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第5章标准贯入试验
优点：（1）操作简单，地层适应性广，对不易 钻探取样的砂土和砂质粉土尤为适用。（2）可 对土层进行直接观察，利用扰动土样，可以进行 鉴别土类的有关试验。 缺点：（1）离散性比较大，故只能粗略地评定 土的工程性质。（2）与圆锥动力触探试验相似， SPT并不能直接测定地基土的物理力学性质，而 是通过与其他原位测试手段或室内试验成果进行 对比，建立关系式，积累地区经验，才能用于评 定地基土的物理力学性质。
为了提高试验质量，国外已发展直接标定输入探杆 锤击能量的新方法。在锤垫附近设置一测力计，记 录探杆受锤击后的力一时间波形曲线。
标准的应力波能量比
3. 技术要求
（1）须保持孔内水位高出地下水位一定高度， 以免塌孔，保持孔底土处于平衡状态，不使孔底 发生涌砂变松，影响N值； （2）下套管不要超过试验标高； （3）须缓慢地下放钻具，避免孔底土的扰动； （4）细心清除孔底浮土，孔底浮土应尽量少， 其厚度不得大于10cm； （5）如钻进中需取样，则不应在锤击法取样后 立刻做标贯，而应在继续钻进一定深度（可根据 土层软硬程度而定）后再做标贯，以免人为增大 N值；
杆长修正 上覆压力修正 地下水的修正
关于杆长修正
1. 标准贯入试验成果整理时，试验资料应当齐全，包括:钻 孔孔径、钻进方式、护孔方式、落锤方式、地下水位及孔 内水位(或泥浆高程)，初始贯入度、预打击数、试验标贯 击数及深度记录、贯入器所取扰动土样的鉴别描述。如做 过锤击能量标定试验的，应有F(t)-t曲线。 2.绘制标贯击数N与深度的关系曲线。或在地质剖面图上， 进行SPT的钻孔旁于试验点深度处标出N值。作为勘察资 料提供时，对N值不必进行杆长修正、上覆压力修正及地 下水位修正。 3.结合钻探及其他原位试验，依据N值在深度上的变化，对 各土层的N值进行统计。统计时，要剔除个别异常值。
标准贯入试验(图文)
表4.1.8砂土的密实度 标准贯入试验锤击数N 密实度
N≤10
10<N≤15 15<N≤30 N>30
松散
稍密 中密 密实
注：当用静力触探探头阻力判定砂土的密实度时，可根据 当地经验确定。
§8.5标准贯入试验资料应用
8.5.2确定粘性土、砂土的抗剪强度和变形参数 用标准贯入试验锤击数确定粘性土、砂土抗剪强 度和变形参数，见下表。
§8.3标准贯入试验要点
8.3.1《勘规》要求 3.由于手拉绳牵引贯入试验时，绳索与滑轮的摩 擦阻力及运转中绳索所引起的张力，消耗了一部分能 量，减少了落锤的冲击能，使锤击数增加；而自动落 锤完全克服了上述缺点，能比较真实地反映土的性状。 据有关单位的试验，N值自动落锤为手拉落锤的0.8倍， 为SR-30型钻机直接吊打时的0.6倍；据此，本规范规 定采用自动落锤法；
§8.5标准贯入试验资料应用
8.4.2整理资料 二.绘制N~h关系曲线 按照每贯入10cm的击数绘制标贯N-h曲线。
§8.5标准贯入试验资料应用
8.5.1确定砂土密度 《建筑地基基础设计规范》(GB-50007-2011)第 4.1.8条：砂土的密实度，可按表4.1.8分为松散、稍密、 中密、密实。
§8.5标准贯入试验资料应用
8.5.6判别砂土、粉土的液化 在地面下20m深度范围内，液化判别标准贯入锤 击数临界值可按下式计算：
N cr N 0 ln0.6d s 1.5 0.1d w 3 / c
式中 Ncr——液化判别标准贯入锤击数临界值； N0——液化判别标准贯入锤击数基准值，可按表 4.3.4采用；
§8.3标准贯入试验要点
8.3.1《勘规》要求 4.通过标贯实测，发现真正传输给杆件系统的 锤击能量有很大差异，它受机具设备、钻杆接头的 松紧、落锤方式、导向杆的摩擦、操作水平及其他 偶然因素等支配；美国ASTM-D4633—86制定了实测 锤击的力—时间曲线，用应力波能量法分析，即计 算第一压缩波应力波曲线积分可得传输杆件的能量； 通过现场实测锤击应力波能量，可以对不同锤击能 量的N值进行合理的修正。
N≤10
10<N≤15 15<N≤30 N>30
松散
稍密 中密 密实
注：当用静力触探探头阻力判定砂土的密实度时，可根据 当地经验确定。
§8.5标准贯入试验资料应用
8.5.2确定粘性土、砂土的抗剪强度和变形参数 用标准贯入试验锤击数确定粘性土、砂土抗剪强 度和变形参数，见下表。
§8.3标准贯入试验要点
8.3.1《勘规》要求 3.由于手拉绳牵引贯入试验时，绳索与滑轮的摩 擦阻力及运转中绳索所引起的张力，消耗了一部分能 量，减少了落锤的冲击能，使锤击数增加；而自动落 锤完全克服了上述缺点，能比较真实地反映土的性状。 据有关单位的试验，N值自动落锤为手拉落锤的0.8倍， 为SR-30型钻机直接吊打时的0.6倍；据此，本规范规 定采用自动落锤法；
§8.5标准贯入试验资料应用
8.4.2整理资料 二.绘制N~h关系曲线 按照每贯入10cm的击数绘制标贯N-h曲线。
§8.5标准贯入试验资料应用
8.5.1确定砂土密度 《建筑地基基础设计规范》(GB-50007-2011)第 4.1.8条：砂土的密实度，可按表4.1.8分为松散、稍密、 中密、密实。
§8.5标准贯入试验资料应用
8.5.6判别砂土、粉土的液化 在地面下20m深度范围内，液化判别标准贯入锤 击数临界值可按下式计算：
N cr N 0 ln0.6d s 1.5 0.1d w 3 / c
式中 Ncr——液化判别标准贯入锤击数临界值； N0——液化判别标准贯入锤击数基准值，可按表 4.3.4采用；
§8.3标准贯入试验要点
8.3.1《勘规》要求 4.通过标贯实测，发现真正传输给杆件系统的 锤击能量有很大差异，它受机具设备、钻杆接头的 松紧、落锤方式、导向杆的摩擦、操作水平及其他 偶然因素等支配；美国ASTM-D4633—86制定了实测 锤击的力—时间曲线，用应力波能量法分析，即计 算第一压缩波应力波曲线积分可得传输杆件的能量； 通过现场实测锤击应力波能量，可以对不同锤击能 量的N值进行合理的修正。
标准贯入试验图文ppt课件
标准贯入器示意图
1-贯入器靴；2-由两个半圆管合成的贯入器器身； 3-出水孔ф15；4-贯入器头；5-触探杆
采用PP管及配件：根据给水设计图配 置好PP管及配 件，用 管件在 管材垂 直角切 断管材 ，边剪 边旋转 ，以保 证切口 面的圆 度，保 持熔接 部位干 净无污 物
§8.2标准贯入试验设备
标准贯入试验是用质量为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。
标准贯入试验仅适用于砂土、粉土和一般黏性 土，不适用于软塑~流塑软土。
采用PP管及配件：根据给水设计图配 置好PP管及配 件，用 管件在 管材垂 直角切 断管材 ，边剪 边旋转 ，以保 证切口 面的圆 度，保 持熔接 部位干 净无污 物
§8.3标准贯入试验要点
8.3.2试验方法
二.注意事项 钻孔时应注意下列各条：
1.须保持孔内水位高出地下水位一定高度，以免 塌孔，保持孔底土处于平衡状态，不使孔底发生涌砂 变松，影响N值；
2.下套管不要超过试验标高；
3.须缓慢地下放钻具，避免孔底土的扰动；
4.细心清除孔底浮土，孔底浮土应尽量少，其厚 度不得大于10cm；
8.4.1《勘规》要求 《岩土工程勘察规范》(GB-50021-2001)第10.5.4
条和10.5.5条： 第10.5.4条：标准贯入试验成果N可直接标在工程
地质剖面图上，也可绘制单孔标准贯入击数N与深度 关系曲线或直方图。统计分层标贯击数平均值时，应 剔除异常值。
第10.5.5条：标准贯入试验锤击数N值，可对砂土、 粉土、黏性土的物理状态，土的强度、变形参数、地 基承载力、单桩承载力，砂土和粉土的液化，成桩的 可能性等作出评价。应用N值时是否修正和如何修正， 应根据建立统计关系时的具体情况确定。
第3章 圆锥动力触探和标准贯入试验 岩土工程原位测试技术 教学课件(共28张PPT)
成都地区根据动力触探击数确定碎石土密实度的规定如表3-4。
24
第二十四页，共28页。
利用动力触探和标准贯入的测试成果还可以判断砂土液化 可能性、确定粘性土的粘聚力c及内摩擦角 、确定地基土的变 形模量、检验碎石桩的施工质量等等。
总之，动探和标贯的优点很多，应用广泛。对难以取原状 土样的无粘性土和用静探难以贯入的卵砾石层，动探是十分有 效的勘测和检验手段(shǒuduàn)。但是，影响其测试成果精度的 因素很多，所测成果的离散性大。因此，它是一种较粗糙的原 位测试方法。在实际应用时，应与其他测试方法配合；在整理 和应用测试资料时，运用数理统计方法，效果会好一些。
1．检查(jiǎnchá)核对现场记录 在每个动探孔完成后，应在现场及时核对所记录的击数、 尺寸是否有错漏，工程是否齐全；核对完毕后，在记录表上签 上记录者的名字和测试日期。 2．实测击数校正 〔1〕轻型动力触探 1〕轻型动力触探不考虑杆长修正，根据每贯入30cm的实测 击数绘制N10~h曲线图。 2〕根据每贯入30cm的锤击数对地基土进行力学分层，然后 计算每层实测击数的算术平均值。 〔2〕中型动力触探 贯入时，应记录一阵击的贯入量及相应锤击数〔一般粘性
N 63.5= N63.5
〔3-13〕
18
第十八页，共28页。
超重型动力触探的实测击数〔N120〕，应先按公式〔3-14〕换算
成相当于重型的实测击数〔N63.5〕，然后再按公式〔3-13〕进行杆长 击数校正。
N63.5=3N120-0.5
〔3-14〕
2〕中国西南建筑勘察(kānchá)院对杆长击数的校正
岩土工程原位测试 (cèshì)技术
第3章 圆锥动力(dònglì)触探和标准贯 入试验
1Hale Waihona Puke 第一页，共28页。第3章 内 容
24
第二十四页，共28页。
利用动力触探和标准贯入的测试成果还可以判断砂土液化 可能性、确定粘性土的粘聚力c及内摩擦角 、确定地基土的变 形模量、检验碎石桩的施工质量等等。
总之，动探和标贯的优点很多，应用广泛。对难以取原状 土样的无粘性土和用静探难以贯入的卵砾石层，动探是十分有 效的勘测和检验手段(shǒuduàn)。但是，影响其测试成果精度的 因素很多，所测成果的离散性大。因此，它是一种较粗糙的原 位测试方法。在实际应用时，应与其他测试方法配合；在整理 和应用测试资料时，运用数理统计方法，效果会好一些。
1．检查(jiǎnchá)核对现场记录 在每个动探孔完成后，应在现场及时核对所记录的击数、 尺寸是否有错漏，工程是否齐全；核对完毕后，在记录表上签 上记录者的名字和测试日期。 2．实测击数校正 〔1〕轻型动力触探 1〕轻型动力触探不考虑杆长修正，根据每贯入30cm的实测 击数绘制N10~h曲线图。 2〕根据每贯入30cm的锤击数对地基土进行力学分层，然后 计算每层实测击数的算术平均值。 〔2〕中型动力触探 贯入时，应记录一阵击的贯入量及相应锤击数〔一般粘性
N 63.5= N63.5
〔3-13〕
18
第十八页，共28页。
超重型动力触探的实测击数〔N120〕，应先按公式〔3-14〕换算
成相当于重型的实测击数〔N63.5〕，然后再按公式〔3-13〕进行杆长 击数校正。
N63.5=3N120-0.5
〔3-14〕
2〕中国西南建筑勘察(kānchá)院对杆长击数的校正
岩土工程原位测试 (cèshì)技术
第3章 圆锥动力(dònglì)触探和标准贯 入试验
1Hale Waihona Puke 第一页，共28页。第3章 内 容
岩土工程勘察标准贯入试验精品PPT课件
由于十字板剪切试验得到的不排水抗剪强度一 般偏高，因此要经过修正才能用于工程设计，其修 正方法如下：
(Cu ) f Cu
修正系数取值
影响测试结果因素： 板头尺寸 剪应力分布 排水条件 土的各向异性 剪切速率 触变效应
1. 其他软土土
2. IL＞1的土 Daccal
计算地基承载力 根据中国建筑科学研究院和华东电力设计院的
经验，地基容许承载力可按下式估算：
qa 2(Cu ) f h
估算地基土的灵敏度
软黏土地基的灵敏度按下式计算：
St
(Cu ) f Cu0
St≤2 低灵敏度土 2<St<4 中等灵敏度土 St ≥ 4 高灵敏度土
另外，十字板剪切试验成果还可以用来检验地 基加固效果、估算单桩极限承载力以及用于估算软 土的液性指数等
优点：
旁压试验的物理模型为轴对称的圆柱形孔的扩张 问题，这个问题的弹塑性理论解已经得到很好的解 决。 旁压试验可以用来估计原位水平应力。 测试方便，不受地下水位的限制，与室内试验相 比，具有试样大、代表性强、扰动小的优点。 旁压试验具有较广泛的适应性，可适合于黏性土、 粉土、砂土、碎石土、极软岩、软岩等各类岩土的 测试。
M
M 1M 2
M3
DH
D 2
Cv
6
D3C H
M
M
1M2
M3
DH
D 2
Cv
Cv
CH
Cu
D2
2M
H
D 3
D3C
6
H
匀速扭转
Jackson(1969) 提出修正公式：
Cu
2M
D3
H D
2
与圆柱顶底面剪应力分 布相关的系数
标准贯入试验ppt课件
2．穿心锤 重63.5kg的铸钢件，中间有一直径45mm的穿心孔，
此孔为放导向杆用。国际、国内的穿心锤除重量相同外， 锥形上不完全统一。落锤能量受落距控制，落锤方式有自 动脱钩和非自动脱钩两种。目前国内普遍使用自动脱钩装 置。
精品课件
3．触探杆 国际上多用直径为40~50mm的无缝钢管，我国则常
用直径为42m精品课件
四、标准贯入试验的应用（目的）
1．评价地基土的物理状态（如地层剖面及软弱夹层）； 2．评价地基土的力学性能参数（如变形模量、物理力学 性质指标）； 3．计算天然地基的承载力； 4．计算单桩的极限承载力及选择桩尖持力层； 5．评价场地砂土和粉土的液化可能性及等级。
精品课件
应该指出的是，除判别液化外，其余的应用方 法都是基于与其他测试方法的对比中建立起计算公式的。 如桩的承载力的预估是与载荷试验相对比，土的物理力 学性质指标是与室内试验成果建立相关关系。因此，对 缺乏使用经验的地区，在应用标准贯入试验时应与其他 测试方法配合作用。
但是，SPT与动力触探在贯入器上的差别，决定 了SPT的基本原理的独特性，SPT在贯入过程中，整个贯 入器对端部和周围土体将产生挤压和剪切作用，SPT的 贯入器是空心的，在冲击力作用下，将有一部分土挤入 贯入器，其工作状态和边界条件十分复杂。
精品课件
影响标准贯入试验的因素有很多，主要有以下 两个方面： 1．钻孔孔底土的应力状态
表5-1 标准贯入试验设备尺寸
落 贯入器
钻
锤 对开管 管靴 杆
锤的质量（kg） 落距（cm） 长度（mm） 外径（mm） 内径（mm） 长度（mm） 刃口角度 刃口单刃厚度（mm） 直径（mm） 相对弯曲
63.5 76 >500 51 35 50~76 18~20 2.5 42 <1/1000
此孔为放导向杆用。国际、国内的穿心锤除重量相同外， 锥形上不完全统一。落锤能量受落距控制，落锤方式有自 动脱钩和非自动脱钩两种。目前国内普遍使用自动脱钩装 置。
精品课件
3．触探杆 国际上多用直径为40~50mm的无缝钢管，我国则常
用直径为42m精品课件
四、标准贯入试验的应用（目的）
1．评价地基土的物理状态（如地层剖面及软弱夹层）； 2．评价地基土的力学性能参数（如变形模量、物理力学 性质指标）； 3．计算天然地基的承载力； 4．计算单桩的极限承载力及选择桩尖持力层； 5．评价场地砂土和粉土的液化可能性及等级。
精品课件
应该指出的是，除判别液化外，其余的应用方 法都是基于与其他测试方法的对比中建立起计算公式的。 如桩的承载力的预估是与载荷试验相对比，土的物理力 学性质指标是与室内试验成果建立相关关系。因此，对 缺乏使用经验的地区，在应用标准贯入试验时应与其他 测试方法配合作用。
但是，SPT与动力触探在贯入器上的差别，决定 了SPT的基本原理的独特性，SPT在贯入过程中，整个贯 入器对端部和周围土体将产生挤压和剪切作用，SPT的 贯入器是空心的，在冲击力作用下，将有一部分土挤入 贯入器，其工作状态和边界条件十分复杂。
精品课件
影响标准贯入试验的因素有很多，主要有以下 两个方面： 1．钻孔孔底土的应力状态
表5-1 标准贯入试验设备尺寸
落 贯入器
钻
锤 对开管 管靴 杆
锤的质量（kg） 落距（cm） 长度（mm） 外径（mm） 内径（mm） 长度（mm） 刃口角度 刃口单刃厚度（mm） 直径（mm） 相对弯曲
63.5 76 >500 51 35 50~76 18~20 2.5 42 <1/1000
标准贯入试验(图文)
精选
11
§8.3标准贯入试验要点
8.3.1《勘规》要求
3.贯入器打入土中15cm后，开始记录每打入
10cm的锤击数，累计打入30cm的锤击数为标准贯入
试验锤击数N。当锤击数已达50击，而贯入深度未达
30cm时，可记录50击的实际贯入深度，按下式换算
成相当于30cm的标准贯入试验锤击数N，并终止试
验。
测定贯入器所在深度，要求残土厚度不大于0.1m。
精选
16
§8.3标准贯入试验要点
8.3.2试验方法
3.贯入时，穿心锤落距为0.76m，应采用自动落 锤装置，使穿心锤自由下落。
将贯入器以每分钟击打15~30次的频率，先打入 土中0.15m，不计锤击数；然后开始记录每打入0.10m 的锤击数，累计打入0.30m的锤击数为标准贯入击数N， 并记录贯入深度与试验情况。
标准贯入试验仅适用于砂土、粉土和一般黏性土， 不适用于软塑~流塑软土。
精选
2
§8.1标准贯入试验概念
8.1.1标准贯入试验概念
精选
3
§8.2标准贯入试验设备
8.2.1《勘规》要求 《岩土工程勘察规范》(GB-50021-2001)第10.5.2
条：标准贯入试验的设备应符合表10.5.2的规定。
精选
4
§8.2标准贯入试验设备
8.2.2标准贯入试验设备
标准贯入试验使用的仪器除贯入器外与重型动力 触探的仪器相同，主要由标准贯入器、触探杆和穿心 锤等组成。下图为标准贯入器示意图。
标准贯入器示意图
1-贯入器靴；2-由两个半圆管合成的贯入器器身；
3-出水孔ф15；4-精贯选入器头；5-触探杆
5
§8.2标准贯入试验设备
(优选)标准贯入试验图文
测定贯入器所在深度，要求残土厚度不大于0.1m。
§8.3标准贯入试验要点
8.3.2试验方法
3.贯入时，穿心锤落距为0.76m，应采用自动落 锤装置，使穿心锤自由下落。
将贯入器以每分钟击打15~30次的频率，先打入 土中0.15m，不计锤击数；然后开始记录每打入0.10m 的锤击数，累计打入0.30m的锤击数为标准贯入击数N， 并记录贯入深度与试验情况。
§8.3标准贯入试验要点
8.3.1《勘规》要求
4.通过标贯实测，发现真正传输给杆件系统的 锤击能量有很大差异，它受机具设备、钻杆接头的 松紧、落锤方式、导向杆的摩擦、操作水平及其他 偶然因素等支配；美国ASTM-D4633—86制定了实测 锤击的力—时间曲线，用应力波能量法分析，即计 算第一压缩波应力波曲线积分可得传输杆件的能量； 通过现场实测锤击应力波能量，可以对不同锤击能 量的N值进行合理的修正。
8.2.1《勘规》要求 《岩土工程勘察规范》(GB-50021-2001)第10.5.2
条：标准贯入试验的设备应符合表10.5.2的规定。
§8.2标准贯入试验设备
8.2.2标准贯入试验设备 标准贯入试验使用的仪器除贯入器外与重型动力
触探的仪器相同，主要由标准贯入器、触探杆和穿心 锤等组成。下图为标准贯入器示意图。
标准贯入试验是用质量为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 பைடு நூலகம்性。
标准贯入试验仅适用于砂土、粉土和一般黏性 土，不适用于软塑~流塑软土。
§8.1标准贯入试验概念
8.1.1标准贯入试验概念
§8.2标准贯入试验设备
5.重复1~4步骤，进行下一深度的标贯测试，直 至所需深度。一般每隔1m进行一次标贯试验。
§8.3标准贯入试验要点
8.3.2试验方法
3.贯入时，穿心锤落距为0.76m，应采用自动落 锤装置，使穿心锤自由下落。
将贯入器以每分钟击打15~30次的频率，先打入 土中0.15m，不计锤击数；然后开始记录每打入0.10m 的锤击数，累计打入0.30m的锤击数为标准贯入击数N， 并记录贯入深度与试验情况。
§8.3标准贯入试验要点
8.3.1《勘规》要求
4.通过标贯实测，发现真正传输给杆件系统的 锤击能量有很大差异，它受机具设备、钻杆接头的 松紧、落锤方式、导向杆的摩擦、操作水平及其他 偶然因素等支配；美国ASTM-D4633—86制定了实测 锤击的力—时间曲线，用应力波能量法分析，即计 算第一压缩波应力波曲线积分可得传输杆件的能量； 通过现场实测锤击应力波能量，可以对不同锤击能 量的N值进行合理的修正。
8.2.1《勘规》要求 《岩土工程勘察规范》(GB-50021-2001)第10.5.2
条：标准贯入试验的设备应符合表10.5.2的规定。
§8.2标准贯入试验设备
8.2.2标准贯入试验设备 标准贯入试验使用的仪器除贯入器外与重型动力
触探的仪器相同，主要由标准贯入器、触探杆和穿心 锤等组成。下图为标准贯入器示意图。
标准贯入试验是用质量为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 பைடு நூலகம்性。
标准贯入试验仅适用于砂土、粉土和一般黏性 土，不适用于软塑~流塑软土。
§8.1标准贯入试验概念
8.1.1标准贯入试验概念
§8.2标准贯入试验设备
5.重复1~4步骤，进行下一深度的标贯测试，直 至所需深度。一般每隔1m进行一次标贯试验。
标准贯入试验SPT
标准贯入器内的土样
• 思考： • 标准贯入试验的适用范围及其成果应
用？
• 标贯击数为何要作杆长修正？
带排水气孔的对开式贯 入器
导向杆（落距76cm） 锤垫 穿心落锤（重63.5kg） 探杆（Φ42mm）
触探 类型
锤重／kg
落距 /cm
探头规格
对开管式贯入器，
标准 贯入
63.5±0.5
76 ±2
外径5.1 cm，内径 3.5 cm，刃口角
19047‘，长度70cm.
贯入指标
贯入30cm的 锤击数N63.5
N 10 10<N 15
松散 稍密
15<N 30 N >30
中密 密实
5）判断饱和砂及粉土的液化
地层地震液化临界标贯击数：（建筑抗震 设计规范）
Ncr = N0[0.9 + 0.1(ds − dw )]
Ncr = N0 (2.4 − 0.1ds )
3
ρc
3
ρc
ds ≤ 15m
ds = 15 ~ 20m
建筑抗震设计规范cr15cr20crcr不液化液化6估算单桩极限承载力7估算土的强度指标c值8估算地基土的变形指标变形模量压缩模量9估算地基基床系数10估算地层的平均剪切波速正在进行标准
标准贯入试验（SPT）
• 试验目的:
了解标准贯入试验设备及其试验步骤; 掌握试验资料的整理及成果的应用.
1、设备
N
=α
⋅
N0 63.5
探杆长度/m 3
6
9
12 15 18 21
α
1.0 0.92 0.86 0.81 0.77 0.73 0.70
2）地下水的修正
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标准贯入试验设备原先并不标准。各部件的规格各国 有所差异。国际土力学与基础工程协会(ICSMFE)于1957 年成立专门委员会开展研究工作，以解决SPT的标准化问 题。并于1988年向第一届国际触探试验会议提出标准贯入 试验国际标准建议稿，于1989年获得通过，开始执行。
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我国目前采用的SPT设备与国际标准一致，《岩土工 程勘察规范》（GB50021—2002）要求SPT的设备应符合 表5-1的规定。
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二、标准贯入试验的基本原理
标准贯入试验是利用一定的落锤能量（锤重63.5 kg， 落距76cm）将标准规格的贯入器贯入土中，根据打入 土中30 cm的锤击数（N）来判别土的工程性质的一种 现场测试方法。其试验原理与动力触探试验十分相似。 因此，第四章中关于动力触探的试验原理也适用于标准 贯入试验。
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第二节 标准贯入试验的 设备与原理
一、试验设备 二、基本原理
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第 一、标准贯入试验的试验设备
二
标准贯入试验设备主要由贯入器、触探杆和穿心锤
节 三部分组成。如图5-1所示。
试
验
的
设
备
及
原
理
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1．贯入器
标准规格的贯入器是由对开管和管靴两部分组成的探 头。对开管是由两个半圆管合成的圆筒型取土器；管靴是 一底端带刃口的圆筒体。二者通过螺纹连接，管靴起到固 定对开管的作用。贯入器的外径、内径、壁厚、刃角与长 度都有标准化尺寸，见表5-1。 2．穿心锤
一
（Standard Penetration Test ，SPT）
节
标准贯入试验是一种在现场用63.5kg的穿心锤，以
概 76cm的落距自由落下，将一定规格的带有小型取土筒的 标准贯入器打入土中，记录打入30cm的锤击数（即标准
述 贯入击数N），并以此评价土的工程性质的原位试验。
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SPT原位测试技术仍属于动力触探范畴，所不同的 是，其贯入器不是圆锥探头，而是标准规格的圆筒形探 头（由两个半圆筒合成的取土器）。与圆锥动力触探试 验相似，标准灌入试验并不能直接测定地基土的物理力 学性质，而是通过与其他原位测试手段或室内试验成果 进行对比，建立关系式，积累地区经验，才能评定地基 土的物理力学性质。
重63.5kg的铸钢件，中间有一直径45mm的穿心孔，此 孔为放导向杆用。国际、国内的穿心锤除重量相同外，锥 形上不完全统一。落锤能量受落距控制，落锤方式有自动 脱钩和非自动脱钩两种。目前国内普遍使用自动脱钩装置。
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3．触探杆 国际上多用直径为40~50mm的无缝钢管，我国则常用
直径为42mm的工程地质钻杆。在与穿心锤连接处设置一 锤垫。
1．钻孔孔底土的应力状态 不同的钻进工艺(回转、水冲等)、孔内外水位的差
异、钻孔直径的大小等，都会改变钻孔孔底的应力状态。
2．锤击能量 通过实测，即使是自动自由落锤，传递给探杆系统
的锤击能量也有很大的波动，变化范围达到±（45％ ~50％)，对于不同单位、不同机具、不同操作水平，锤 击能量的变化范围更大。
但是，SPT与动力触探在贯入器上的差别，决定了 SPT的基本原理的独特性，SPT在贯入过程中，整个贯 入器对端部和周围土体将产生挤压和剪切作用，SPT的 贯入器是空心的，在冲击力作用下，将有一部分土挤入 贯入器，其工作状态和边界条件十分复杂。
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影响标准贯入试验的因素有很多，主要有以下两个 方面：
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四、标准贯入试验的应用（目的）
1．评价地基土的物理状态（如地层剖面及软弱夹层）； 2．评价地基土的力学性能参数（如变形模量、物理力学 性质指标）； 3．计算天然地基的承载力； 4．计算单桩的极限承载力及选择桩尖持力层； 5．评价场地砂土和粉土的液化可能性及等级。
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应该指出的是，除判别液化外，其余的应用方法都 是基于与其他测试方法的对比中建立起计算公式的。如 桩的承载力的预估是与载荷试验相对比，土的物理力学 性质指标是与室内试验成果建立相关关系。因此，对缺 乏使用经验的地区，在应用标准贯入试验时应与其他测 试方法配合作用。
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为了提高试验质量，国外已发展直接标定输入探杆 锤击能量的新方法。在锤垫附近设置一测力计，记录探 杆受锤击后的力—时间波形曲线（见图5—2）。
图5-2 F(t)~t波形曲线
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计算进入探杆的第一个压缩波的能量Ei：
F(t)——在探杆中随时间变化的动压力； △t——第一个应力波持续的时间，自t＝0开始；△t＝2L’／c (L’为 测力点到贯入器底的长度，c为应力波在探杆中的传播速度)； A——探杆截面积； E——探杆的杨氏弹性模量； k1——测力点在打头以下△L位置时的修正系数； k2——探杆系统长度L小于等代杆长Le时的理论修正系数； kc——理论弹性波速c修正为实际弹性波速ca的修正系数； Le——等代杆长，锤质量与探杆单位长度质量之比。
表5-1 标准贯入试验设备尺寸
落 贯入器
钻
锤 对开管 管靴 杆
锤的质量（kg） 落距（cm） 长度（mm） 外径（mm） 内径（mm） 长度（mm） 刃口角度 刃口单刃厚度（mm） 直径（mm） 相对弯曲
63.5 76 >500 51 35 50~76 18~20 2.5 42 <1/1000
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二、标准贯入试验的优点及适用性
适用土层：砂性土、粘性土，不适用于碎石类土及验数据离散性较大，精度较低，对于饱和软粘土， 远不及十字板剪切试验及静力触探等方法精度高。
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三、标准贯入试验的发展
这种试验技术是20世纪40年代末期发展起来的。 由于使用方便，得到了广泛的应用，在美国及日本应 用最为广泛。在我国，50年代初期由南京水利实验处 研制并在治淮工程中得到广泛的推广，积累了大量的 使用经验。60年代在国内得以普及。
第5章 标准贯入试验
第一节 概述 第二节 试验的设备与原理 第三节 试验的技术要求 第四节 试验资料整理 第五节 试验的工程应用
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第一节 概 述
一、标准贯入试验的定义 二、标准贯入试验的优点及适用性 三、标准贯入试验的发展 四、标准贯入试验的目的
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第 一、标准贯入试验的定义
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我国目前采用的SPT设备与国际标准一致，《岩土工 程勘察规范》（GB50021—2002）要求SPT的设备应符合 表5-1的规定。
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二、标准贯入试验的基本原理
标准贯入试验是利用一定的落锤能量（锤重63.5 kg， 落距76cm）将标准规格的贯入器贯入土中，根据打入 土中30 cm的锤击数（N）来判别土的工程性质的一种 现场测试方法。其试验原理与动力触探试验十分相似。 因此，第四章中关于动力触探的试验原理也适用于标准 贯入试验。
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第二节 标准贯入试验的 设备与原理
一、试验设备 二、基本原理
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第 一、标准贯入试验的试验设备
二
标准贯入试验设备主要由贯入器、触探杆和穿心锤
节 三部分组成。如图5-1所示。
试
验
的
设
备
及
原
理
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1．贯入器
标准规格的贯入器是由对开管和管靴两部分组成的探 头。对开管是由两个半圆管合成的圆筒型取土器；管靴是 一底端带刃口的圆筒体。二者通过螺纹连接，管靴起到固 定对开管的作用。贯入器的外径、内径、壁厚、刃角与长 度都有标准化尺寸，见表5-1。 2．穿心锤
一
（Standard Penetration Test ，SPT）
节
标准贯入试验是一种在现场用63.5kg的穿心锤，以
概 76cm的落距自由落下，将一定规格的带有小型取土筒的 标准贯入器打入土中，记录打入30cm的锤击数（即标准
述 贯入击数N），并以此评价土的工程性质的原位试验。
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SPT原位测试技术仍属于动力触探范畴，所不同的 是，其贯入器不是圆锥探头，而是标准规格的圆筒形探 头（由两个半圆筒合成的取土器）。与圆锥动力触探试 验相似，标准灌入试验并不能直接测定地基土的物理力 学性质，而是通过与其他原位测试手段或室内试验成果 进行对比，建立关系式，积累地区经验，才能评定地基 土的物理力学性质。
重63.5kg的铸钢件，中间有一直径45mm的穿心孔，此 孔为放导向杆用。国际、国内的穿心锤除重量相同外，锥 形上不完全统一。落锤能量受落距控制，落锤方式有自动 脱钩和非自动脱钩两种。目前国内普遍使用自动脱钩装置。
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3．触探杆 国际上多用直径为40~50mm的无缝钢管，我国则常用
直径为42mm的工程地质钻杆。在与穿心锤连接处设置一 锤垫。
1．钻孔孔底土的应力状态 不同的钻进工艺(回转、水冲等)、孔内外水位的差
异、钻孔直径的大小等，都会改变钻孔孔底的应力状态。
2．锤击能量 通过实测，即使是自动自由落锤，传递给探杆系统
的锤击能量也有很大的波动，变化范围达到±（45％ ~50％)，对于不同单位、不同机具、不同操作水平，锤 击能量的变化范围更大。
但是，SPT与动力触探在贯入器上的差别，决定了 SPT的基本原理的独特性，SPT在贯入过程中，整个贯 入器对端部和周围土体将产生挤压和剪切作用，SPT的 贯入器是空心的，在冲击力作用下，将有一部分土挤入 贯入器，其工作状态和边界条件十分复杂。
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影响标准贯入试验的因素有很多，主要有以下两个 方面：
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四、标准贯入试验的应用（目的）
1．评价地基土的物理状态（如地层剖面及软弱夹层）； 2．评价地基土的力学性能参数（如变形模量、物理力学 性质指标）； 3．计算天然地基的承载力； 4．计算单桩的极限承载力及选择桩尖持力层； 5．评价场地砂土和粉土的液化可能性及等级。
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应该指出的是，除判别液化外，其余的应用方法都 是基于与其他测试方法的对比中建立起计算公式的。如 桩的承载力的预估是与载荷试验相对比，土的物理力学 性质指标是与室内试验成果建立相关关系。因此，对缺 乏使用经验的地区，在应用标准贯入试验时应与其他测 试方法配合作用。
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为了提高试验质量，国外已发展直接标定输入探杆 锤击能量的新方法。在锤垫附近设置一测力计，记录探 杆受锤击后的力—时间波形曲线（见图5—2）。
图5-2 F(t)~t波形曲线
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计算进入探杆的第一个压缩波的能量Ei：
F(t)——在探杆中随时间变化的动压力； △t——第一个应力波持续的时间，自t＝0开始；△t＝2L’／c (L’为 测力点到贯入器底的长度，c为应力波在探杆中的传播速度)； A——探杆截面积； E——探杆的杨氏弹性模量； k1——测力点在打头以下△L位置时的修正系数； k2——探杆系统长度L小于等代杆长Le时的理论修正系数； kc——理论弹性波速c修正为实际弹性波速ca的修正系数； Le——等代杆长，锤质量与探杆单位长度质量之比。
表5-1 标准贯入试验设备尺寸
落 贯入器
钻
锤 对开管 管靴 杆
锤的质量（kg） 落距（cm） 长度（mm） 外径（mm） 内径（mm） 长度（mm） 刃口角度 刃口单刃厚度（mm） 直径（mm） 相对弯曲
63.5 76 >500 51 35 50~76 18~20 2.5 42 <1/1000
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二、标准贯入试验的优点及适用性
适用土层：砂性土、粘性土，不适用于碎石类土及验数据离散性较大，精度较低，对于饱和软粘土， 远不及十字板剪切试验及静力触探等方法精度高。
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三、标准贯入试验的发展
这种试验技术是20世纪40年代末期发展起来的。 由于使用方便，得到了广泛的应用，在美国及日本应 用最为广泛。在我国，50年代初期由南京水利实验处 研制并在治淮工程中得到广泛的推广，积累了大量的 使用经验。60年代在国内得以普及。
第5章 标准贯入试验
第一节 概述 第二节 试验的设备与原理 第三节 试验的技术要求 第四节 试验资料整理 第五节 试验的工程应用
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第一节 概 述
一、标准贯入试验的定义 二、标准贯入试验的优点及适用性 三、标准贯入试验的发展 四、标准贯入试验的目的
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第 一、标准贯入试验的定义