3 静力触探解析

– 贯入速率

温度变化导致传感器电阻应变片变形，产生数据“零飘”。
– 孔压探头饱和

探头倾斜导致贯入阻力测量失真
探杆弯曲倾斜一是导致贯入深度测量不准；二是不能有效地将 贯入力传导给探头
静力触探 CPT——试验方法

影响静力触探试验的因素
– 温度变化


探头部位温度变化导致传感器电阻应变片变形，产生数据“零 飘”。 产生温度变化的原因：应变片通电时间过长；地面地下温差； 探头贯入摩擦生热；传感变形体反复变形升温。 探头倾斜导致贯入阻力测量失真 探杆弯曲倾斜：贯入深度测量不准；影响贯入力传导。 孔压传感器在探头的安装位置不同所测孔压结果不同 探头透水部分面积大小影响孔隙水的渗入，进而影响孔压值。
应变
读数
初读数
= 1 0
–
贯入阻力计算
= Kpp 双桥探头锥头阻力： qc = Kqq 双桥探头侧壁摩阻力 ：fs = Kff
单桥探头比贯入阻力： ps
–
摩阻比计算
摩阻比：
Rf = (fs / qc)100%
静力触探 CPT——成果分析

原始数据修正
– 零漂校正
– 曲线形状修正
– 探头传感器应经率定，室内率定重复性误差、线性误差、 温度漂移、归零误差范围为0.5% ~ 1.0%，现场归零误差 不应超过 3%。 – 深度记录误差范围应为 1%。 – 贯入深度超过50m时，应量测触探孔的偏斜度，校正土的分 层界线。
静力触探 CPT——成果分析

成果分析内容（岩土工程勘察规范）
岩土工程原位测试
静力触探
静力触探

Static Cone Penetration Test（CPT）
荷兰锥试验（Dutch Cone Test）
– 用静力将一定规格和形状的圆锥探头以恒
定的贯入速率压入土体中，测定贯入过程
中探头所受到的阻力，根据贯入阻力大小
间接判定土的物理力学性质。
静力触探 CPT
– 深度修正
– 变换拱桥电压校正
静力触探 CPT——成果分析

绘制触探曲线、地层分层
– 触探曲线：参数—深度曲线
– 地层分层

单桥探头触探：按 ps — z 曲线划分 双桥探头触探：以 qc — z 为主，fs — z 为辅 分界面：曲线变化的超前和滞后之间
静力触探 CPT——成果分析

绘制触探曲线、地层分层
ps 超前 A B z 地层变化时的电桥探头静力触探比贯力—深度曲线 滞后 超前 滞后
静力触探 CPT——成果分析

分层试验数据统计计算
– 各土层触探参数取本层触探曲线数据点的加权 平均值。譬如：
ps
h p
i 1 n i
n
si
土质不均，测试数据离散大，I 类建筑
hi
– 探头倾斜、探杆弯曲

– 孔压传感器的位置和透水单元尺寸

静力触探 CPT——试验方法

静力触探试验技术要求（岩土工程勘察规范）
– 圆锥锥头截面积宜采用 10cm2 或 15cm2，侧壁面积宜为 150~300cm2，锥尖锥角宜为 60。
– 探头应均速、垂直地压入土中，贯入标准速率宜为1.2 0.3m/min。
地基土分类 土的原位状态参数 土的强度参数、变形参数 浅基础设计 深基础设计


地基处理质量控制
砂土地基液化评价
原位测试方法学习要点

测试目的
– 测试的目标、方法的适用范围

测试参数
– 描述工程体特性的直接或间接的参数

测试原理
– 方法原理、仪器设备、关键技术

数据整理和分析
– 数据处理方法、数据参数与工程体性质的关系
履带式车载加压装置——液压动力、压重式反力
车载加压装置——液压动力、压重地锚联合式反力
静力触探 CPT——试验方法

试验准备 孔压探头饱和


触探机定位
探头贯入


孔压消散试验
试验终止
静力触探 CPT——试验方法

影响静力触探试验的因素
– 探头、探杆规格

探头贯入引起土超孔隙水压力，影响贯入阻力测量值。
锥尖 变形套
传力杆
摩擦筒
变形套 贯入力
锥尖阻力
顶柱
电阻片
侧壁摩阻力
电阻片
传力套
探杆
双桥探头结构及工作原理示意图
探头
过滤器 孔压传感器 探杆
贯入力
锥尖阻力 孔隙水
侧壁摩阻力
孔压探头结构及工作原理示意图
静力触探 CPT——仪器设备

贯入系统
– 加压动力装置

液压式、手摇链条式、电动机械式
– 探杆

刚性传力杆，采用高强度无缝钢管做成。
静力触探 CPT

测试原理
– 物理原理

探头压入时受到的阻力大小与土层的软硬程度成比例。
探头压入时，土层孔隙水渗入探头形成水压力。
– 传感原理


阻力测量：阻力转化为电阻片的变形，形成电信号。
孔压测量：孔压转化为电阻膜片的变形，形成电信号。
静力触探 CPT——仪器设备

量测系统
– 探头

单桥探头、双桥探头、孔压探头
孔压（MPa）
预钻深度
侧摩阻力 0 0.2 0.1 0
锥尖阻力 4 8 12 16 20
摩阻比% 8 6 42 0
地层剖面
1.0 0
0.5
砂土 淤泥
5 砂土 10
15
U0
粘土 泥炭
20 粉土 25
30 深度（m）
静力触探试验曲线与地层柱状图
静力触探 CPT——成果分析

原始资料整理
– 初读数校正
i 1
ps max
ps ps max 2
ps min
ps ps min 2
psi — 第 i 孔穿计算土层的贯入阻力平均值（kPa）；hi — 第 i 孔计算 土层的厚度； psmax — 比贯入阻力最大值； psmin — 比贯入阻力最小值。
静力触探 CPT——成果应用

– 记录仪器

数字式电阻应变仪、电子电位差自动记录仪等
探头

土 层 阻 力
7 5 6
单桥探头
1 2 3 9
贯入力
4
5
8
单桥探头结构及工作原理示意图
1 — 顶柱；2 — 外套筒；3 — 探头管；4 — 导线；5 — 环氧树脂密 封垫圈；6 — 橡皮管；7 — 空心变形柱；8 — 应变片; 9、探杆
探头

测试目的
– – – – 土类定名、划分土层界面 评定地基土的物理、力学、渗透性质 确定地基承载力/单桩极限承载力 判定地基土液化

适用范围
– 软土、粘性土、粉土、砂类土、含少量碎石的土 层。 – 不适用于含较多碎石、砾石的土层和很密实的砂 层。
静力触探 CPT

测试参数
– 比贯入阻力 ps（单桥探头） – 锥尖阻力 qc、侧壁摩擦阻力 fs（双桥探头） – 孔隙水压力 u 及其消散（孔压探头CPTU）
绘制比贯入阻力与深度曲线、锥头阻力与深度曲线、侧壁 摩阻力与深度曲线、侧壁摩阻力与锥尖阻力比与深度曲线、 孔隙水压力与深度曲线以及超孔隙水压力与深度曲线。 根据贯入曲线的线型特征，结合相邻钻孔资料和地区经验 划分土层。计算各土层静力触探试验参数的平均值。 根据静力触探资料、利用地区经验关系估算土的强度、压 缩性、承载力、单桩承载力、沉桩可能性和判定液化势等。 根据孔压静探探头在停止贯入时孔隙水压力的消散曲线， 估算土的渗透系数和固结系数。
– 反力装置

为探头的贯入提供反力：地锚、压重、地锚压重联合
CLD-4型
静力触探仪
主要技术参数：
贯入力：2吨
Βιβλιοθήκη Baidu贯入速度：0.8～1.2m/mim 探杆长度：0.5m／支
整机重量：100kg。
江苏省如皋大地仪器有限公司
贯入油缸
轻便加压装置——液压动力、地锚式反力
轻便加压装置——液压动力、地锚式反力