静力触探试验CPT

静力触探试验（CPT）
• 试验目的:
了解静力触探的试验设备及试验步骤; 初步掌握试验资料的整理及成果的应用.
1、概述
利用准静力将触探头（内部装有传感器） 以均速压入土中， 以获取土层的贯入阻力，从 而判定土的物理力学性质。
优点：连续 快速 精确
尤其对不易取样的饱和砂、软粘土
不足：不能对土直接观察、鉴别
qs = Kq ⋅εq
fs = K f ⋅ε f
Rf
=
fs qs
×100%
3）绘图及分层 对电脑自
动记录仪，其直 接输出即为贯入 阻力的曲线，也 可输出文本文件。
ps − H qs − H fs − H
Rf − H
绘图比例尺： 深度：1：100
1：200
比贯入或端阻：
1cm代表0.5、1.0、2.0 MPa
2
∆U ∝ ε ∝ P
3、静力触探设备
电动式 液压式 手摇式 静力触探车
电动式
反力装置 （地锚）
液压式
量测记录仪表： 双笔自动记录仪 微机自动采集、分析仪 角机
4、探头的类型
锥底面积 A/cm2
10 15 20
直径 D/mm
35.7 43.7 50.4
锥角α／ 度
60
单桥有效 侧壁长 L/mm
2、探头工作原理及构造
静力触探仪— 探头（地层阻力传感器）
量测记录设备（自动数据采集仪）
贯入装置（加压、反力、探杆）
1）P
ε 转换
P = σ = Eε = E ∆L
F
L
2） ε
ΔR转换
电阻应变片灵敏 度系数
R = ρ L → ∆R / R = K ∆L = K ⋅ε ∆R = K ⋅ε ⋅ R
F
L
⎧ ps ⎪⎪ 20
ps ≤ 1000kPa 粘性土
qsik = ⎨0.025 ps + 25 ps > 1000kPa
⎪ ⎪
p
s
⎩ 50
粉土及砂性土
Qu = u∑ fsiliβi + α qc Ap
双桥
βi
=
10.043
f
−0.55 si
粘性土
βi
=
5.045
f
−0.45 si
砂性土
α—桩端阻力修正系数，粘性源自文库取2／3，饱和砂土取1／2。
57
双桥摩擦 筒长 L/mm
179
摩擦筒侧 面积 Fs/cm2
200
60
70
219
300
60
81
1）单桥探头 测比贯入阻力ps—包括 锥尖阻力和侧壁阻力：
ps
=
P A
2）双桥探头
可分别测出锥尖总阻力Qc和侧壁总摩
阻力Pf：
qc
=
Qc A
fs
=
Pf Fs
摩阻比：
Rs
=
fs qc
×100%
3）孔隙水压探头 可同时测孔隙水压力
ps
超前
滞后
超前 滞后
4）影响因素
贯入速率 探头面积 探头结构形式 临界深度（浅部影响） 成层土
8、成果应用
1）确定土层剖面和土的类别、砂土密 实度
2）提供地基承载力 如对上海灰色粘土
f0 = 0.075 ps + 38 kPa
3）确定单桩承载力
Qu = u∑ qsikli + αb psb Ap 单桥
正在进行静力触探试验
思考: 静力触探的工作原理及其成果应用？ 双桥探头的工作原理？
3） ΔR
ΔU转换
B
电桥平衡时， ΔU ＝0： R1
R2
R1 ⋅ R3 = R2 ⋅ R4
A
∆U
C
等桥壁：
R4
R3
R1 = R3 = R2 = R4
D
U
采用适当的贴法，当探头受力时，R1、 R3变小，R2、R4增大，有输出电压：
∆U = Kε (1+ µ) ⋅U ≈ Kε (1+ µ) ⋅U
2 + Kε (1+ µ)
6、试验要点
1）准备工作 探头、钻杆选用，信号电缆检查； 自动记录系统检查 平整场地
2）操作要点 （1）选好勘探点；下地锚（位置、数 量）； （2）安装机架（水平）； （3）接上电缆、探头，调好自动记录仪； （4）穿入探杆，试压，检查记录是否正
（5）试验过程应注意消除温差的影响； （6）贯入速率为1.2m/min，±25％； （7）贯入深度记录误差不应大于触探深度的 1％； （8）探杆连接应快速、稳固； （9）贯入过程应注意地层变化，及时采取措 施；（停机、改变桥压） （10）终孔后，关闭记录，移开角机，起拔 钻杆； （11）起拔地锚； （12）移至下一勘探点，重新开始试验。
A⋅ε
输 出ε
mV或 µε 改变供桥电压，重复上述步骤， 获得各种桥压下的标定系数。
2）标定供桥电压法 适用于供桥电压连续可调的自动记录仪。 先指定一个标定系数，计算仪表满量程
荷载； 给供桥电压一个初始值，施加满量程荷
载，看输出是否满量程，否则改变供桥电 压，直至输出满量程。
重复上述步骤，获得各种标定系数下的 供桥电压。
侧阻： 1cm代表5、10、 20kPa； 摩阻比： 1cm代表1％。
分层方法： 曲线变化趋势，及地区经验相结合； 以qc为主，结合考虑fs或Rf；
分层界限的“超前”、“滞后”问题；界限 往硬层靠5～10cm；
场地指标： 每一层的触探指标； 加权平均值（场地比较均匀）； 最小平均值（场地土质不均）。
4）确定土的变形指标
Es = 3.11ps + 1.14 （上海粘性土）
5）确定土的强度参数
cu ≈ qc /15
qc = 3.1 ~ 4.0
6）判定砂土的液化
ϕ = 300（砂土）
pscr = ps0[1− 0.065(dw − 2)][1− 0.05(d0 − 2)]
地下水埋深
覆盖层厚度
下地锚
5、探头的标定
找出探头内传感器的应变值与贯入阻力 之间的关系。
可在经过计量的材料试验机上进行。
1）固定桥压法 组装好设备，选好供桥电压；
逐级加荷，记录荷载及相应仪表输出毫 伏电压（或微应变）；再卸荷；平行标定 3～4次，检验其一致性；
绘荷载—输出曲线（直线），即为标定 曲线。
标定系数：
P
kN
K= P
7、资料的整理
1）原始数据修正 （1）深度修正
倾斜修正 （2）零漂修正
按归零检查的 深度间隔按线
性内插法对 测试值加以修 正。
（3）曲线形状修正 （4）变换供桥电压修正
2）贯入阻力计算 对电脑自动记录仪，其直接输出即为贯
入阻力（可调）； 对电阻应变仪，贯入阻力指标按下式计
算：
ps = K p ⋅ε p