原位测试与室内试验
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主要介绍常用原位测试基本原理及成果的应用:
载荷试验(CPT)、静力触探试验(DPT)、 圆锥动力触探 (DPT) 、标准贯入试验(SPT) 、十字板剪切试验(VST) 、 扁铲侧胀试验 、旁压试验、波速测试、现场剪切试验 、岩
体原位应力测试、激振法测试。
概述
岩土工程
室内试验
勘察试验类型：
原位测试
岩土工程 勘察试验目的：
§7.1 静力载荷试验(CPT)
7.1.1 试验目的：
确定地基土承载力及土的变形模 量。估算土的不排水抗剪强度， 确定土的基床反力系数。
适用条件：
各种土，各种复合地基，各 种基础工程(主要是桩基础— 单桩，群桩). 静力载荷试验分为平板载荷试验、 螺旋板载荷试验、深层平板载荷试 验等。
7.1.4 试验资料处理及成果应用
单桥只能测得总贯入阻力， 而双桥则能同时测得 侧壁阻力fs和锥尖阻力Qc。
（2）试验资料处理及成果应用
根据试验结果绘制比贯入阻力-深度关系曲线、锥尖阻力 -深度关系曲线、侧壁摩阻力-深度关系曲线和摩阻比-深度关 系曲线。
由静力触探成果可划分土层界线、评定地基土的强度参数、 评定土的变形参数、评定地基土的承载力、预估单桩承载力 及判定饱和砂土和粉土的液化。
（1）试验适用条件
10.3.1 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.静力触探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)、侧壁摩阻力(fs) 和贯入时的孔隙水压力(u)。
常用的静力触探探头分为单 桥探头和双桥探头。
取得土和岩石的物理力学性质指标及地 下水等性质指标，以供土木工程师设计 时采用。
现场原位测试就是在岩土层原来所处的位置基本保持的天然结
构、天然含水量以及天然应力状态下，测定岩土的工程力学性质指 标。
优点：
可以测定难以取得不扰动样的有关工程力学性 质；可避免取样过程中应力释放的影响；影响 范围大，代表性强。可以节省勘察时间。
(3)极限荷载法
1）比例界限P0与极限荷载Pu接近时，将Pu除以安全 系数Fs(Fs=2-3)作为地基土的容许承载力；
2）当比例界限P0与极限荷载Pu相差较远时，可按下 式确定地基土承载力基本值 ：
2、确定地基土的变形模量E。
不同埋深的载荷试验，计算地基土变形模量的方法不同
（圆和方承压板）：
(1)浅层平板载荷试验，地基土变形模量Eo可按下式计
缺点：
不能采样对土进行直接鉴别描述，试验误差稍大，再现性差。
（1）目的与适用条件
目的： (a) 定性评价：评定场地土层的均匀性；查明土洞、 滑动面和软硬土层界面；确定软弱土层或坚硬土层的分布； 检验评估地基土加固与改良的效果。 (b) 定量评价：确定砂土孔隙比、相对密实度、粉土和 粘性土的状态、土的强度和变形参数、评定地基土的承载力 或单桩承载力。
当P—S曲线上拐点不太明显时,怎么处理？
(2)相对沉降法
在P—S曲线上取S／b一定比值所对应的荷载为地基土的容 许承载力：
若承压板面积为0.25-0.50m2 1)对一般粘性土、粉土等中、高压缩性土宜采用S／ b=0.02对应的压力为容许承载力； 2）对砂土等低压缩性土宜采用 S／b=0.01-0.015对应的 压力为地基土的容许承载力。
算：
E0
(1
2)
b
4
p s
E0
(1
2)
bp s
b—承压板的直径或宽度
(2)深层平板载荷试验，变ห้องสมุดไป่ตู้模量Eo可按下式计算：
ω—与试验深度和土类别有关的系数
3、估算地基土的不排水抗剪强度Cu
用快速法载荷试验得到的极限荷载Pu估算饱和粘性土的 不排水抗剪强度Cu(Φ0=0)可用下式计算：
4、确定地基土基床反力系数Ks
根据实测结果绘制荷载与沉 降(p-s)关系曲线，通过分析试验 曲线即可确定地基承载力、地基土 的变形模量、估算地基土的不排水 抗剪强度、估算地地基土基床反力 系数。
1、确定地基土的承载力 由载荷试验P—S曲线确定地基土承载力，可 按P—S曲线的线型可分别采用拐点法、相对沉 降法和极限荷载法 等。
(1)拐点法(强度控制法） 取第一拐点P0(比例界限点)所 对应的荷载为地基土的容许承 载力值。
基床反力系数：弹性半空间地基上某点所受的法 向压力与相应位移的比值。类似于虎克定理里的K， 地基刚度。
§ 7.2 静力触探试验(DPT)
10.3.1 静力触探试验(CPT) (cone penetration test)是用静力匀速将标准 规格的探头压人土中 同时量测探头阻力 测定土的力学特性 具有勘探和测 试双重功能。
§ 7.3 圆锥动力触探(DPT)
10.4.1 圆锥动力触探试验(DPT) (dynamic penetration test)是 用一定质量的重锤以一定高度的自由落距，将标准规格的圆锥 形探头贯入土中，根据打入土中一定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。
优点：
设备简单、操作方便、工效较高、适应性广，并具有连续贯 入的特性。对难以取样的砂土、粉土、碎石类土等，对静力 触探难以贯入的土层，动力触探是十分有效的原位测试手段。
缺点：
各种原位测试有其适用 条件；有些理论往往建 立在统计经验的关系上 等。
静力载荷试验(CPT)；
常用原位 测试方法：
静力触探试验(DPT)；
标准贯入试验(SPT)；
十字板剪切试验(VST)；
波速测试；
现场渗透试验等 。
10.1.1 原位测试方法应根据岩土条件、设计 对参数的要求、地区经验和测试方法的适用性 等因素选用。
(c) 检验评估地基土加固与改良的效果； (d) 确定单桩承载力标准值。
§ 7.4 标准贯入试验(SPT)
10.5.1 标准贯入试验(SPT) (standard penetration test) 是用质量为63.5kg 的穿心锤， 以76cm 的落距将标准规格的贯入器，自钻孔 底部预打15cm ，记录再打入30cm 的 锤击数，判定土的力学特性
适用条件：
适用于强风化、全风化的硬质岩石、各种软质岩石及各 类土。
（2）试验装置动力触探设备 主要由探头和落锤两部分组成，可分为轻型、重型及超重型 三类。
（3）试验资料处理及成果应用
根据试验结果绘制锤击数和锤击随深度变化的关系曲线。 其成果应用：
(a) 确定砂土和碎石土的密实度；
(b) 确定地基土的承载力和变形模量；
载荷试验(CPT)、静力触探试验(DPT)、 圆锥动力触探 (DPT) 、标准贯入试验(SPT) 、十字板剪切试验(VST) 、 扁铲侧胀试验 、旁压试验、波速测试、现场剪切试验 、岩
体原位应力测试、激振法测试。
概述
岩土工程
室内试验
勘察试验类型：
原位测试
岩土工程 勘察试验目的：
§7.1 静力载荷试验(CPT)
7.1.1 试验目的：
确定地基土承载力及土的变形模 量。估算土的不排水抗剪强度， 确定土的基床反力系数。
适用条件：
各种土，各种复合地基，各 种基础工程(主要是桩基础— 单桩，群桩). 静力载荷试验分为平板载荷试验、 螺旋板载荷试验、深层平板载荷试 验等。
7.1.4 试验资料处理及成果应用
单桥只能测得总贯入阻力， 而双桥则能同时测得 侧壁阻力fs和锥尖阻力Qc。
（2）试验资料处理及成果应用
根据试验结果绘制比贯入阻力-深度关系曲线、锥尖阻力 -深度关系曲线、侧壁摩阻力-深度关系曲线和摩阻比-深度关 系曲线。
由静力触探成果可划分土层界线、评定地基土的强度参数、 评定土的变形参数、评定地基土的承载力、预估单桩承载力 及判定饱和砂土和粉土的液化。
（1）试验适用条件
10.3.1 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.静力触探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)、侧壁摩阻力(fs) 和贯入时的孔隙水压力(u)。
常用的静力触探探头分为单 桥探头和双桥探头。
取得土和岩石的物理力学性质指标及地 下水等性质指标，以供土木工程师设计 时采用。
现场原位测试就是在岩土层原来所处的位置基本保持的天然结
构、天然含水量以及天然应力状态下，测定岩土的工程力学性质指 标。
优点：
可以测定难以取得不扰动样的有关工程力学性 质；可避免取样过程中应力释放的影响；影响 范围大，代表性强。可以节省勘察时间。
(3)极限荷载法
1）比例界限P0与极限荷载Pu接近时，将Pu除以安全 系数Fs(Fs=2-3)作为地基土的容许承载力；
2）当比例界限P0与极限荷载Pu相差较远时，可按下 式确定地基土承载力基本值 ：
2、确定地基土的变形模量E。
不同埋深的载荷试验，计算地基土变形模量的方法不同
（圆和方承压板）：
(1)浅层平板载荷试验，地基土变形模量Eo可按下式计
缺点：
不能采样对土进行直接鉴别描述，试验误差稍大，再现性差。
（1）目的与适用条件
目的： (a) 定性评价：评定场地土层的均匀性；查明土洞、 滑动面和软硬土层界面；确定软弱土层或坚硬土层的分布； 检验评估地基土加固与改良的效果。 (b) 定量评价：确定砂土孔隙比、相对密实度、粉土和 粘性土的状态、土的强度和变形参数、评定地基土的承载力 或单桩承载力。
当P—S曲线上拐点不太明显时,怎么处理？
(2)相对沉降法
在P—S曲线上取S／b一定比值所对应的荷载为地基土的容 许承载力：
若承压板面积为0.25-0.50m2 1)对一般粘性土、粉土等中、高压缩性土宜采用S／ b=0.02对应的压力为容许承载力； 2）对砂土等低压缩性土宜采用 S／b=0.01-0.015对应的 压力为地基土的容许承载力。
算：
E0
(1
2)
b
4
p s
E0
(1
2)
bp s
b—承压板的直径或宽度
(2)深层平板载荷试验，变ห้องสมุดไป่ตู้模量Eo可按下式计算：
ω—与试验深度和土类别有关的系数
3、估算地基土的不排水抗剪强度Cu
用快速法载荷试验得到的极限荷载Pu估算饱和粘性土的 不排水抗剪强度Cu(Φ0=0)可用下式计算：
4、确定地基土基床反力系数Ks
根据实测结果绘制荷载与沉 降(p-s)关系曲线，通过分析试验 曲线即可确定地基承载力、地基土 的变形模量、估算地基土的不排水 抗剪强度、估算地地基土基床反力 系数。
1、确定地基土的承载力 由载荷试验P—S曲线确定地基土承载力，可 按P—S曲线的线型可分别采用拐点法、相对沉 降法和极限荷载法 等。
(1)拐点法(强度控制法） 取第一拐点P0(比例界限点)所 对应的荷载为地基土的容许承 载力值。
基床反力系数：弹性半空间地基上某点所受的法 向压力与相应位移的比值。类似于虎克定理里的K， 地基刚度。
§ 7.2 静力触探试验(DPT)
10.3.1 静力触探试验(CPT) (cone penetration test)是用静力匀速将标准 规格的探头压人土中 同时量测探头阻力 测定土的力学特性 具有勘探和测 试双重功能。
§ 7.3 圆锥动力触探(DPT)
10.4.1 圆锥动力触探试验(DPT) (dynamic penetration test)是 用一定质量的重锤以一定高度的自由落距，将标准规格的圆锥 形探头贯入土中，根据打入土中一定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。
优点：
设备简单、操作方便、工效较高、适应性广，并具有连续贯 入的特性。对难以取样的砂土、粉土、碎石类土等，对静力 触探难以贯入的土层，动力触探是十分有效的原位测试手段。
缺点：
各种原位测试有其适用 条件；有些理论往往建 立在统计经验的关系上 等。
静力载荷试验(CPT)；
常用原位 测试方法：
静力触探试验(DPT)；
标准贯入试验(SPT)；
十字板剪切试验(VST)；
波速测试；
现场渗透试验等 。
10.1.1 原位测试方法应根据岩土条件、设计 对参数的要求、地区经验和测试方法的适用性 等因素选用。
(c) 检验评估地基土加固与改良的效果； (d) 确定单桩承载力标准值。
§ 7.4 标准贯入试验(SPT)
10.5.1 标准贯入试验(SPT) (standard penetration test) 是用质量为63.5kg 的穿心锤， 以76cm 的落距将标准规格的贯入器，自钻孔 底部预打15cm ，记录再打入30cm 的 锤击数，判定土的力学特性
适用条件：
适用于强风化、全风化的硬质岩石、各种软质岩石及各 类土。
（2）试验装置动力触探设备 主要由探头和落锤两部分组成，可分为轻型、重型及超重型 三类。
（3）试验资料处理及成果应用
根据试验结果绘制锤击数和锤击随深度变化的关系曲线。 其成果应用：
(a) 确定砂土和碎石土的密实度；
(b) 确定地基土的承载力和变形模量；