔隙水压力对锥尖阻力qc和侧壁摩擦阻力fs的影响。
3.可进行有效应力的分析。
4.可估算土的渗透系数和固结系数。
5.可测定土层不同深度处的静止水压力。
6.可评定土的应力历史(超固结比OCR)。
7.对评定砂土和粉土的液化势有潜在的优势。
8.可估算土的静止侧压力系数。
1. 静力触探在福建沿海城市工程地持勘察中的应用研究静力触探头锥尖阻力qc值及锥侧摩阻力f s值的分布曲线特征如图1 所示, 由随深度而增大的临界段、随深度变化很小或没有变化的常数段和随深度而渐大( 下卧硬土层) 或渐小( 下卧软土层) 的滞后段组成[ 1, 2] . 由上一层的滞后段和下一层的临界段构成不同土层间的过渡段, 这种过渡段的平分面可以作为不同土层的力学界面[ 3, 4] . 对福建沿海城市近500 孔较完整的静探曲线及相关的地质资料分析结果表明: 任一较厚( > 215m) 土层的静探阻力分布曲线都可以分出上述3 个组成段, 但是, 过渡段的范围及力学界面位置变化较大, 它随土层类型、密度和软硬状态、含水量等因素的差异而不同[ 3] .依据静探曲线形态特征、阻力参数 q c、 f s、Rf 的特征值及其与土层的物理力学性状指标的关系, 笔者提出适用于福建沿海城市地区的, 利用静力触探成果资料划分与命名土层的综合标志,如表3 所示. 同时, 也给出利用静探参数 q c( f s) 直接推算地区各常见土层物理力学性状指标的一元回归方程, 如表4 所示. 运用这些综合标志及回归方程在福建沿海城市许多建设场地的工程地质勘察中进行实践与检验, 结果表明是较准确、快速、有效的. 因此, 笔者建议, 在福州、厦门、漳州、泉州等沿海城市地区大量一般性场地的工程地质勘察中, 可考虑推广采用以静探为主辅以少量钻探的勘察工作法, 这对缩短工程地质勘察工期, 提高勘察工作的准确性, 降低勘察成本和减轻勘察工作强度等方面将产生较好的效益. 当然, 对于地质条件复杂或对背景情况缺乏了解或静探法不适用的地段,或有许多超常规评价工作要求时, 不宜过份减少传统的钻探勘察工作量.三．研究方向1）无电缆静力触探技术在工程勘察过程中静力触探头上电缆带来很多问题: 在处理钻杆时耗费时间; 而且电缆和连接头容易损坏。
因此研制和应用无电缆静力触探显得十分必要, 应用无电缆静力触探系统, 有许多优点: 除了可避免因电缆而造成的麻烦外, 值得一提的是, 即使在锥尖阻力相当高的情况, 注入润滑剂减少摩擦力, 这意味着贯入深度可以达到100m 或者更深; 在起拔钻杆时还可以向孔中注入膨润土, 密封孔口, 以避免污染扩散。
能将数据直接从探头发送到地面, 它通过一个微处理器测量数据转换成音频信号, 沿着探杆传送到安装在地面的检波器。
测量数据由CPT 接口接收, 它通过电缆与地面检波器相联; 贯入深度通过光电传感器传给CPT 接口。
而且, 该系统在每次测试前能自动调节每个传感器的平衡; 还在供计算机检测测试是否正确完成的部件, 以及检测整个系统功能。
2）测斜探头与测斜仪的系统静力触探所用的探杆, 从Á25 到深孔用的Á42 探杆, 其杆长接到超长状态, 杆长与直径比达500~ 1000以上时, 必定会产生自由挠度。
当进行静力触探时, 垂直贯入的探杆, 遇到土层比较复杂, 如遇到砂层或小卵石, 探头的锥尖必然会顺势寻找薄弱贯入方向而偏离垂直状态, 不可避免产生了倾角偏斜, 而且这种任意偏斜是不可纠正的。
如静探孔偏斜10 多度, 在地面上却难以发现, 它不仅歪曲了实测深度( 这对桩基设计尤为重要) , 而且经常导致触探杆接头处折断。
因此, 静探要发展, 就要解决这个问题, 在静探头内安装一个全方位的倾角测量传感器, 测量系统能测出触探头的倾角度及倾斜方位, 也就能修正因其偏斜产生的斜边误差。
3）可视触探技术静力触探是获得地基土的定量评价、工程设计所需参数的主要手段之一。
它所取得的数据远比勘察- 取样室内试验所得的数据准确可靠, 更符合土体的实际情况。
但静力触探也有个很大缺点: 不能对地下土体进行直接观测, 工程师们必须依据电测土体参数和经验, 来对土体进行分类、评估。
一旦判断错误, 有可能导致工程设计的失败。
目前国外密歇根州大学的研究者们进行不懈的努力初步解决了这一问题, 他们在CPT 探头内安装了一个微型摄相机, 这样在贯入过程中, 可以实时、连续的获得土体图片, 并将图片数据输送到计算机中依据一定的算法进行图像处理, 根据处理结果可进行土体分类, 可很好地分辩出薄层土层。
4）多功能探头土层的原位测试技术是取得原位土层信息的有效手段, 为了在一项试验中尽可能多的得到土层的信息, 各种原位测试技术在向多功能化方向发展。
在静力触探仪的探头上可量测孔隙水压力、温度、波速、侧压力、电阻率及放射性等参数, 并具有可视化功能。
在利用多功能静力触探测试成果取代部分勘察及室外内土工试验工作, 不但可以大大缩短钻探及室内土工试验的周期, 而且同时提高了测试结果的可靠性、准确性, 获得明显的社会和经济效益。
标准贯入试验[1]（standard penetration test，SPT）是动力触探的一种，是在现场测定砂或粘性土的地基承载力的一种方法。
这一方法已被列入中国国家《工业与民用建筑地基基础设计规范》中。
标准贯入试验SPT是一种广泛应用于岩土勘察的原位测试工具，它使用SPT锤将钻杆底部的对开管式贯入器打入钻孔孔底的土中，取得土样。
贯入300mm（1英尺）所需要的锤击数称为N 值，其与土体强度有关。
标准贯入试验多与钻探相配合使用，操作要点是：①钻具钻至试验土层标高以上约15厘米处，以避下层土受扰动。
②贯入前，应检查触探杆的接头，不得松脱。
贯入时，穿心锤落距为76厘米，使其自由下落，将贯入器直打入土层中15厘米。
以后每打入土层30厘米的锤击数，即为实测锤击数N。
③提出贯入器，取出贯入器中的土样进行鉴别描述。
④若需继续进行下一深度的贯入试验时，即重复上述操作步骤进行试验。
⑤当钻杆长度大于3米时，锤击数应按下式进行钻杆长度修正：N63.5=αN，式中N63.5为标准贯入试验锤击数，α为触探杆长度校正系数，如触探杆长分别为≤3、≤6、≤9、≤12、≤15、≤18、≤21米时，则α相应分别为1、0.92、0.86、0.81、0.77、0.73、0.70。
分体式轻便式静探仪本机是CLD-1型机的改进型，它改1型机的单面摇为双面摇，大大减轻了操作人员的劳动强度，提高了功效。
适用于在一般粘性土、软土、黄土和密砂土地区的土木建筑工程、市政、公路、工程地基土原位测试用于查明地层在垂直和水平方向的变化；进行力学分层；确定天然地基承载力和估算单桩承载力；判别砂土液化的可能性；确定软土的不排水抗剪强度；提供软土地基承载力和斜坡稳定性的计算指标。
主机(整机)、地锚、手摇式、双桥探头、单桥探头。
人工记录仪（标配）、自动记录仪（选配）机各部件重量轻，体积小搬运方便，安装方便，工作效率高，能配用不同直径的探杆和探头。
操作规程：1、根据地质勘探的布点要求，选取好位置，先在触探试验点两旁的地上拧两个地锚，拧前用铁锹在锚地点挖一个V型坑，坑深25-30cm,然后将地锚竖在V 型槽内以缓慢的速度拧下，拧锚时用地锚压铁套在地锚杆上，将两根加力杆分别插在地锚压铁两边，两人或多人以推磨状地锚缓慢旋转拧下，两根地锚相距约0.8m，然后将地面铲平，铺上两块木垫板。
2、与底架槽钢，用4 个M8 螺钉连接好后，安放在垫木板上，使两根已下好的锚位于支架两边，两根槽钢的中部，再将地锚压铁套在锚杆上，使底架槽钢与压铁相互连接，插好地锚销钉，将4 个蝴蝶螺丝钉旋在地锚压铁的螺孔中，矩形旋入使其顶紧底架槽钢，施压时注意贯入支架必须与地面垂直，若不垂直可将一边螺钉继续旋入以达到垂直的目的，如贯入支架与地面倾斜，螺钉压紧已无法调整，可以松开螺钉，抽动一边垫板（高的一端）使垫板下土向两边推去减少其高度，以保证支架垂直地面。