第2章典型室内试验与原位测试技术-new
原位测试技术实验大纲
原位测试技术实验大纲一、课程学时：36学时、2.0学分。
实验学时：16学时二、采用教材：《土工测试技术》王保田编著，河海大学出版社，2000年12月《土工与原位测试》崔立军、王小波编著，国防科技大学出版社，（新版、待定）三、本课程的任务、性质与目的《原位测试技术》是专业测试技术课程，实验配合理论教学进行，是学习《原位测试技术》课程主要环节，其任务是：I、加强理论与实践的联系，使课堂内容和知识能通过试验得到巩固和深化。
2、加强基本操作和技能的训练。
3、培养独立思考和独立工作的能力。
四、实验课程基本理论：地基承载力理论；地基土触探理论；一维波动理论；弹性波传播规律理论。
五、实验方式与基本要求：通过触探试验，评价砂土的密实度，划分土层界线，确定地基土、单桩承载力等；通过基桩检测，利用声学参数判定基桩桩身质量；通过声波参数测试，熟悉岩土声学参数的测定方法；通过土的室内直剪、三轴剪切试验，学会运用库仑-莫尔公式确定土的抗剪强度参数、值，借与计算地基土的强度、土边坡稳定和土的侧压力。
通过土的击实试验掌握在不同击实能量下土体的干密度与含水量之间的关系，借与计算土的最大干密度、最优含水率；通过载荷试验，学会利用载荷■沉降曲线确定地基土的允许承载力及沉降量；实验基本要求如下：I、了解原位测试技术的仪器与设备；2、掌握测试时的基本原理；3、能整理、分析实验结果和编写实验报告；4、重视观察和分析实验现象，运用理论解决实验中的问题。
六、实验项目的设置与内容摘要：七、实验成绩考核办法:根据学生实验时的动手能力、实验数据、实验报告，以及对数据的分析、综合运用、学习态度及考勤情况，由任课教师进行评分。
实验成绩以20%计入《原位测试技术》课程的总成绩中。
说明：I、本大纲根据学校目前的实验条件与理论教学大纲制定2、实验项目分必做实验和选做实验可根据具体情况来安排；另外，教师也可利用仪器开出新的选做实验。
原位测试与室内试验
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。
§ 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。
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。
(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
原位测试技术读书笔记
岩土工程测试技术读书笔记摘要：本文就建筑抗震设计、土动力学、物理勘探、高密度电法、地质雷达、土的抗剪强度等相关知识的重难点的自我总结，列举了抗震设计中应当遵循的基本原则、土动强度的定义以及相关因素、物理勘探技术的各理论体系、高密度电法的施工方法以及资料处理、地质雷达的作用及原理、土抗剪强度的定义及计算公式，希望经过此次的学习这些能对以后的工作学习有所帮助。
关键词：建筑抗震设计、土动力学、物理勘探、高密度电法、地质雷达、土的抗剪强度1、建筑抗震设计1.1 抗震设计原则土木工程结构抗震设计中合理应用先进技术可增大土木工程结构的承受能力，增强土木工程结构的安全性。
其次，结构抗震设计能够增大结构刚度。
土木工程结构设计刚度相对较低，抗震设计通常以不同的设计方式增强工程的刚度，完善结构的抗震性能。
最后，结构抗震设计可以减少地震灾害对工程结构的负面影响，优化建筑的整体性能。
而在抗震设计时主要有以下三个抗震设防的三个水准:第一水准：当建筑物遭遇低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，一般不受损坏或不需修理即可继续使用。
这是建筑处于正常使用状态，从结构抗震分析角度，可视为弹性体系，采用弹性反应谱进行分析。
第二水准：当建筑物遭受相当于本地区抗震设防烈度的影响时可能损坏，经一般修理或不修理仍可继续使用。
这是结构进入非弹性工作阶段，但非弹性变形或结构体系的损坏控制在可修范围内。
第三水准：当建筑物遭受本地区抗震设防烈度的预估罕遇地震影响时，不至倒塌或发生危机生命的严重破坏。
这是结构有较大的弹性变形，但应控制在规定的范围内，以免倒塌。
在抗震结构设计分析中，我们要做到以下三点1) 合理选择抗震结构底部剪力法在工程结构设计中是一种应用最为广泛的计算方式，该方法以地震反应谱理论为基础，结合工程结构底部总地震剪力和效果等单质点水平地震结构作用，确认结构承受的地震作用总量。
该方法具有特定的适用范围。
所以，在选择抗震结构时，设计人员要选择高度在 40m 以上，采用剪切变形且质量和高度分布均匀度较高的结构形式，也可选择与单质点体系较为相似的结构形式。
原位测试
• 1．方法简介 由于CPT类似于桩的作用过程，很早就有人尝试借用 深基础极限承载力的理论来求解CPT的端阻qc ，这就是所 谓的承载力理论（bearing capacity theories），简称 BCT。该法把土体作为刚塑性材料，根据边界受力条件给 出滑移线场，或根据试验或经验假定滑动面，用应力特征 线法或按极限平衡法求出极限承载力。 BCT得到的 一般可以表达为 • （1）qc=cuNc+σvNq • 式中： cu——土的不排水抗剪强度； σv——上覆压力，和土层深度有关， ； Nc 、 Nq——一无量纲，承载力系数，依赖于 滑动（面）的选择。 BCT思路的发展是从平面应变、修正平面应变到轴对 称承载力理论。
室内试验
• 室内岩土试验可分为土体的室内试验和岩石的室内试验。 • 土体的室内试验（Laboratory Soil Test）包括土的物理 性质指标的测定、土的力学性质指标的测定、土的动力特 性试验、粘土矿物分析等等。 • 岩石的室内试验（Laboratory Rock Test）包括岩石水 理性质试验、岩石强度和变形试验、岩石结构面抗剪强度 试验、岩石软弱夹层剪切蠕变试验、岩石点荷载强度试验 等等。
本章小结
• 工程设计中的土工计算成果的可靠性，主要取决于所选 计算参数，所选参数精度的重要性远比所选的计算方法 要重要得多。而正如沈珠江院士认为，可靠的土质参数， 只能通过原位测试取得。因此，在工程勘察中，不进行 原位测试是没有质量保证的；特别是在大型工程勘察中， 它是不可缺少的手段。原位测试技术的重要性正在逐渐 被广泛承认，测试技术逐渐成熟，相应法规日趋完善， 它将发挥越来越大的作用。 • 在本章中，我们从土的室内试验的优缺点分析入手， 谈到了土的原位测试技术产生的必要性，接着学习了土 体原位测试的概念，重点学习了土体原位测试技术的优 缺点，最后介绍了土体原位测试的两个种类，即土层剖 面测试法和专门测试法。通过对本章的学习，我们应该 对土体原位测试技术有一个初步的认识，应该了解到土 的原位测试技术种类较多，及其在工程勘察中所起的作 用。
原位测试与室内土工试验的比较
原位测试与室内土工试验的比较发表时间：2019-06-18T16:17:08.643Z 来源：《防护工程》2019年第5期作者：陈雪[导读] 原位测试一般只能测定现场载荷条件下的岩土体参数，无法预测荷载变化过程中的发展趋势。
新疆城乡试验检测有限公司新疆乌鲁木齐 830000摘要：土工试验与原位测试是岩土工程、地质工程中的重要内容之一。
无论是高层建筑、高速公路和机场，还是铁路、车库和隧道等，这些工程建设项目都与它们赖以存在的岩土体有着密切的关系。
我国地域辽阔，自然地理环境各不相同，岩土体的种类各种各样，其工程性质也千变万化，因此，本文就原位测试与室内土工试验的比较进行分析。
关键词：原位测试；土工试验；比较引言：土工试验是岩土工程勘察设计中非常重要的一部分，无论是发电厂、建筑、道路等这些建设工程项目都与它们赖以存在的岩土体有着密切的关系。
我国地域辽阔，自然地理环境复杂，岩土体的种类繁多，其工程性质也千变万化。
因此，有效的利用土工试验方法提供可靠的岩土性质参数指标，对整个建设项目设计工作都是非常重要的。
一、土工试验与原位测试作用岩土体是自然界的产物，其形成过程、物质成分以及工程特性是极为复杂的，并且随受力状态、应力历史，加载速率和排水条件等的不同而变得更加复杂。
所以，在进行各类工程项目设计和施工之前，必须对工程项目所在场地的岩土体进行土工试验及原位测试，以充分了解和掌握岩土体的物理和力学性质，从而为场地岩土工程条件的正确评价提供必要的依据。
土工试验是对岩土试样进行测试，并获得岩土的物理性指标、力学性指标、渗透性指标以及动力性指标等的实验工作，从而为工程设计和施工提供参数，是正确评价工程地质条件不可缺少的依据。
所有的工程建设项目，包括高层建筑、高速公路、机场、铁路、隧道等的建设，都与它们赖以存在的岩土体有着密切的关系，在很大程度上取决于岩土体能否提供足够的承载力，取决于工程结构不至于遭受超过允许的地基沉降和差异变形等，而地基承载力和地基变形计算中的参数又主要是由土工试验来确定的，因此，土工试验对于各类工程项目建设是不可缺少的。
原位测试技术
第十四讲原位测试技术一、内容提要：本讲主要讲述原位测试技术：载荷试验、十字板剪切试验、静力触探试验、圆锥动力触探试验、标准贯入试验、旁压试验、扁铲侧胀试验。
二、重点难点：各种原位测试手段的适用范围及各自的优点。
三、内容讲解：所谓原位测试就是在土层原来所处的位置基本保持土体的天然结构、天然含水量以及天然应力状态下，测定土的工程力学性质指标。
原位测试与室内土工试验相比，具有以下主要优点：(1)可以测定难以取得不扰动土样(如饱和砂土、粉土、流塑淤泥及淤泥质土、贝壳层等)的有关工程力学性质；(2)可以避免取样过程中应力释放的影响；(3)原位测试的土体影响范围远比室内试验大，因此代表性也强；(4)可大大缩短地基土层勘察周期。
但是，原位测试也有不足之处。
例如：各种原位测试都有其适用条件，若使用不当则会影响其效果；有些原位测试所得参数与土的工程力学性质间的关系往往是建立在统计经验关系上；另外，影响原位测试成果的因素较为复杂，使得对测定值的准确判定造成一定的困难；还有，原位测试中的主应力方向往往与实际岩土工程中的主应力方向并不一致等等。
因此，土的室内试验与原位测试，两者各有其独到之处，在全面研究土的各项性状中，两者不能偏废，而应相辅相成。
工程地质原位测试的主要方法有：静力载荷试验、触探试验、剪切试验和地基土动力特性试验与现场渗透试验等。
【例题1】下列不属于原位测试手段的是（）。
A. 载荷试验B. 触探试验C. 现场渗透试验D. 压缩试验答案：D(一)静力载荷试验(CPT)1. 静力载荷试验的基本原理和意义静力载荷试验就是在拟建建筑场地上，在挖至设计的基础埋置深度的平整坑底放置一定规格的方形或圆形承压板，在其上逐级施加荷载，测定相应荷载作用下地基土的稳定沉降量，分析研究地基土的强度与变形特性，求得地基土容许承载力与变形模量等力学数据。
可见，静力载荷试验实际上是一种与建筑物基础工作条件相似，而且直接对天然埋藏条件下的土体进行的现场模拟试验。
原位测试
绪论1:原位测试: 就是在土原来所处位置基本保持土的天然结构，天然含水量及天然应力状态测定土的性能方法。
2：与一般试验方法比较具有以下优点①可在拟建工程场地进行测试,不用取样。
②原位测试涉及的土体积比室内试验样品要大得多，因而更能反映土的宏观结构对土的性质影响。
③很多土原位测试技术方法可连续进行，可得到完整土层剖面及物理力学性质指标。
④土的原位测试，一般具有快速经济优点。
3：土的测试方法可归纳为以下两类：② 层剖面测试法：如静力触探，动力触探。
②专门测试法：如载荷试验，旁压试验，标准贯入试验，十字板剪切试验，压水、注水试验。
4:土的原位测试缺点:①原位测试技术发展历史较短,对测试机理及应用的研究都有待于进一步深入.②难于控制测试中的边界条件,如排水条件,应力条件.③目前为止,土的原位测试技术所测出数据和土的工程性质关系仍建立在大量统计经验关系之上。
第一章：静力载荷试验一：载荷试验：保持地基土的天然状态和模拟建筑物的荷载条件，通过一定面积的承压板向地基施加竖向荷载，观察地基土变形和强度规律的一种原位试验。
1：目前静载荷试验适用范围：⑴平板载荷试验适用天然地基，复合地基。
⑵螺旋板载荷试验适用天然地基⑶基桩静载荷试验适用基桩2: 试验过程：①在承压板上逐级加荷，观测记录各级压力下沉降量S随时间变化情况；②一般待前级压力沉降稳定后，在加下一级压力；③直到某级压力下沉降量随时间增长而不能稳定到一定值；④得出各级压力P对应的稳定沉降值S，及最后级荷载下沉降量S 的趋势值；⑤作出P~S关系曲线。
3: 试验结果：P~S曲线反映承压板下2.0倍承压板宽度深度范围内土层强度及变形特性。
4::载荷试验基本理论体现在三方面：①直线变形阶段：压密阶段,压力小于比例界限P0，P~S为直线关系。
②剪切变形阶段：当压力P0＜Pi＜Pu（极限），P~S呈曲线关系，除土体压密外，还有局部剪切破坏。
③破坏阶段：压力Pi＞Pu，即使压力增加极小沉降急剧增加。
原位测试技术 ppt课件
（一）静力触探成果
ps
H , qc
H,
fs
H,Rf
(
fs qc
)
H
（二）静力触探成果的利用
1、划分土层和判别土类
2、确定浅基础的承载力
•老粘土，浅基础地基基本承载力 0 0.1ps
PPT课件
15
•软土，一般粘土及砂粘土 0 5.8 ps 46
•砂粘土和饱和砂土
0
0.89
logs关系曲线上或p-Δs/Δp关系曲线上找到拐点A
PPT课件
7
2、B点的确定方法：
整体剪切破坏，为地基破坏的前一级的荷载所对应的该
曲线上的点，或在 p-s找到曲线突然下落的点
局部剪切破坏在破坏前的曲线段随着荷载的增加，曲线
总是逐渐变陡，没有突然的转折点需绘制logp-logs曲线，
找到曲率最大的点，即为B点。
PPT课件
8
3、按P0.02作为地基容许承载力
p0.02
P-s沉降曲线的曲线变化缓
0.02
慢 或曲线长度不足难以找
到曲线突然变陡的转折点
此时也可绘制荷载相对沉降曲线P-s/b对应的压力p0.02
作为地基容许承载力
对软粘土地基可取s/b=0.01～0.015对应的压力。
（二）、确定地基土的变形模量E0
•确保承压板与土层间水平和均匀接触
坑底应铺设1cm左右的砂垫层
PPT课件
4
2、加荷方式
第一种为常规的慢速加载法，采取分级加载，待沉降稳定后
再加下一级荷载
第二种为快速加荷法，同样采取分级加载，每级荷载只需维
持2h，便可施加下一级荷载，而不必等待沉降稳定，最后 一级荷载沉降观测达稳定标准或仍维持2h
原位测试
pu p 0 fa p 0 K
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确定地基土变形模量
E 0 I 0I 1 1 2 d
式中 d -承压板直径（或边长）； : Ｋ-ｐ -ｓ曲线的斜率； -土体的泊松比； I 0 -当承压板位于半无限体表面时的影响系数； I１-当承压板在半无限体表面以下为深度ｚ时的修正系数
杂地交织在一起的综合力学反应，CPT 指标叫“ 比贯入阻力”（Specific
Penetration Resistance）。任何单一的力学模型都无法描述这种过程 • CPT 的应用是实验土力学（Experimental Soil Mechanics）的课题，而不是
理论土力学课题（王锺琦，2008）
23
（2）电测十字板仪
对于电测十字板仪，由于在十字板头和轴杆之间有贴电阻
应变片的扭力柱连接，扭力柱测定的只是作用在十字板头上 的扭力。因此，在计算土的抗剪强度时，不必进行轴杆与土 体间的摩擦力和仪器机械摩阻力修正。
24
操作步骤 平整场地，安装机架，并固定 把板头压至测试深度
卡住钻杆，并调零
十字板插入至试验深度后，至少应静止2～3min，方可开始
试验 施加扭转力矩时，扭转剪切速率宜采用(1°～2°)／10s，并 应在测得峰值强度后继续测记1min 在峰值强度或稳定值测试完后，顺扭转方向连续转动6圈后，
测定重塑土的不排水抗剪强度
26
试验影响因素 圆柱面破 坏假设 土的各 向异性
8
千 斤 顶
荷载板
9
试验反力装置
5
4
1
7 2
13—桁架
10
试验技术要求 1.试坑的尺寸及要求：浅层平板载荷试验的试坑宽度或直径不 应小于承载板宽度或直径的三倍。试坑底部岩土应避免扰动， 保持其原状结构和天然湿度，在承压板下铺设不超过20mm的 砂垫层并找平。 2.承载板的尺寸：载荷试验宜采用圆形刚性承载板，根据土的 软硬或岩体裂隙密度选用合适的尺寸；对于浅层平板试验，承 压板面积不应小于0.25m2，当在软土和粒径大的填土上进行试 验时，承压板尺寸不应小于0.5m2.
原位测试方法讲授PPT课件
i. 铁道部TBJ37-93规则法
2.2.3 确定土的物理力学性质指标
CPT可以确定如 c, , Cu, Dr, Es, sat, 等土的物 理力学性质指标。
表2-13为用静力触探评定砂土的密实度 图2-59为砂土的内摩擦角与锥尖阻力的关系图
表2-14 砂土的内摩擦角
Ps(Mpa) 1 2 3 4 6 11 15 30 Φ(°) 29 31 32 33 34 36 37 39
1.4 土体原位测试的应用
根据不同的测试方法（包括CPT、DPT、PLT、 PMT、FVST、SDPT），其应用可归纳为：
（1）、土层土类划分； （2）、求天然地基承载力； （3）、测定土的物理力学性质指标； （4）、在桩基勘察中的应用； （5）、评价砂土和粉土的地震液化； （6）、求解土的固结系数、渗透系数及不排水抗剪
土体原位测试：一般指的是在工程地质勘察现场， 在不扰动或基本不扰动土层的情况下对土层进行测 试，以获得所测土层的物理力学性质指标及划分土 层一种土工勘察技术。
1.2 优点（与室内试验比较）
1. 不需经过钻探取样，直接测定岩土力学性质， 更能真实反映岩土的天然结构及天然应力状态 下的特性。
2. 原位测试所涉及的土尺寸较室内试验样品要大 得多，因而更能反映土的宏观结构如裂隙等)对 土的性质的影响，比土样具代表性。
地基工程原位测试
第一章 概述 第二章 静力触探 第三章 孔压静力触探 第四章 动力触探 第五章 载荷试验 第六章 旁压试验 第七章 十字板剪切试验
第一章 概述
1.1 土体原位测试的概念
原位测试（In-Situ Testing ）：在岩土体原有的位置上， 在保持岩土的天然结构、天然含水量以及天然应力 状态条件下测定岩土性质称为原位测试。
原位测试 现代测试技术2
绪论:原位测试的定义：广义：应包括原位检测和原位试验两部分，即指在工程现场，在不破坏、不扰动或少扰动被测对象或检测对象原有（天然）状态的情况下，通过试验手段测定特定的物理量，进而评价被测对象的性能和状态；狭义：是岩土工程勘察与地基评价中的重要手段之一，是指利用一定的试验手段在天然状态（天然应力、天然结构和天然含水量）下，测试岩土的反应或一些特定的物理、力学指标，进而依据理论分析或经验公式评定岩土的工程性能和状态。
原位测试技术的优点：1.在工程场地进行测试，无需采样，减少了甚至避免了对试样的扰动（应力解除、样品运输、制样等）和取样难（如淤泥和砂层）的问题；2.原位测试涉及的试样体积比室内试验样品要大得多，因而更能反映宏观结构（如裂隙、夹层等）对岩土体性质的影响；3.很多土的原位测试技术方法可连续进行，因而更能反映岩土体剖面及其物理力学性质指标；4.现代的原位测试技术一般具有快速、经济的优点，如静力触探车。
原位测试技术的缺点：1.难于控制测试中的边界条件，如排水条件和应力条件；2.到目前为止，原位测试技术所测出的数据和岩土体的工程性质之间的关系，仍建立在大量统计的经验关系之上。
原位测试手段的通用性：1.土体原位测试在划分土类方面的通用性（大庆和加拿大地区资料）2.确定岩土体的工程性质方面的通用性原位测试手段的适用性：原位测试手段的地基条件适用性和经验公式的地区适用性造成地区适用性的原因：1.应用者经验的差别。
特别是过渡带土类的划分，有时需要根据实际情况进行判断；2.不同地区土的形成时代、成因以及经历的自然历史不同；3.土类划分方案也需要一个不断补充新资料而逐渐完善提高的过程。
静力载荷测试：地基土静力载荷测试：是在保持地基土的天然状态下，模拟建筑物的荷载条件，在一定面积的承压板上向地基施加竖向荷载，观察研究地基土变形和强度规律的一种原位试验。
地基土静力载荷的分类：载荷测试按试验深度分为浅层和深层；按承压板形状有平板与螺旋板之分；按用途可分为一般载荷测试和桩载荷试验；按荷载性质又可分为静力和动力载荷测试。
原位测试
原位测试概念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。
测试内容原位测试包括静力触探、动力触探、标准贯入试验、十字板剪切、旁压试验、静载试验、扁板侧胀试验、应力铲试验、现场直剪试验、岩体应力试验、岩土波速测试等。
适用条件1. 当原位测试比较简单，而室内试验条件与工程实际相差较大时。
2. 当基础的受力状态比较复杂，计算不准确而又无成熟经验，或整体基础的原位真型试验比较简单。
3. 重要工程必须进行必要的原位试验。
优缺点优点：可以测定难于取得不扰动土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。
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。
影响原位测试成果的因素较为复杂,使得对测定值的准确判定造成一定的困难.一般规定第1条软土地区工程地质勘察应增加原位测试工作量，其布置应与钻探、室内试验的配合和对比，以提高勘察质量。
原位测试成果的使用应考虑地区性和经验性。
第2条原位测试一般包括静力触探试验、十字板剪切试验，标准贯入试验、旁压试验、载荷试验及波速试验等。
选用原位测试方法应以土层情况、设计参数的要求以及建筑物等级等因素确定。
第3条采用静力触探方法评价土的强度和变形指标时，应结合本地区经验取值。
应用静力触探曲线分层时，应综合考虑土的类别，成因和地下水条件等因素。
第4条十字板剪切试验适用于测定软土的抗剪强度。
对重荷载的大型建筑，应测定其残余强度并计算其灵敏度。
第5条标准贯入试验可用于评价土的均匀性和定性地划分不同性质的土层，以及软土中夹砂层的密实度和承载力。
第6条旁压试验宜采用自钻式旁压仪。
依据仪器设备和土质条件，选择适当的钻头、转速、进速、泥浆压力和流量、刃口的距离等以确定最佳自钻方式。
第7条用载荷试验确定地基承载力时，承压板面积不宜小于5000 。
承载力基本值的选用，应根据压力和沉降、沉降与时间关系曲线的特征，结合地区经验取值。
第7、8章原位测试与室内试验
原位测试环境：现 场实际环境，受外 界干扰较小
室内试验环境：实 验室模拟环境，受 外界干扰较大
测试结果比较：原 位测试结果更接近 实际情况，室内试 验结果受外界干扰 影响较大
适用范围比较：原 位测试适用于大型 工程或复杂结构， 室内试验适用于小 型工程或简单结构
测试结果比较
原位测试与室内试验的适用范围比较 测试结果的准确性和可靠性比较 测试结果的优缺点比较 测试结果的应用领域比较
应用场景比较
• 原位测试的应用场景： - 现场测试，能够真实反映地下土层的物理性质和工程特性； - 适用于大型基础设施建设项目，如高 速公路、地铁、桥梁等； - 测试周期较长，需要耗费较多人力物力。 • - 现场测试，能够真实反映地下土层的物理性质和工程特性； • - 适用于大型基础设施建设项目，如高速公路、地铁、桥梁等； • - 测试周期较长，需要耗费较多人力物力。
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第7、8章原位测试与室内试验
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汇报人：
目 录
01 单 击 添 加 目 录 项 标 题 02 原 位 测 试 03 室 内 试 验 04 原 位 测 试 与 室 内 试 验 的 比 较 05 原 位 测 试 与 室 内 试 验 的 未 来
缺点：试验费用较 高，需要大量的人 力和物力资源，试 验周期较长，无法 完全模拟实际情况。
适用范围：适用于对样 品进行详细测试和分析 的场合，如材料性能测 试、产品研发等。
注意事项：在室内试验 中需要注意试验条件的 控制和数据的准确性， 以确保结果的可靠性和 有效性。
原位测试与室内试
04
验的比较
测试环境比较
原位测试技术
0.1 原位测试技术岩土工程：“根据建设工程的要求，查明、分析、评价建设场地的地质、环境特征和岩土工程条件，编制勘察文件的活动。
”岩土工程勘察所采用的方法和手段较多，主要有勘探（包括钻探、井探、槽探、坑探、洞探、物探、触探等）、原位测试和室内试验等。
原位测试：从广义上讲，包括原位检测和原位试验两部分，即指在被测试对象的原始位置，在不破坏、不扰动或少扰动被测试或检测对象原有（天然）状态的情况下，通过试验手段测定特定的指标，进而评价被测试对象阶性能和状态。
从狭义上讲，原位测试是指利用一定的试验手段在天然状态（天然应力、天然结构和天然含水量）下，测试岩土的反应或一些特定的物理、力学指标，进而依据理论分析或经验公式评定岩土的工程性能和状态。
0.2 原位测试方法载荷试验、静力触探、圆锥动力触探、标准贯入试验、十字板剪切试验、旁压试验、扁铲侧胀试验、现场直接剪切试验、波速测试、岩体原位应力测试和激振法测试。
0.3 原位测试优缺点项目原位测试室内试验试验对象1．测定土体范围大，能反映微观、宏观结构对土性的影响，代表性好；2．对难以取样的土层仍能试验；3．对试验土层基本不扰动或少扰动；4．有的能给出连续的土性变化剖面，可用以确定分层界线；5．测试土体边界条件不明显1．试样尺寸小，不能反映宏观结构、非均质性对土性的影响，代表性较差；2．对难以或无法取样的土层无法试验，只能人工制备土样进行试验；3．无法避免钻进取样对土样的扰动；4．只能对有限的若干点取样试验，点间土样变化是推测的；5．试验土样边界条件明显应力条1．基本上在原位应力条件下试验；2．试验应力路径1．在明确、可控制的应力条件下试验；件无法很好控制；3．排水条件不能很好控制；4．试验时应力条件有局限性2．试验应力路径可以事先预定；3．能严格控制排水条件；4．可模拟各种应力条件进行试验应变条件1．应变场不均匀；2．应变速率一般大于实际工程条件下的应变速率1．试样内应变场比较均匀；2．可以控制应变速率岩土参数反映实际状态下的基本特性反映取样点上，在室内控制条件下的特性试验周期周期短，效率高周期较长，效率较低1载荷试验1.1 概述1.1.1 载荷试验方法载荷试验（P1ate Load Test，简称PLT）：是在现场通过一定面积的刚性承压板向地基逐级施加荷载，测定天然地基、单桩或复合地基的沉降随荷载的变化，借以确定地基土的承载能力和变形特征的现场试验。
工程原位测试实训报告(3篇)
第1篇一、实训背景随着我国建筑行业的快速发展，工程质量问题日益受到广泛关注。
为确保工程质量，提高施工效率，工程原位测试技术应运而生。
本次实训旨在通过实际操作，使学生掌握工程原位测试的基本原理、方法及操作技能，提高学生对工程质量问题的分析和解决能力。
二、实训目的1. 熟悉工程原位测试的基本原理和方法；2. 掌握常用工程原位测试仪器的操作技巧；3. 学会根据工程实际情况选择合适的原位测试方法；4. 提高对工程质量问题的分析和解决能力。
三、实训内容本次实训主要包括以下内容：1. 工程原位测试基本原理2. 常用工程原位测试仪器及操作3. 工程原位测试案例分析4. 实际工程现场原位测试操作四、实训过程1. 理论教学首先，我们对工程原位测试的基本原理、方法及常用仪器进行了系统讲解。
通过理论教学，使学生掌握了工程原位测试的基本知识。
2. 仪器操作培训在熟悉了基本原理后，我们针对常用工程原位测试仪器进行了操作培训。
包括超声波检测仪、回弹仪、振动仪等。
通过实际操作，使学生掌握了仪器的使用方法。
3. 案例分析我们选取了几个典型工程案例，对工程原位测试在工程质量检测中的应用进行了详细分析。
通过案例分析，使学生了解了工程原位测试在实际工程中的应用价值。
4. 实际工程现场原位测试操作在理论学习和案例分析的基础上，我们组织学生前往实际工程现场进行原位测试操作。
在操作过程中，学生独立完成测试任务，并对测试结果进行分析。
五、实训成果通过本次实训，学生取得了以下成果：1. 掌握了工程原位测试的基本原理和方法；2. 熟练掌握了常用工程原位测试仪器的操作技巧；3. 学会了根据工程实际情况选择合适的原位测试方法；4. 提高了学生对工程质量问题的分析和解决能力。
六、实训总结1. 理论教学与实践操作相结合本次实训充分体现了理论教学与实践操作相结合的原则。
通过理论教学，使学生掌握了工程原位测试的基本知识；通过实践操作，使学生将理论知识应用于实际工程中。
原位测试与室内试验共52页
原位测试与室内试验
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
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◆剪切波震相确认
触发信号 零时刻
S波初至 时刻
ts
横波走时
孔口
震源
◆单孔法资料分析
hi − hi −1 Vsi = i −1 h j − h j −1 ti cosθi − ∑ Vsj j =1
式中，Vsi、Vsj——分别为第i层和 ——分别为第 式中， 层的平均剪切波速(m/s) (m/s)； 第j层的平均剪切波速(m/s)； ——分别为第 hi、hj——分别为第i和第j个测点的 深度(m) (m)， 深度(m)，h0＝0； ——第 个测点深度的走时(s) (s)； ti——第i个测点深度的走时(s)； ——第 θi——第i个测点深度到激发点连 线与钻孔轴线的夹角( 线与钻孔轴线的夹角(°)。
静力载荷试验得到压力p(kPa)与相应的 土体稳定沉降量s(mm)之间的关系曲线 ,即p-s 曲线，一般可划分为三个阶段。 阶段：直线变形阶段,或压密阶段。从原点 第1阶段：直线变形阶段,或压密阶段 到比例界限压力p0(亦称临塑压力 临塑压力)。土体变形 临塑压力 主要由于土中孔隙的减少引起，土颗粒主要是 竖向变位，且随时间渐趋稳定而土体压密。 阶段：局部剪切阶段。 第2阶段：局部剪切阶段。从临塑压力p0到极 极 限压力pu。这个阶段除土体的压密外，在承压 板边缘已有小范围土体发生剪切破坏，土体的 变形由土中孔隙的压缩和土颗粒剪切移动同时 引起，土粒同时发生竖向和侧向变位。 阶段：破坏阶段。 第3阶段：破坏阶段。极限压力pu以后，沉降 急剧增加。这一阶段的显著特点是，即使不施 加荷载，承压板也不断下沉，同时土中形成连 续的滑动面，土从承压板下挤出,发生隆起及 环状或放射状裂隙。
4、浅层平板载荷试验要点
C.0.6 承载力特征值的确定应符合下列规定： 1 当p-s曲线上有比例界限时，取该比例界限所对应的荷 载值； 2 当极限荷载小于对应比例界限的荷载值的2倍时，取极 限荷载值的一半； 3 当不能按上述二款要求确定时，当压板面积为 0.25~0.50m2 ，可取s/b=0.01~0.15所对应的荷载，但其值 不应大于最大加载量的一半。 C.0.7 同一土层参加统计的试验点不应少于三点，当试 验实测值的极差不超过其平均值的30％时，取此平均值作 为该土层的地基承载力特征值fak。
（3)固结排水剪试验(CD) 固结排水剪试验(CD) 相关各种曲线，同以上UU试验和 试验 试验和CU试验。 相关各种曲线，同以上UU试验和CU试验。
二、静载荷试验
1、试验方法与目的
选择拟建建筑场地，在挖至设计的基础埋置深度的平整坑底放置 一定规格的方形或圆形承压板，在其上逐级施加荷载，测定相应荷 载作用下地基土的稳定沉降量，分析研究地基土的强度与变形特性， 求得地基土容许承载力与变形模量等力学数据。 静力载荷试验可用于下列目的： （1）确定地基土的临塑荷载P0、极限荷载Pu，为评定地基土的承 载力提供依据； （2）估算地基土的变形模量E0、不排水抗剪强度Cu和基床反力系 数K。
2、岩土体波速测试的基本方法
3、单孔法波速测试
单孔法是在一个垂直的钻孔中进行波速测试的方法， 单孔法是在一个垂直的钻孔中进行波速测试的方法， 振源可在地表，也可在孔中。 振源可在地表，也可在孔中。 按振源和接收器在孔中的相对位置，又可分为四个方法 按振源和接收器在孔中的相对位置， （1）地表激发孔中接收法 （2）孔中激发地表接收法 （3）孔中激发孔中接收法 （4）孔底法
4、浅层平板载荷试验要点
中华人民共和国国家标准《建筑地基基础设计规范》 （GB 50007－2002），规定了浅层平板载荷试验的要点， 具体内容为： C.0.1 地基土浅层平扳载荷试验可适用于确定浅部地基 土层的承压板下应力主要影响范围内的承载力。承压板面 积不应小于0.25m2，对于软土不应小于0.5m2。 C.0.2 试验基坑宽度不应小于承压板宽度或直径的三倍。 应保持试验土层的原状结构和天然湿度。宜在拟试压表面 用粗砂或中砂层找平，其厚度不超过20mm。 C.0.3 加荷分级不应少于8级。最大加载量不应小于设计 要求的两倍。 C.0.4 每级加载后，按间隔10、10、10、15、15min，以 后为每隔半小时测读一次沉降量，当在连续两小时内，每 小时的沉降量小于0.1mm时，则认为已趋稳定，可加下一 级荷载。
2、试验装置
载荷试验的装置 承压扳、加荷装置 由承压扳 加荷装置 承压扳 及沉降观测装置 沉降观测装置等部 沉降观测装置 分组成。 其中，承压板一 般为方形或圆形板； 加荷装置包括压力源、 载荷台架或反力架； 沉降观测装置有百分 表、沉降传感器和水 准仪等。
静载荷试验
桩的静载荷试验
3、试验结果
1、岩土体的波速特点
在岩土体中由人工激发而产生的弹性波主要有纵波(P 在岩土体中由人工激发而产生的弹性波主要有纵波(P 波)、横波(S波)和面波。它们的传播特征一般用波速、振 横波(S波 和面波。它们的传播特征一般用波速、 频率和波形来描述。 幅、频率和波形来描述。 在岩土工程中， 在岩土工程中，常用弹性波的波速来确定岩土体的工程特 其中，纵波(P波 波速最大，横波(S波 次之， 性。其中，纵波(P波)波速最大，横波(S波)次之，但振幅 较大，面波的波速最小，但振幅最大。 较大，面波的波速最小，但振幅最大。 影响波速的主要因素包括： 影响波速的主要因素包括： 岩土体的岩性、岩土体的物理力学性质(弹性模量E 岩土体的岩性、岩土体的物理力学性质(弹性模量E、剪切 模量G 泊松比v 密度ρ 岩石孔隙率等) 模量G、泊松比v、密度ρ、岩石孔隙率等)、岩土体结构特 征与风化程度、岩土体赋存的环境(地下水、地应力、 征与风化程度、岩土体赋存的环境(地下水、地应力、温 以及岩土体的成岩历史或年代等。 度)以及岩土体的成岩历史或年代等。
◆测试要点与资料分析
（1）在测试场地选定测试孔，钻孔至预定深度，要求钻孔垂直。 （2）在距孔1～3m处放置长度2～3m的木板(宽300～400mm、厚40～ 60mm)，与地面贴紧，上压400kg以上重物，木板长向中垂线通过孔口 中心。测记木板中心高程、孔口高程和距离； （3）结合地层结构布置测点，测点垂直间距一般以1～3m为宜，层 位变化处加密，并宜自下而上逐点测试。要求每层均有测点，且测点 宜设在层的顶部或底部，土层厚度小于1m时可忽略，大于4m时须增加 测点； （4）将检波器固定在孔内不同深度处，记时触发检波器应置于木板 中心边侧。 （5）激发。连接好记录分析仪，用重锤沿板纵轴从两个相反方向水 平敲击板端，产生正、反向水平剪切波，记录波形； （6）检查记录的波形，要求信号波形清晰，初至基本重合且剪切 波信号相反，则记录有效，否则重新测试直至正常。
以剪应力为纵坐标，法向 应力为横坐标，在横坐标轴 以破坏时的（σ1f+σ3f）/2为 圆心，以（σ1f-σ3f）/2为半 径，在τ－σ应力平面上绘 制破损应力圆，并绘制不同 周围压力下破损应力圆的包 线，求出不排水强度参数cu、 φu。
（2）固结不排水剪试验(CU) 固结不排水剪试验(CU)
●主应力差与轴向应变关系曲线同UU试验。 主应力差与轴向应变关系曲线同 试验。 试验 ●以有效应力比为纵坐标，轴向应变为横坐 以有效应力比为纵坐标， 标，绘制有效应力比与轴向应变曲线。 绘制有效应力比与轴向应变曲线。 ●以孔隙水压力为纵坐标，轴向应变为横坐 以孔隙水压力为纵坐标， 标，绘制孔隙水压力与轴向应变关系曲线。 绘制孔隙水压力与轴向应变关系曲线。 ●在τ－σ应力平面上绘制破损应力圆及不 同周围压力下的破损应力圆包线， 同周围压力下的破损应力圆包线，并求出总 应力强度参数、有效内摩擦角和有效粘聚力。 应力强度参数、有效内摩擦角和有效粘聚力。
工程岩土体是一种非连续的、非 工程岩土体是一种非连续的、 均质、各向异性的地质体， 均质、各向异性的地质体，受各种结 构面切割， 构面切割，岩土体的力学性质具明显 的非线性特征。 的非线性特征。在岩土体中由人工激 发产生的弹性波的传播， 发产生的弹性波的传播，受这些特点 的影响，将表现出不同的波动特征。 的影响，将表现出不同的波动特征。
5、案例分析 某工程实测数据， 某工程实测数据，在稍密的砂层中作浅层平板载 荷试验，承压板方形，面积 平米 平米， 荷试验，承压板方形，面积0.5平米，各级荷载和对 应的沉降量如下表所示。 应的沉降量如下表所示。
确定砂层地基承载力特征值。 确定砂层地基承载力特征值。
荷载— 荷载—沉降量曲线
三、波速测试
◆简单的公式
通过充气管给气囊 充气使检波器与钻孔壁 紧密接触藕合，藕合情 况的好坏，对采集波形 的影响很大。采用这种 检波器可以任意选择是 从钻孔底往钻孔口测试 还是从钻孔口往钻孔底 测试。
② 杠杆式井中三分量检波器：
通过电池给电磁铁 通电吸合杠杆，将检波 器放入钻孔中，断开电 池使杠杆弹开与钻孔壁 紧密接触藕合。由于断 开电池后无法将杠杆再 次吸合，因此采用这种 检波器只能选择从钻孔 底往钻孔口测试。
第 2章 典型室内试验与原位测试技术
一、土的三轴试验
土的三轴压缩试验是实验室内测定土的抗 剪强度的最重要的方法，适用于测定细粒土和 剪强度的最重要的方法，适用于测定细粒土和 粒径小于20mm的粗粒土的抗剪强度参数c、φ 的粗粒土的抗剪强度参数 、 粒径小于 的粗粒土的抗剪强度参数 值、有效强度参数c′、φ′值、孔隙水压力系数 有效强度参数 、 值 及控制不同排水条件的试验。 及控制不同排水条件的试验。
岩土工程测试、监测 岩土工程测试、 与检测技术
姚爱军
北京工业大学
主要章节
第1章 岩土工程测试、监测、检测技术概述 岩土工程测试、监测、 第2章 典型室内实验与原位测试技术 第3章 高、低应变检测基桩 第4章 探地雷达无损检测技术 第5章 点荷载仪的应用 第6章 滑动测微计的应用 第7章 基坑监测工程实例（一） 基坑监测工程实例（ 第8章 基坑监测工程实例（二） 基坑监测工程实例（
4、浅层平板载荷试验要点
C.0.5 当出现下列情况之一时，即可终止加载： 1 承压板周围的土明显地侧向挤出； 2 沉降s急剧增大，荷载一沉降(p-s)曲线出现陡降段； 3 在某一级荷载下，24小时内沉降速率不能达到稳定； 4 沉降量与承压板宽度或直径之比大于或等于0.06。 当满足前三种情况之一时，其对应的前一级荷载定为极限 荷载。