静力触探测试原理方法及内业整理
第三章2 静力触探(岩土测试技术)
（2）双用（桥）探头
双用（桥）探头：它是一种将锥头与摩擦筒分开。 可同时测锥头阻力qc和侧壁摩擦力fs两个参数的探头。 国内外普遍采用，用途很广。
（3）多用（孔压）探头
• 多用（孔压）探头：它一般是在双用探头基础上再安 装一种可测触探时产生的超孔隙水压力装置的探头。
• 孔压探头可测即锥头阻力、侧壁摩擦力及孔隙水压力u
a、触探主机负荷达到其额定荷载的120%时； b、贯入时探杆出现明显弯曲； c、反力装置失效； d、探头负荷达到额定荷载时； e、记录仪器显示异常。
注意事项（对孔压静力触探）：
5. 在地下水埋藏较深的地区使用探头触探时，应先使用 外径不小于孔压探头的单或双桥探头开孔至地下水位 以下，而后向孔内注水与地面平，再换用孔压探头触 探。 6. 使用孔压探头时，在整个贯入过程中不得提升探头。 7. 当在预定深度进行孔压消散试验时，应从探头停止贯 入之时起，用秒表记时。 8. 当移位于第二个孔时，应对孔压探头的应变腔和滤水 器重新进行脱气处理。
贯入系统的贯入能力
从设备角度来说，贯入系统的贯入能力主要取决 于三方面的因素：
①贯入设备能力的大小； ②触探头截面的大小及其与探杆的配合； ③反力装置能提供的反力大小。如果反力不够，整 个贯入设备的能力就得不到充分发挥。
测量与记录显示装置
量测记录仪表主要有4种类型：电阻应变仪、自 动记录绘图仪、数字式测力仪以及数据采集仪。
k
x
A
kN/A mV
0 x
记录简表
N 各级荷载 Pi (kN) 仪表读数x（με;mV） 加荷 1 2 3 4 1 2 卸荷 3 4
0
1 2 3 4
5
6 7
8
9 10
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。
静力触探方案
静力触探方案静力触探是一种广泛应用于土壤和岩石力学参数测试的地质勘探方法。
通过在地面上施加特定的压力，观测土层的变形和承载能力来评估土壤的工程性质。
在工程设计和土壤力学研究中，静力触探已被广泛使用。
本文将介绍静力触探的基本原理和在不同工程领域中的方案应用。
一、静力触探的基本原理：静力触探是通过利用一支柱状回转锤施加垂直静力载荷，使其嵌入土层，测量所受阻力来评估土壤和岩石的物理特性和力学性质。
整个测试过程主要分为下推段、继续下推段和回提段。
在下推段，柱状回转锤通过自重作用施加压力，使其嵌入土壤中。
在这个过程中，通过传感器测量垂直载荷、速度和时间来获取相关数据。
继续下推段是为了进一步了解土壤的物理特性。
通过继续施加静力载荷，观察阻力的变化，从而得知土壤的密度、湿度和可压缩性等信息。
回提段是将柱状回转锤从土壤中回提出来，观测锤的回提阻力来判断土壤的侧摩阻力和抗剪强度。
通过上述过程，可以了解土层的力学性质，为工程设计和地质灾害评估提供重要的依据。
二、静力触探在不同工程领域的应用：1. 土壤基础工程领域：静力触探可以用于评估土壤的承载力和沉降性能，为土壤基础的合理设计和施工提供依据。
通过触探结果，可以确定基础的深度和稳定性，减少工程的风险。
2. 岩土工程领域：在岩土工程中，静力触探可用于评估岩土层的稳定性和可压缩性。
通过触探数据，可以了解岩土体的强度参数、变形模量和剪切特性等，为工程设计提供准确的参数。
3. 地质勘探领域：静力触探在地质勘探中广泛应用，可以用于地下水位测定、层位划分、地质构造分析等。
通过触探结果，可以了解地下土层的分布和性质，为地质灾害评估和矿产资源开发提供依据。
4. 环境工程领域：静力触探可用于环境土壤污染调查和土壤污染治理工程。
通过触探数据，可以了解土壤中的有害物质含量和分布，为环境风险评估和治理设计提供依据。
总结：静力触探作为一种高效、准确的地质勘探方法，在土壤力学和岩土工程领域有着广泛的应用。
3.静力触探测试(一)
电测式的静力触探仪：
1948年，荷兰工程师Bakker研制出世界上第一个电测 式探头（Rotterdam cone），并申请了专利。 从1949年起，荷兰Delft土力学实验室开始研究电测探 头，并作了大量试验研究，1957年他们研制出第一台能 测侧阻力的电测式探头。 1965年荷兰Fugro与TNO联合推出了一种电测式探头， 其规格也是后来ISSMFE标准和许多国家标准的基础。 60年代后期，荷兰开始研制双桥（双用）式探头，用于 测量锥尖阻力和侧摩阻力，即现今所谓的Fugro探头， 此项成果发表于1971年。此后，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。
23
1.4 （孔压）静力触探的目的
可用于土类定名，并划分土层的界面； 评定地基土的物理、力学、渗透性质的 相关参数； 确定地基承载力； 确定单桩极限承载力； 判定地基土液化的可能性；
24
二、静力触探测试的贯入机理
当静力触探的探头在静压力 作用下，匀速向土层中贯入 时，探头附近一定范围内的 土体受到压缩和剪切破坏。 工程上广泛采用的是经验对 比的方法，但必须在理论分 析的基础上建立统计的经验 公式，即半理论半经验方法。 静力触探的贯入机理的理论 有三大类：承载力理论、孔 穴扩张理论以及稳定贯入流 体理论。
L
K为电阻应变片的灵敏度系数。
33
3. ΔR－ ΔU转换
由于钢材在弹性范围内的变形很小，因 而引起的电阻变化ΔR也很小。这里， 采用电桥原理，实现微电压的测量。
供桥电压为U，电阻R1、R2串联，
电流为I1，则
I1
=
U R1 + R2
= U BC R2
BC电位差： DC电位差：
U BC
=
静力触探试验(原理和应用)
静力触探试验(原理和应用)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，故不常使用。
基本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。
静力触探既是一种原位测试手段，也是一种勘探手段，它和常规的钻探——取样——室内试验等勘探程序相比，具有快速、精确、经济和节省人力等特点。
此外，在采用桩基工程勘察中，静力触探能准确地确定桩端持力层等特征也是一般常规勘察手段所不能比拟的。
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。
地基承载力试验检测(静力触探法)(一)2024
地基承载力试验检测(静力触探法)（一）引言概述：地基承载力试验检测是土木工程中非常重要的一项工作，它对于确保建筑物的安全稳定至关重要。
静力触探法作为一种常用的地基承载力试验方法，具有简便、经济、有效的特点。
本文将介绍静力触探法的工作原理，并分析其应用范围、试验设备的选择、试验过程的操作要点、试验结果的分析和数据处理等方面的内容。
一、静力触探法的工作原理1. 渗透阻力原理2. 摩阻力原理3. 静压力原理4. 配合试验数据解析原理5. 与其他试验方法的对比分析二、静力触探法的应用范围1. 土层类型的要求2. 地层深度的要求3. 工程类型的适用性4. 特殊条件下的适用性5. 设计阶段中的应用建议三、试验设备的选择和准备1. 触探钻杆和探头的选择2. 实际探测位置的规划3. 试验设备的校准和准备工作4. 环境因素对试验设备的影响5. 预防探头堵塞和损坏的策略四、试验过程的操作要点1. 钻孔操作的规范与流程2. 探头插入和移除的注意事项3. 试验中的数据记录与监测4. 试验装置的保养和维护5. 人员安全和施工环境的保障五、试验结果的分析和数据处理1. 渗透阻力-锤击数曲线的解读2. 摩阻力-锤击数曲线的解读3. 静压力-沉探数曲线的解读4. 结果与地基承载力评价标准的对比5. 数据处理与试验结果的可靠性分析总结：静力触探法作为地基承载力试验的一种常用方法，具有简便、经济、有效的特点。
通过详细介绍其工作原理、应用范围、试验设备的选择和准备、试验过程的操作要点以及试验结果的分析和数据处理，有助于工程师和相关人员更好地理解并应用该方法，确保建筑物的安全稳定性。
同时，要注意试验过程中的安全和环境保护问题，保证试验数据的可靠性。
静力触探测试原理方法及内业整理
静⼒触探测试原理⽅法及内业整理静⼒触探测试原理⽅法及内业整理1 静⼒触探测试原理静⼒触探的⼯作过程是⽤静⼒将探头压到⼟层中去。
在贯⼊过程中，由于埋藏在地层中的各种⼟的物理⼒学性质不同，因此，探头遇到的阻⼒也不同，有的⼟软，阻⼒就⼩，有的⼟硬，阻⼒就⼤。
⼟的软硬正是⼟的⼒学性质的⼀种体表现。
所以贯⼊阻⼒是从⼀个侧⾯反应了⼟的强度。
根据这样⼀种内部联系，我们利⽤探头中的阻⼒传感器，将贯⼊阻⼒通过电⼦量测记录仪表把它显⽰和记录下来，并利于贯⼊阻⼒和⼟的强度之间存在的⼀定关系，确定⼟的⼒学指标，划分⼟层，进⾏地基⼟评价和提供设计所有需参数。
当静⼒触探的探头在静压⼒作⽤下，均速向⼟层中贯⼊时，探头附近⼀定范围内的⼟体受到压缩和剪切破坏，同时对探头产⽣贯⼊阻⼒。
⼀般的说，同⼀种⼟层中贯⼊阻⼒⼤，⼟层的⼒学性质好，承载⼒⾼。
反之，贯⼊阻⼒⼩，⼟层软弱，承载⼒低。
在⽣产中利⽤静⼒触探与⼟的野外载荷试验对⽐，或静⼒触探贯⼊阻⼒与桩基承载⼒及⼟的物理学性质的指标对⽐，运⽤数理统计的⽅法，可以建⽴各种相关⽅程(经验关系)。
这样，只要知道⼟层的贯⼊阻⼒即可确定该层⼟的地基承载⼒等指标参数。
静⼒触探主要由两部分组成：⼀是贯⼊系统—由加压装置及反⼒装置组成；⼆是量测系统—由装在探头中的阻⼒传感器和量测仪表组成。
2 静⼒触探的现场测试2.1 操作前的准备及注意事项1 数据记录系统操作前准备及注意事项1) 检查电源：如⽤外接电源时，必须检查确认是220V交流电时，如为电瓶等直流电源，需检查其直流电压为12V，⽅可接⼊静探微机。
打开开关检查微机显⽰是否正常，⽆异常情况后⽅可使⽤。
2) 检查发讯机：⾓机插座接好后，打开仪表，拨动发讯⾓机并检查静探微机是否有讯号接收。
3) 在开始⼯作前，操作⼈员必须填写测试孔号、⽇期、时间、测试探头编号等项，⼯作结束后记录测试深度。
2 现场操作前的准备及注意事项1) 作业前需了解⼯程类型、⼯程特点、可能的基础类型及埋深，孔位、孔深、测试⽬的。
地基承载力试验检测(静力触探法)2024
引言：地基承载力是指土地基在承受荷载时所能承受的最大力量。
土地基的承载力是确定房屋或其他结构物基础是否能承受荷载的重要指标。
地基承载力试验检测是评估地基承载力的一种常见方法。
本文将继续介绍地基承载力试验检测的静力触探法。
1. 静力触探法的概述1.1 钻孔准备在进行静力触探试验前，需要先进行钻孔准备。
钻孔准备包括选择试验点、选取合适的钻孔方式和确定钻孔深度等。
通常情况下，试验点的选择需要考虑土层的一致性和地表承载力的要求。
1.2 钢管安放在选定的试验点上，需要将钢管安放到钻孔孔底，以便进行后续的试验操作。
钢管的直径和长度应根据试验要求确定，并且需要保证安放时的垂直度。
1.3 钻杆安装钻杆的安装是静力触探试验的重要环节。
钻杆需要通过钢管，并延伸至地表。
选择适当的钻杆直径和长度，确保其稳定性和可靠性。
1.4 荷载施加在钻杆安装完成后，需要施加荷载。
通常使用油压机或液压系统施加荷载。
通过施加荷载，可以测得地基的变形和应力数据，进而计算地基的承载力。
1.5 数据记录和分析在进行荷载施加的过程中，需要记录相应的数据，并进行后续的分析。
数据记录可以包括地基的沉降量、钻杆的伸长量、荷载施加量等。
通过对这些数据的分析，可以计算地基的承载力。
2. 静力触探法的优势2.1 非破坏性静力触探法是一种非破坏性的地基承载力试验方法。
在试验过程中，不会对地基结构产生破坏，可以保持地基的完整性。
2.2 简便快捷相比其他地基承载力试验方法，静力触探法具有简便快捷的特点。
试验过程简单，可以在较短的时间内完成。
2.3 数据准确性高静力触探法通过直接测定地基的变形和应力数据，可以更加准确地评估地基的承载力。
数据的准确性对于设计和施工具有重要的指导意义。
2.4 成本相对较低相对于其他地基承载力试验方法，静力触探法的设备和人力成本相对较低。
这降低了地基承载力试验的成本，使其更适用于各种规模的工程项目。
2.5 应用范围广静力触探法适用于各种类型的地基和土壤情况。
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。
4.3__静力触探试验
4.3__静力触探试验4.3 静力触探试验§4.3.1 概述静力触探试验（Static Cone Penetration, CPT）是把具有一定规格的圆锥形探头借助机械匀速压入土中，以测定探头阻力等参数的一种原位测试方法。
静力触探首先在荷兰研制成功，因此静力触探也叫“荷兰锥”试验。
按测量机理分：机械式静力触探和电测式静力触探。
按探头功能分：单用（桥）静力触探、双用（桥）静力触探、多用（孔压）静力触探。
电测式静力触探的优点：①兼有勘探和测试双重作用②测试数据精度高，再现性好，且测试快速、连续、效率高、功能多③采用电子技术，便于实现过程自动化根据静力触探，包括孔压静力触探试验结果，结合地区经验，可以用于以下目的：1）土类定名，并划分土层的界面；2）评定地基土的物理、力学、渗透性质的相关参数；3）确定地基承载力；4）确定单桩极限承载力；静力触探试验适应于软土、一般粘性土、粉土、砂土和含有少量碎石的土。
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，而且可以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素的影响。
静力触探试验中不能对土进行直接的观察、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。
§4.3.2 静力触探试验的仪器设备一、贯入系统1.贯入装置1）液压式静力触探机(贯入力一般为10-20t)3）电动机械式静力触探机(4-5t)。
2.探杆探杆是将机械力传递给探头以使探头贯入的装置，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。
探杆有严格的规格和要求，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。
3.反力装置地锚、重物（车辆）或地锚与重物（车辆）联合使用，作用是固定触探主机，提供探头在贯入过程中所需之反力。
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
02
静力触探设备与操作
设备组成及功能
主机
提供动力和控制系统，包括知 土体的物理性质，如锥尖阻力 、侧摩阻力等。
电缆
连接主机和探头，传输信号和 数据。
数据采集与处理系统
接收并处理探头传来的信号， 将其转换为可读的测试结果。
设备安装与调试
01
分类
根据触探头的形状和尺寸、压入方式 、测量参数的不同，静力触探试验可 分为多种类型，如圆锥动力触探、标 准贯入试验、旁压试验等。
适用范围和限制条件
适用范围
静力触探试验适用于各类土体和岩石的风化层，可用于工程勘察、基础设计、 施工质量检测等多个领域。
限制条件
对于某些特殊性质的土体（如淤泥、流砂等）或复杂地质条件（如断层、破碎 带等），静力触探试验的应用可能受到一定限制，需要结合其他勘察手段进行 综合分析。
第三章静力触探试验
汇报人：XX
目录
• 静力触探试验概述 • 静力触探设备与操作 • 现场实施与数据采集 • 结果解释与评价 • 质量控制与安全防护措施 • 经验教训与改进建议
01
静力触探试验概述
试验目的和意义
评估土体的物理力学性质
通过静力触探试验，可以获取土体的密度、强度、刚度等 物理力学参数，为工程设计和施工提供重要依据。
试验前准备不充分
在试验前，对试验场地、设备、人员等的准备不够充分，导致试验过程中出现了一些意 外情况，影响了试验的顺利进行。
数据采集与处理不规范
在试验过程中，数据采集与处理存在不规范之处，如数据采集频率不足、数据处理方法 不当等，导致试验结果的准确性和可靠性受到一定影响。
设备性能不稳定
在试验过程中，部分设备性能不稳定，出现故障或误差较大的情况，对试验结果产生了 一定影响。
静力触探
静力触探试验
一、试验目的
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。
二、基本原理：
就是用准静力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。
特点：
静力触探既是一种原位测试手段，也是一种勘探手段，它和常规的钻探——取样——室内试验等勘探程序相比，具有快速、精确、经济和节省人力等特点。
此外，在采用桩基工程勘察中，静力触探能准确地确定桩端持力层等特征也是一般常规勘察手段所不能比拟的。
三、操作步骤
1、启动静力触探车，连接线路、设备等。
2、将四根地锚旋入地下，同时四个支脚顶住地面。
3、加载系统、反力系统和数据采集仪都准备好之后，将触探杆匀速压入土层。
4、仪器自动采集数据。
5、分析数据。
五、注意事项
1、试验之前检查电是否充足。
2、试验过程中，尽量一次性做完一个孔位。
3、尽量避免试验过程中熄火。
4、由于密封圈损坏，及时更换，防止漏油。
静力触探资料整理
静力触探资料整理一、 室内标定1、探头率定系数S qc 、S fs 计算； 2、重复性误差、归零误差计算； 3、 绘制率定曲线图。
二、 室外现场试验1、 原始数据修整 （1）深度修正：Δh i =1- cos （21-+i i θθ） Δh i —第i 段的深度修正值；θi 、θi -1—第i 次及i-1次的实测偏斜角；到深度h n 处的深度修正值Δh n 为：Δh n =∑-∆n i i h 1（2）飘零修正：接归零检查深度间隔用线性内插法对测试数据加以处理。
2、各深度触探参数（q c 、f s 、R f ）计算； 3、绘制q c —h 、f s —h 和R f —h 曲线图； 4、 分层平均阻力C P 、s f 计算； 5、 划分土层界线和判别土类根据静探曲线的形态和数值参照钻孔分层进行土层的工程分层，确定分层界线，土层分层应考虑超前与滞后的影响，确定方法如下：（1） 上下层P S 相差不大时，取超前与滞后深度间的中点（或中点偏向P S 底值土层5~10cm ）作为分层界面；（2） 上下土层贯入阻力相差一倍以上，当由软层贯入硬层（或硬层贯入软土）固定水平面探头圆锥底部贯入长度贯入深度贯入深度与长度示意图时，取软层最后一个（或第一个）读数深度偏向硬层10cm 处作为分层界面；（3） 当上下层贯入阻力无甚变化时，可结合f s 或R f 的变化确定分层界面。
qs 5-10cm5-10cm 10cm q s 10cm图（1）图（2）判别土类：根据贯入曲线的线型特征锥尖阻力q c 和摩阻比R f 可以进行土类划分（见相关资料参考值）。
三、 试验报告1、主要仪器设备介绍；2、试验要点和技术要求；3、试验过程简述；4、资料汇总和成果说明。
静力触探试验(岩土工程)
静力触探试验的原理是通过测量土壤的贯入阻力， 结合土壤的物理性质，推算出土的工程性质，如土 壤的容重、土壤的压缩模量等。
静力触探试验的重要性
静力触探试验是岩土工程中常 用的原位测试方法之一，可以 对土体的工程性质进行评估， 为工程设计和施工提供重要的 参考依据。
智能化数据处理
利用人工智能和大数据技术对静力 触探试验数据进行智能化处理和分 析，提高数据处理效率和准确性。
05
静力触探试验的案例分析
工程案例一：高速公路建设中的应用
总结词
静力触探试验在高速公路建设中的应用广泛，主要用于评估土层 的工程性质和承载能力，为地基处理和边坡支护设计提供依据。
详细描述
在高速公路建设中，静力触探试验通过在土层中施加恒定压力， 测量土层的变形和位移，从而确定土层的物理性质和力学参数。 这些数据对于设计合理的地基处理方案、选择合适的填筑材料以 及确保道路的安全性和稳定性具有重要意义。
考。
06
结论
静力触探试验在岩土工程中的重要性
评估土层工程性质
静力触探试验通过测量土层的物理和力学参数， 如锥尖阻力、侧摩阻力等，为岩土工程设计和施 工提供重要依据。
确定地基承载力
通过静力触探试验，可以确定土层的承载力和变 形特性，有助于评估建筑物的安全性和稳定性。
指导基础设计
静力触探试验的结果可用于指导基础设计，包括 基础类型、尺寸和深度等，从而提高基础设计的 合理性和经济性。
03
静力触探试验的数据分析
数据处理方法
数据筛选
对采集到的原始数据进行筛选，排除异常值和误差 较大的数据。
静力触探试验
向承载力标准值时，对于粘性土、粉土和砂土，如无当地经验
时可按下式计算： Quk=uli· i· fsi+· qc· Ap 考资料。
20
（2-8）
使用单桥探头的方法和估算钻孔桩的承载力的方法请见参
2.4.5 其它方面的应用 除了在上述方面有着广泛的应用外，静力触探技术还可 用于推求土的物性参数（密度、密实度等）、力学参数（c，
基中出现滑裂面，不同学者假定了不同的滑裂面，由此导出
探头阻力和基础承载力之间的关系式。 但由传统极限状态出发的理论不能解释稳定贯入的许多
特征，计算结果依赖于对滑裂面几何特征的假设。
7
深基础的破坏模式
8
2.2.2 孔穴扩张理论
孔穴扩张理论包括圆柱形和球形孔穴两种类型。该理论 最初用于金属压力加工分析，随后引入土力学中，用柱状孔 穴扩张解释旁压试验机理和沉桩，用球形孔穴扩张来估算深 基础承载力和沉桩对周围土体的影响。球形孔穴在均布内压 p作用下的扩张情况如图。当p逐步增加时，孔周区域将由弹 性状态进入塑性状态。塑性区随 p 值的增加而不断扩大。设 孔穴初始半径为R0，扩张后半径为Ru，塑性区最大半径为Rp，
13
2.4 试验成果的应用
2.4.1 划分土层
划分土层的根据在于探头阻力的大小与土层的软硬程度 密切相关。由此进行的土层划分也称之为力学分层。
由图2-1，分层时要注意两种现象，其一是贯入过程中的
临界深度效应，另一个是探头越过分层面前后所产生的超前 与滞后效应。这些效应的根源均在于土层对于探头的约束条 件有了变化。 土层划分以后可按平均法计算各土层的触探参数，计算 时应注意剔除异常的数据。
注意其使用的条件和地域性，并在实践中不断地积累经验。
《工业与民用建筑工程地质勘察规范》（TJ21-77）中采 用的公式如下： 砂土： 一般粘性土： f0=0.0197ps+0.0656 （MPa） f0=0.104ps+0.0269 （MPa） （2-2） （2-3）
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静力触探测试原理方法及内业整理1静力触探测试原理静力触探的工作过程是用静力将探头压到土层中去。
在贯入过程中，由于埋藏在地层中的各种土的物理力学性质不同，因此，探头遇到的阻力也不同，有的土软，阻力就小，有的土硬，阻力就大。
土的软硬正是土的力学性质的一种体表现。
所以贯入阻力是从一个侧面反应了土的强度。
根据这样一种内部联系，我们利用探头中的阻力传感器，将贯入阻力通过电子量测记录仪表把它显示和记录下来，并利于贯入阻力和土的强度之间存在的一定关系，确定土的力学指标，划分土层，进行地基土评价和提供设计所有需参数。
当静力触探的探头在静压力作用下，均速向土层中贯入时，探头附近一定范围内的土体受到压缩和剪切破坏，同时对探头产生贯入阻力。
一般的说，同一种土层中贯入阻力大，土层的力学性质好，承载力高。
反之，贯入阻力小，土层软弱，承载力低。
在生产中利用静力触探与土的野外载荷试验对比，或静力触探贯入阻力与桩基承载力及土的物理学性质的指标对比，运用数理统计的方法，可以建立各种相关方程(经验关系)。
这样，只要知道土层的贯入阻力即可确定该层土的地基承载力等指标参数。
静力触探主要由两部分组成：一是贯入系统—由加压装置及反力装置组成；二是量测系统—由装在探头中的阻力传感器和量测仪表组成。
2静力触探的现场测试2.1操作前的准备及注意事项1数据记录系统操作前准备及注意事项1)检查电源：如用外接电源时，必须检查确认是220V交流电时，如为电瓶等直流电源，需检查其直流电压为12V，方可接入静探微机。
打开开关检查微机显示是否正常，无异常情况后方可使用。
2)检查发讯机：角机插座接好后，打开仪表，拨动发讯角机并检查静探微机是否有讯号接收。
3)在开始工作前，操作人员必须填写测试孔号、日期、时间、测试探头编号等项，工作结束后记录测试深度。
2现场操作前的准备及注意事项1)作业前需了解工程类型、工程特点、可能的基础类型及埋深，孔位、孔深、测试目的。
2)了解作业场地的地形和交通情况。
3)调查了解现场或附近已有的勘探资料，初步了解现场地层情况。
4)调查了解作业区内有无地下电缆、管线、人防工程、房屋基础、古墓、地下设施、地下杂物以及它们的具体位置。
2.2测试过程中的注意事项1在测试过程中，操作人员要密切注意测试微机的显示情况和贯入系统、车辆系统的工作情况，发现测试数据有异常现象，或车辆及贯入系统有异常情况，应立刻停止测试工作并及时检查，故障排除后方可继续进行工作。
2贯入工作结束后，要核对贯入深度并做记录。
2.3操作员操作过程中注意的几个问题1在使用前必须认真检查设备各部位，观察其是否有松漏现象，所有连接螺钉必须拧紧。
2当系统中发生故障时，严禁在工作状态时进行检修和调整。
3在进行系统试验时，不允许靠近高压管道，如高压管道有破漏现象时，眼睛不要对着喷射的方向，以免伤人。
4高压系统内，即使是发生局部微小的喷泄现象，也应停机修理，不能直接用手去堵塞，更不允许边工作边排除。
5系统中的控制表、阀等，不允许任意调整，否则会造成系统中的压力过高或过低，影响工作进行。
3静力触探的测试成果及修正3.1静力触探测试成果目前我们采用的天津港达TZK JT-1型静力触探仪只具有测试数据的现场采集和保存功能，现场测试完成后需将静力触探仪内保存的数据通过数据线传输至微机内，以TXT文本格式保存为数据文件。
在《工程勘察辅助计算程序》中可以对测试成果进行曲线显示、数据修改、成果打印、格式转换和一些计算分析等。
静力触探测试的打印输出成果包括静力触探曲线图和测试数据。
静力触探测试曲线图静力触探测试数据3.2静力触探测试成果修正静力触探现场测试成果传输至微机后，应根据现场测试时的记录对测试成果进行深度修正和异常测试数据修正。
4静力触探成果的应用静力触探测试成果的应用范围有查明地基土层在水平方向和垂直方向的变化、划分土层、确定土的类别、确定地基土的承载力指标和变形指标、选择桩基持力层、预估单桩承载力以及判别预制桩可能打入的深度、检查填土的质量、判别砂土液化的可能性。
4.1利用静力触探划分地层划分土层是静力触探的基本应用之一，单独根据锥尖、侧壁曲线或参数的分层称为力学分层。
但这不是目的，必须结合钻探取样资料或当地经验，进一步将力学分层变为工程地质分层。
目前国内外在利用静力触探指标判别土确定土名问题上，都是采用双桥探头测得的。
铁道部第一设计院曾提出采用综合法确定划分土类的方法，用R f、q c最大值、曲线形态等来分层。
这一方法很有价值。
通过多年来任丘地区粘性土、粉土及砂性土中进行的静力触探与钻孔资料的对比，分别按土类从曲线形态、q c、f s、R f四项进行分析，从中得出比较显著不同特征，可以做为划分土类的基本标志，现分述如下：4.1.1各类土的静探双桥曲线特征(1)杂填土：曲线变化无规律，往往出现突变现象，由于其位于表层，比较好判定。
(2)粘土：q c曲线比较平缓，有缓慢的波形起伏，局部略有向右突峰，f s曲线略有突峰，在曲线右侧且距离较大，R f平均值一般大于2.5-3.0。
粘土特征曲线粉质粘土特征曲线(3)粉质粘土：q c曲线比较平缓，有缓慢的波形起伏，局部略有向右突峰，f s曲线局部略有突峰，与q c曲线距离较近，大部位于q c曲线右侧局部交叉越过左侧，R f平均值在1.0-2.5之间。
(4)粉土：q c值较大，曲线呈钝锯齿状，齿峰较缓，f s曲线一般位于q c曲线右侧，局部间隔较大，但偶尔也和q c曲线左右穿插。
R f平均值一般在0.8-2.0之间。
粉土特征曲线粉细砂特征曲线(5)粉细砂：q c值较大，曲线呈尖锐锯齿状，f s曲线一般和q c曲线间隔较小，曲线尖峰处大部位于q c曲线以左；细砂中q c曲线和f s曲线的尖齿更为剧烈，局部呈不规则的、残破的大锯齿状，f s曲线大部位于q c曲线左边。
R f平均值一般在0.7-1.3之间。
4.1.2各土类划分指标通过对双桥探头平均锥尖阻力q c和侧壁摩阻力f s以及摩阻比R f，在任丘地区各类土中的一般取值范围进行分析，初步总结出了以下指标以参考划分土层，见下表。
任丘地区各类土中静探指标取值范围岩性q c平均值范围(kPa)f s值范围(kPa)R f平均值范围(%)粘土650～130018～40>2.5粉质粘土650～13006～25 1.0～2.5粉土1900～800018～1000.9～2.0粉砂>4500>400.8～1.3细砂>5000>450.8～1.3从总结指标可以看出：平均锥类、侧壁阻力值，平均摩阻比在不同土类中均有不同的取值范围，并有一定的规律性。
由粘性-粉土-粉细砂，随着粘粒含量的逐步减小和土由细颗粒向粗颗粒逐渐增大，q c和f s平均值逐渐增大，R f平均值一般逐渐减小。
正常状态下各种土的平均q c、f s和R f取值均有一定的区间。
但在工程实践中我们也发现有一些特殊情况，如在一些长期受生活用水等地表水浸泡的埋藏较浅的粉土层中，虽然曲线形态类似于粉土特征曲线，但q c及f s值均较低(实测q c平均值仅900kPa)。
比如在化学药剂厂工程地质勘察中于地表下约13.00m处揭露的一层粉质粘土，呈硬塑-坚硬状态，含大量姜石，其曲线形态介于粘性土与粉土特征曲线之间，且q c及f s值较高(实测q c平均值约2000kPa)；对于这些特殊情况土层应参照钻探资料进行分层，并在今后的工程实践中总结、积累这方面的经验。
4.1.3土质分类判别程序(1)先以双桥曲线形态标准进行初判土名，再根据各层q c、f s和R f平均值进行数据辅助判别修正，以此综合判别出土类。
(2)一项工程或一个地貌单元，有多孔双桥曲线资料，可按剖面孔位互相对照比较将一个工程或地貌单元判别成标准剖面，以此进行土层分类定名，使土层分类统一。
(3)对一项工程，特别是新区或较大规模建筑场地，应根据场地复杂程度、建筑类别、技术要求等综合确定布置一定数量的钻探孔，分层时和静力触探相互对照、互为参考，综合划分土层；对有相当经验的地区和较小规模的建筑，可单独使用静力触探划分土层。
(4)对一些特殊情况，如上文提到的特殊情况下的粉土、粘性土等，应参照钻探资料综合确定土名，并逐步积累经验。
4.1.4分层中的超前和滞后现象根据静探指标划分地层，除了考虑贯入阻力大小的变化外，应注意由于地层结构对贯入阻力产生超前与滞后现象。
在静探曲线中可以明显的看到，当软地层转为硬地层(或硬地层转为软地层)时，其贯入阻力不会是突变的，总是在一定深度范围内逐渐增大(或减小)。
以探头由软地层进入硬地层为例，当深度尚未到达分层时，其锥尖阻力即开始增大(超前点)，直至阻力完全反应下部硬层指标时，其贯入深度已经进入硬层一定深度(滞后点)。
在具体确定分层界线时，由于实际工作中所用的探头直径较小，其超前、滞后段一般为10-20cm，因此，可取超前、滞后段的中点做为分层界线，已足够满足地层分层的精度要求。
4.2确定地基承载力、压缩模量由于静力触探测定的是土的力学性质，反应了土的力学强度，因此，利用静力触探与土的承载力、压缩模量等力学指标建立相关关系是可行的。
以下为任丘地区的静力触探经验公式：f ak=0.016×1.2q c+82.9(粉砂)(公式1)f ak=16.2(q c×1.2/100)0.63+14.4(系数0.75～0.9)(粉土)(公式2)f ak=26.9+1.2×0.104q c(系数0.9～0.95)(粘性土)(公式3)E s=3.72×1.2q c+1262(kP a)(公式4)(粘性土：0.95粉土：视情况而定)q c:kP a4.3静力触探评价砂土和粉土的震动液化趋势静力触探测试成果可用于对饱和粉土和饱和砂土进行地震液化趋势的微观判别。
94版勘察规范曾规定，采用静力触探试验判别，是根据唐山地震不同列席区的试验资料，用判别函数法统计分析得出的，已纳入铁道部《铁路工程抗震设计规范》和《铁路工程地质原位测试规程》，具体规定是：当实测计算比贯入阻力P s或实测计算锥尖阻力q c小于液化比贯入阻力临界值P scr或液化锥尖阻力临界值q ccr时，应判别为液化土。
并按下列公式计算：P scr=P s0a w a u a p(公式5)q ccr=q c0a w a u a p(公式6)a w=1-0.065(d w-2)(公式7)a u=1-0.05(d u-2)(公式8)式中P scr、q ccr—分别为饱和土静力触探液化比贯入阻力临界值及锥尖阻力临界值(MP a)；P s0、q c0—分别为地下水深度dw=2m，上覆非液化土层厚度du=2m时，饱和土液化判别比贯入阻力基准值和液化判别锥尖阻力基准值(MP a)；a w—地下水位埋深修正系数，地面常年有水且与地下水有水利联系时，取1.13；a u—上覆非液化土层厚度修正系数，对深基础，取1.0；d w—地下水位深度(m)；d u—上覆非液化土层厚度(m)，计算时应将淤泥和淤泥质土层扣除；a p—与静力触探摩阻比有关的土性修正系数。