静力载荷 试验

一、静力载荷试验

1.试验的目的及意义

（1）确定地基土的临塑荷载，极限荷载，为评定地基土的承载力提供依据；（2）确定地基土的变形模量；（3）估算地基土的不排水抗剪强度；（4）

确定地基土基床反力系数；

2.试验的适用范围

浅层平板载荷试验适用于浅层地基土；深层平板载荷试验适用于埋深等于或大3m 和地下水位以上的地基土；螺旋板载荷试验适用于深层地基土或地下水位以下的地基土。载荷

试验可适用于各种地基土，特适用于各种填土及碎石的土。

本节主要介绍浅层平板静力载荷

试验。

本实验为浅层平板载荷试验

。

3.试验的基本原理

平板载荷试验是在拟建建筑场地上将一定尺寸和几何形状（方形或圆形）的刚性板，安

放在被测的地基持力层上，

逐级增加荷载，并测得相应的

稳定沉降，直至达到地基破坏标准，由此可得到荷载（p ）

－沉降（s ）曲线（即

p-s 曲线）。典型的平板载荷试验

p-s 曲线可以划分为三个阶段，如右图所示。

通过对p-s 曲线进行计算分析，可以得到地基土的承载力特征值

ak

f 、变形模量

E 和基床反力系数

s

k 。

平板载荷试验所反映的相当于承压板下 1.5～2.0倍

承压板直径（或宽度）的深度范围内地基土的强度、变形

的综合性状。

浅层平板载荷试验适用浅层天然地基土，包括各种填土、含碎石的土等。也用于复合地

基承载力评价。

破坏阶段

剪切变形阶段

直线变形阶段

4.试验仪器及制样工具

仪器设备：载荷试验的设备由承压板、加荷装置及沉降观测装置等部件组合而成。目前，组合型式多样，成套的定型设备已应用多年。

（1）承压板，有现场砌置和预制两种，一般为预制厚钢板(或硬木板)。对承压板的要求是，要有足够的刚度，在加荷过程中承压板本身的变形要小，而且其中心和边缘不能产生弯曲和翘起；其形状宜为圆形(也有方形者)，对密实粘性土和砂土，承压面积一般为

1000～5000cm2。对一般土多采用2500～5000cm2。按道理讲，承压板尺寸应与基础相近，但不易做到。

（2）加荷装置，加荷装置包括压力源、载荷台架或反力构架。加荷方式可分为两种，即重物加荷和油压千斤顶反力加荷。

1)重物加荷法，即在载荷台上放置重物，如铅块等。由于此法笨重，劳动强度大，加

荷不便，目前已很少采用(图4－3)。其优点是荷载稳定，在大型工地常用。

图3 载荷台式加压装置

(a)木质或铁质载荷台；(b)低重心载荷台；1—载荷台；

2—钢锭；3—混凝土平台；4—测点；5—承压板

2)油压千斤顶反力加荷法，即用油压千斤顶加荷，用地锚提供反力。由于此法加荷方

便，劳动强度相对较小，已被广泛采用，并有定型产品（图4－4）。采用油压千斤

顶加压，必须注意两个问题：①油压千斤顶的行程必须满足地基沉降要求。②下入

土中的地锚反力要大于最大加荷，以避免地锚上拔，试验半途而废。

图4 千斤顶式加压装置

(a)钢桁架式装置；(b)拉杆式装置；1—千斤顶；

2—地锚；3—桁架；4—立柱；5—分立柱；6—拉杆

（3）沉降观测装置，沉降观测仪表有百分表、沉降传感器或水准仪等。只要满足所规定的精度要求及线性特性等条件，可任意选用其中一种来观测承压板的沉降。由于载荷试验所需荷载很大，要求一切装置必须牢固可靠、安全稳定。

5.试验步骤

第一部分，设备安装：

（1）、下地锚、安横梁、基准梁、挖试坑等。地锚数量为4个，以试坑中心为中心点

对称布置。然后根据试验要求，开挖试坑至试验深度。接着安装好横梁、基准梁等。该工作

由老师事先完成。

（2）、放置承压板。在试坑的中心位置，根据承压板的大小铺设不超过20mm厚的砂垫层并找平，然后小心放置承压板。

（3）、千斤顶和测力计的安装。以承压板为中心，从下往上依次放置千斤顶、测力计、垫片，并注意保持它们在一条垂直直线上。然后调整千斤顶，使整体稳定在承压板和横梁之间，形成完整的反力系统。

（4）、沉降测量元件的安装。把百分表通过磁性表座固定在基准梁上，并调整其位置，使其能准确测量承压板的沉降量。百分表数量为4个，在安装时，注意使其均匀分布在四

个方向，形成完整的沉降测量系统。

第二部分，加载操作：

（1）、加载前预压，以消除误差。

（2）、加载等级一般分10～12级，并不小于8级，我们取10级。最大加载量200kPa，

所以每级20kPa。由于承压板面积为0.2m2，所以每级荷载为4kN。同时，第一级是各级加压的两倍，即8kN。

（3）、通过事先标定的压力表读数与压力之间的关系，计算出预定荷载所对应的测力

计百分表读数。

（4）、加荷载。按照计算的预定荷载所对应的测力计百分表读数加载，并随时观察测

力计百分表指针的变动，通过千斤顶不断补压，以保证荷载的相对稳定。

（5）、沉降观测。采用慢速法，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，当连续2h每小时沉降量小于0.1mm时，可以认为沉降已达到相对稳定标准，可施加下一级荷载。

（6）、试验记录。每次读数完，准确记录，以保证资料的可靠性。

第三部分，卸载操作：

（1）、卸载时，每级压力是加载时的2倍。

（2）、由于此次实习并未要求记录卸载数据，所以未作详细要求。

（3）、松开油阀，拆卸装置。

6.试验数据

实验原始数据见附表一。

7.试验数据处理

由原始数据统计处理，我们得到以下一个表格，每级荷载作用下，我们通过率定曲线，

得出千斤顶的力，由此计算出每级荷载下，承压板对地基土的压力。再由百分表的读数得出每级压力下稳定的沉降量，汇总于下表格。

压力表读数Mpa 千斤顶出力kN 承压板压力Mpa 累计沉降量mm 备注

0.2 4.69.20.0565达到稳定

0.410.821.60.1515达到稳定

0.617340.282达到稳定

0.823.246.40.5555达到稳定

129.358.60.782达到稳定

1.235.671.2 1.308达到稳定

1.446.893.6 1.9315达到稳定

1.64896 3.884达到稳定

1.854.2108.4 5.468达到稳定

260120 6.4605未达到稳定

以上表格数据，帮助我们绘出该地基土的P-S曲线（见附图一），由原始数据我们还得出每