第七章标准贯入试验

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（二）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年代初期由南京水科院研制 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。
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（三）标准贯入试验的优点及适用性
? 适用土层：砂性土、粘性土，风化岩及冰碛土，不适用于
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三、试验方法及技术要求
? （一）试验方法与技术要求 ? （二）试验的影响因素
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（一）试验方法与技术要求
1． 标准贯入试验必须与钻探配合，以钻机设备为基础。
钻进方法：为保证钻孔质量，要求采用回转钻进，并保持孔内水 位略高于地下水水位，当钻进至试验标高以上 15cm 时，停止钻进。
还应注意： （1）仔细清除孔底残土到试验标高，换用标准贯入器，并量得深度尺 寸； （2）在地下水位以下钻进时，或遇承压含水砂层时，孔内水位应始终 高于地下水位，以减少对土的振动扰动； （3）当下套管时，要防止套管下过头，否则在管内做试验会使 N值偏大。
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。
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（一）标准贯入试验的试验设备
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。
标准贯入试验设备尺寸表
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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 。
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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（四）标准贯入试验的应用
? 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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关于标准贯入 试验成果的应用： 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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一、概述
（一）标准贯入试验的定义（简称 SPT ）
标准贯入试验是一种在现场用 63.5kg 的穿心锤，以 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 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， 标准贯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。
第七章 标准贯入试验
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主要内容
? 一、概述 ? 二、试验的仪器设备与原理 ? 三、试验方法及技术要求 ? 四、试验资料的整理与分析 ? 五、试验成果的工程应用
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一、概述
? （一）标准贯入试验的定义 ? （二）标准贯入试验的发展 ? （三）标准贯入试验的优缺点及适用性 ? （四）标准贯入试验的应用
?（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。 ?（3）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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二、试验的仪器设备和原理
? （一）试验设备 ? （二）试验的基本原理
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（一）标准贯入试验的试验设备
标准贯入试验设 备主要由贯入器、触 探杆和穿心锤三部分 组成。如下图所示。12ຫໍສະໝຸດ （一）标准贯入试验的试验设备
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， 见下表。
碎石类土及岩层。
? 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，当土中含有较大碎石时，使用受限制。 ?（2）通过标准贯入试验，从贯入器中还可以取得土样，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。
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（三）标准贯入试验的优点及适用性
? 缺点：
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 符合下表的规定。
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（一）试验方法与技术要求
2．为保证锤击时钻杆不发生侧向晃动，钻杆应定期检 查，使钻杆弯曲度小于0.1% ，接头应牢固。
3．采用自动脱钩的自由锤击法进行标贯试验，并减少 导向杆与锤之间的摩擦阻力。避免锤击时偏心和晃动， 保持贯入器、探杆、导向杆连接后的垂直度，以保持锤 击能量恒定。