岩土工程测试技术(第三章)参考课件

2 静力载荷试验
2.1 定义及特点
➢ 平板静力载荷试验(PLT: plate load test)，简称载荷试验 • 在保持地基土天然状态下，在一定面积的承压板上向地基
土逐级施加荷载，并观测每级荷载下地基土的变形特性， 是模拟建筑物基础工作条件的一种测试方法
优点： • 对地基土不产生扰动，结果最可靠、最具有代表性，可直
稳定的标准
• 连续两小时内每小时的沉降量≤0.1mm时，本级荷 载下沉降已趋稳定，可加下一级荷载
• 对于软粘土最好观测24h以上，对于正常固结粘土要 8h，对于老粘土、砂土、砾石等要4h
（5）尽可能使最终荷载达到地基土的极限承载力，以评 价承载力的安全度
结束试验的标准 当下述情况出现时即可停止实验
圆形, 方 形 ,
0.875 0.886
-土体的泊松比;
B-承 压 板 的 宽 度;
P P-S曲线直线段的斜率. S
wk.baidu.com
2.5 测试精度影响因素
（1）承压板的尺寸 • B＜45cm(5000cm2)时，沉降量随B的增加而降
低 • B≥45cm(5000cm2)时，沉降量随B的增加而增
加 • 由于基(础mS宽m)度一般均超过30cm，所以B不宜太小
接用于工程设计 • 是确定承载力的最主要方法 缺点： • 价格昂贵、费时
现场载荷试验
千 斤 顶
荷载板
2.2 静力载荷试验设备
加载稳压系统 • 承压板、加载千斤
顶、稳压器、油泵、 油管等组成 反力系统 • 有堆载式、撑壁式、 锚固式等 量测系统 • 压力表、百分表或 位移传感器
2.3 静力载荷试验方法
• 对砂土和新近沉积的粘性土则采用s/B=0.01-0.015所对 应的压力
2.4.2 计算变形模量E0
土的变形模量 • 指土在单轴受力，无侧限情况下的应力与应变之比 ➢ 可由P-s曲线的直线变形段，按弹性理论公式求得，下式适
用于同一层位的均匀地基
E0 B 1 2
P S
式 中: -承 压 板 的 形 状系 数;
超固结粘土、砾石土的承载
力
• 极限承载力Pu ： P-s曲线上
的第二个拐点对应的荷载
S
② 确定地基的容许承载力[R]
[R]= Pcr [R]= Pu /F，安全系数F=2～3
P0 Pu P
（2）以相对沉降量为依据
• 对中、高压缩性土，地基受压破坏形式为局部剪切破坏 或冲剪破坏，P-s曲线无明显拐点。这时用P-s曲线上沉降 量s与承压板的宽度B之比为0.02所对应的压力为地基容 许承载力
（1）载荷测试一般在方形坑中进行 （2）安装设备 （3）分级加荷
加荷原则：第一级为坑底原有重力，后每级按：中低压 缩性土50kPa，高压缩性土25kPa，特软土为10kPa
（4）观测每级荷载下的沉降
观测时间间隔：加荷开始后，按间隔5、5、10、10、 15、15min观测沉降；以后每30min进行一次
0 45
B(cm)
• 一般来说，大的比小的好，最好与实际基础面积相同 但太大则需大的压力，有时难以达到 • 所以承压板的面积应适中 1000cm2≤A≤5000cm2
（2）承压板埋深
• 载荷测试的影响深度一般为1.5-2倍承压板宽度（或直径）
• 在影响深度范围内土性应保持一致，否则测试成果就不 能反映出土层的真实性质
• a) 承压板周围的土体出现裂缝或隆起，沉降的很快 • b)在荷载不变的情况下，沉降速率加速发展或接近一
个常数。压力——沉降曲线出现明显拐点 • c) 总沉降量超过承压板宽度（或直径）的1/10
（6）当需要卸载观测回弹时，每级卸荷量可为加荷量 的2倍，历时1h，每隔15min观测一次。荷载完全 卸除后，继续观测3h
➢ 可重复进行验证，缩短试验周期
1.3 土体原位测试的种类
土体原位测试方法很多，可以归纳为下列两类： (1)土层剖面测试法(logging or stratigraphic profiling
methods)：主要包括静力触探、动力触探、扁铲松胀 仪试验及波速法等 土层剖面测试法具有可连续进行、快速经济的优点。 (2)专门测试法(specific test methods) ：主要包括载荷 试验、旁压试验、标准贯入实验、抽水和注水试验、 十字板剪切试验等 土的专门测试法可得到土层中关键部位土的各种工程 性质指标，精度高，测试成果可直接供设计部门使用 精度超过室内试验的成果
2.4 测试数据整理
o
压力—沉降量关系曲线 P-s曲线的特征： Ⅰ段直线段 Ⅱ段曲线段 Ⅲ段直线段
S
P0 Pu P
2.4.1 地基的承载力可用下述方法确定
（1）以压力为依据
① P—s 曲线上的两个特征点
• 比例极限P0(临塑荷载Pcr)：
o
P-s曲线上第一直线段的终点
对应的荷载，可以作为砂土、
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） 确定天然地基承载力
（3） 测定土的物理力学性质指标（C、φ）
（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强度等 （7） 检验压实填土的质量及强夯效果 （8） 进行浅基础的沉降计算 （9） …………
三 岩土的原位测试技术
1 概述
1.1 概念 • 指现场基本保持地基土的天然结构、天然含水量、
天然应力状态的情况下，测定地基土的物理-力学 性质指标的试验方法
1.2 优点（与室内试验比较）
➢ 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
➢ 原位测试所涉及的土尺寸较室内试验样品要大得多(土 体体积大、代表性好)，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
• 如果场地土层多，且都是重要的持力层，应分层做载荷 试验
• 如果土层较薄，达不到2倍承压板的宽度，就应采用小 的承压板或螺旋板载荷试验
2.6 螺旋板载荷试验
螺旋板载荷试验 • 将螺旋形承压板旋入地面以下预订深度，在土层的
天然应力条件下，通过传力杆向螺旋形承压板施加 压力，直接测定载荷与土层沉降的关系 • 测定土的变形模量、不排水抗剪强度和固结系数 • 测定深度为10～15m