巖土工程教研室課件系列之工程地質(zhì)學(xué)

1、巖土工程教研室課件系列之工 程 地 質(zhì) 學(xué)天津城市建設(shè)學(xué)院土木工程系工程地質(zhì)學(xué)目錄1.緒論2.巖石的成因類型及其工程地質(zhì)特征3.地質(zhì)構(gòu)造及其對(duì)工程的影響4.土的工程性質(zhì)與分類5.地下水6.不良地質(zhì)現(xiàn)象的工程地質(zhì)問題7.工程地質(zhì)原位測(cè)試8.工程地質(zhì)勘察7.工程地質(zhì)原位測(cè)試工程地質(zhì)試驗(yàn)方法室內(nèi)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試原位測(cè)試：在巖土體原有的位置上，在保持巖土的天然結(jié)構(gòu)、天然含水量以及天然應(yīng)力狀態(tài)條件下測(cè)定巖土性質(zhì)。土體原位測(cè)試：一般指的是在工程地質(zhì)勘察現(xiàn)場(chǎng)，在不擾動(dòng)或基本不擾動(dòng)土層的情況下對(duì)土層進(jìn)行測(cè)試，以獲得所測(cè)土層的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)及劃分土層一種土工勘察技術(shù)。7.工程地質(zhì)原位測(cè)試工程地質(zhì)試驗(yàn)方法室內(nèi)實(shí)

2、驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試室內(nèi)試驗(yàn)有不足之處：飽和軟土層，受到不同程度的擾動(dòng)；某一深度樣，應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生了很大的變化；試驗(yàn)設(shè)備性能及操作上的誤差；飽和狀態(tài)的砂質(zhì)粉土和砂土根本取不上原狀試樣。 所以，為了取得準(zhǔn)確可靠的力學(xué)計(jì)算指標(biāo)，在工程地質(zhì)勘察中，必須進(jìn)行一定的、相應(yīng)數(shù)量的現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試。7.工程地質(zhì)原位測(cè)試原位測(cè)試優(yōu)點(diǎn)：(1)可以測(cè)定難以取得不擾動(dòng)土樣(如飽和砂土、粉土、流塑淤泥及淤泥質(zhì)土層等)的有關(guān)工程力學(xué)性質(zhì)；(2)可以避免取樣過程中應(yīng)力釋放的影響，(3)原位測(cè)試的土體影響范圍遠(yuǎn)比室內(nèi)試驗(yàn)大(4)可大大縮短地基土層勘察周期。自鉆式旁壓儀7.工程地質(zhì)原位測(cè)試原位測(cè)試不足之處：各種原位測(cè)試都有其適用條件，使

3、用不當(dāng)則會(huì)影響其效果；有些原位測(cè)試所得參數(shù)與土的工程力學(xué)性質(zhì)問的關(guān)系往往是建立在統(tǒng)計(jì)經(jīng)驗(yàn)關(guān)系上；另外，影響原位測(cè)試成果的因素較為復(fù)雜，使得對(duì)測(cè)定位的準(zhǔn)確判定造成一定的困難；還有，原位測(cè)試中的主應(yīng)力方向往往與實(shí)際巖土工程中的主應(yīng)力方向并不致等。 因此，土的室內(nèi)試驗(yàn)與原位測(cè)試，兩者各有其獨(dú)到之處，在全面研究土的各項(xiàng)性狀中，兩者不能偏廢，而應(yīng)相輔相成。7.工程地質(zhì)原位測(cè)試工程地質(zhì)原值測(cè)試的主要方法有：靜力載荷試驗(yàn)、觸探試驗(yàn)、剪切試驗(yàn)、地基土動(dòng)力特性試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)滲透試驗(yàn)等。 以實(shí)際結(jié)構(gòu)物為對(duì)象在現(xiàn)場(chǎng)工程地質(zhì)條件下按初步設(shè)計(jì)的荷載條件進(jìn)行試驗(yàn)，稱之為原型試驗(yàn)。7.工程地質(zhì)原位測(cè)試土體原位測(cè)試方法 可以歸納

4、為下列兩類： (1)土層剖面測(cè)試法：主要包括靜力觸探、動(dòng)力觸探、扁鏟松脹儀試驗(yàn)及波速法等。 土層剖面測(cè)試法具有可連續(xù)進(jìn)行、快速經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)。 (2)專門測(cè)試法：主要包括載荷試驗(yàn)、旁壓試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入實(shí)驗(yàn)、抽水和注水試驗(yàn)、十字板剪切試驗(yàn)等。 土的專門測(cè)試法可得到土層中關(guān)鍵部位土的各種工程性質(zhì)指標(biāo)，精度高，測(cè)試成果可直接供設(shè)計(jì)部門使用。其精度超過室內(nèi)試驗(yàn)的成果。7.工程地質(zhì)原位測(cè)試土體原位測(cè)試的應(yīng)用根據(jù)不同的測(cè)試方法，其應(yīng)用可歸納為：（1）土層土類劃分；（2）求天然地基承載力；（3）測(cè)定土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)；（4）在樁基勘察中的應(yīng)用；（5）評(píng)價(jià)砂土和粉土的地震液化；（6）求解土的固結(jié)系數(shù)、滲透系數(shù)及不

5、排水抗剪強(qiáng)度等；（7）檢驗(yàn)壓實(shí)填土的質(zhì)量及強(qiáng)夯效果；（8）進(jìn)行淺基礎(chǔ)的沉降計(jì)算；（9）其它。7.工程地質(zhì)原位測(cè)試靜力載荷試驗(yàn)的基本原理和意義7.1靜力載荷試驗(yàn) 靜力載荷試驗(yàn)就是在擬建建筑場(chǎng)地上，在挖至設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)埋置深度的平整坑底放置一定規(guī)格的方形或圓形承壓板，在其上逐級(jí)施加荷載，測(cè)定相應(yīng)荷載作用下地基土的穩(wěn)定沉降量，分析研究地基土的強(qiáng)度與變形特性，求得地基土容許承載力與變形模量等力學(xué)數(shù)據(jù)。7.工程地質(zhì)原位測(cè)試靜力載荷試驗(yàn)的基本原理和意義7.1靜力載荷試驗(yàn) 靜力載荷試驗(yàn)實(shí)際上是一種與建筑物基礎(chǔ)工作條件相似，而且直接對(duì)天然埋藏條件下的土體進(jìn)行的現(xiàn)場(chǎng)模擬試驗(yàn)。所以，對(duì)于建筑物地基承載力的確定，比其他

6、測(cè)試方法更接近實(shí)際；當(dāng)試驗(yàn)影響深度范圍內(nèi)土質(zhì)均勻時(shí)，用此法確定該深度范圍內(nèi)土的變形模量也比較可靠。7.工程地質(zhì)原位測(cè)試靜力載荷試驗(yàn)的基本原理和意義7.1靜力載荷試驗(yàn)p-s曲線，三個(gè)階段：第I階段，從p-s曲線的原點(diǎn)到比例界限壓力p0(臨塑壓力)。直線變形階段。也稱壓密階段。第II階段：從臨塑壓力p0到極限壓力pu，p一s曲線由直線關(guān)系轉(zhuǎn)變?yōu)榍€關(guān)系，局部剪切階段。第III階段：極限壓力pu以后，沉降急劇增加。破壞階段。0spp0puabc7.工程地質(zhì)原位測(cè)試靜力載荷試驗(yàn)的基本原理和意義7.1靜力載荷試驗(yàn)靜力載荷試驗(yàn)可用于下列目的： 確定地基土的臨塑荷載p0、極限荷載pu，為評(píng)定地基土的承載力提

7、供依據(jù)； 估算地基土的變形模量Eo、不排水抗剪強(qiáng)度cu和基床反力系數(shù)K。百分表百分表千斤頂千斤頂堆重排鋼梁木垛載荷板載荷板鋼梁（各由兩個(gè)地錨錨?。┑劐^(a)堆重千斤頂式(b)地錨千斤頂式7.工程地質(zhì)原位測(cè)試靜力載荷試驗(yàn)的裝置7.1靜力載荷試驗(yàn)承壓板：方形或圓形；加荷裝置：壓力源（重物加荷、油壓千斤頂反壓加荷）、荷載臺(tái)架（反力架）；沉降觀測(cè)裝置：百分表、沉降傳感器、水準(zhǔn)儀等。7.工程地質(zhì)原位測(cè)試7.1靜力載荷試驗(yàn)1、地基土平板載荷試驗(yàn)可適用于確定地基土層的承壓板下應(yīng)力主要影響范圍內(nèi)的承載力。承壓板面積不應(yīng)小于0.25m2，對(duì)于軟土不應(yīng)小于0.5m2。2、試驗(yàn)基坑寬度不應(yīng)小于承壓板寬度或直徑的三倍

8、。應(yīng)保持試驗(yàn)土層的原狀結(jié)構(gòu)和天然濕度。宜在擬試壓表面用粗砂或中砂層找平，其厚度不超過20mm。3、加荷等級(jí)不應(yīng)少于8級(jí)。最大加載量不應(yīng)小于設(shè)計(jì)要求的兩倍。4、每級(jí)加載后,按間隔10、10、10、15、15min，以后為每隔半小時(shí)測(cè)讀一次沉降量，當(dāng)在連續(xù)兩小時(shí)內(nèi)，每小時(shí)的沉降量小于0.1mm時(shí)，則認(rèn)為已趨穩(wěn)定,可加下一級(jí)荷載。5、當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，即可終止加載：（1）承壓板周圍的土明顯地側(cè)向擠出；（2）沉降S急驟增大，荷載-沉降(P-S)曲線出現(xiàn)現(xiàn)陡降段；（3）在某一級(jí)荷載下，24小時(shí)內(nèi)沉降速率不能達(dá)到穩(wěn)定；（4）沉降量與承壓板寬度或直徑之比大于或等于0.06。當(dāng)滿足前四種情況之一時(shí)，其對(duì)應(yīng)

9、的前一級(jí)荷載定為極限荷載。靜力載荷試驗(yàn)的基本技術(shù)要求主要有以下四種應(yīng)用：確定地基土的承載力根據(jù)p-s曲線，按下列方法綜合考慮。(1)強(qiáng)度控制法（拐點(diǎn)法）直線段的拐點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的壓力p在飽和軟土地基中p-s曲線拐點(diǎn)往往不明顯?？捎胠gp-lgs曲線或p- 曲線上的轉(zhuǎn)折點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的壓力即為比例界限壓力或臨塑壓力p0。7.工程地質(zhì)原位測(cè)試7.1靜力載荷試驗(yàn)靜力載荷試驗(yàn)資料的應(yīng)用及其有關(guān)問題7.工程地質(zhì)原位測(cè)試7.1靜力載荷試驗(yàn)靜力載荷試驗(yàn)資料的應(yīng)用及其有關(guān)問題7.工程地質(zhì)原位測(cè)試7.1靜力載荷試驗(yàn)靜力載荷試驗(yàn)資料的應(yīng)用及其有關(guān)問題（2）相對(duì)沉降控制法 s/b=0.01-0.015，沙土；s/b=0.02，

10、高壓縮性土。（3）極限荷載法 若p0、pu接近，則地基承載力=pu/k7.工程地質(zhì)原位測(cè)試7.1靜力載荷試驗(yàn)靜力載荷試驗(yàn)資料的應(yīng)用及其有關(guān)問題地基土的變形模量估算地基土的不排水抗剪強(qiáng)度（自己看書）估算地基土基床反力系數(shù)k（自己看書）7.工程地質(zhì)原位測(cè)試7.1靜力載荷試驗(yàn)樁載荷試驗(yàn)單樁水平載荷試驗(yàn)地基土水平載荷試驗(yàn)其它類型的載荷試驗(yàn)7.工程地質(zhì)原位測(cè)試7.2靜力觸探試驗(yàn) 通過機(jī)械裝置將一定規(guī)格的金屬探頭用靜力壓入土層中，同時(shí)量測(cè)土層對(duì)觸探頭的貫入阻力，判斷、分析、確定地基土的物理力學(xué)性質(zhì)。電傳感器，靜力觸探曲線優(yōu)點(diǎn)：連續(xù)、快速、準(zhǔn)確缺點(diǎn)：不能直接觀察、鑒別土層； 因反力問題，測(cè)試深度不能超過80

11、m； 不適用于含碎石、礫石土層及密實(shí)砂。7.工程地質(zhì)原位測(cè)試7.2靜力觸探試驗(yàn)靜力觸探試驗(yàn)的主要技術(shù)要求 組成：貫入裝置（含反力裝置），可控制等速壓貫入；傳動(dòng)系統(tǒng)（液壓、機(jī)械）；量測(cè)系統(tǒng)（探頭、電纜、電阻應(yīng)變儀） 類型：電動(dòng)機(jī)械式靜力觸探儀、液壓式靜力觸探儀、手搖輕型鏈?zhǔn)届o力觸探儀 靜力觸探探頭：?jiǎn)螛蛱筋^、雙橋探頭、孔壓探頭7.工程地質(zhì)原位測(cè)試7.2靜力觸探試驗(yàn)靜力觸探試驗(yàn)的主要技術(shù)要求7.工程地質(zhì)原位測(cè)試7.2靜力觸探試驗(yàn)靜力觸探試驗(yàn)的主要技術(shù)要求7.工程地質(zhì)原位測(cè)試7.2靜力觸探試驗(yàn)靜力觸探的貫入機(jī)理承載力理論分析孔穴擴(kuò)張理論分析穩(wěn)定貫入流體理論分析7.工程地質(zhì)原位測(cè)試7.2靜力觸探試驗(yàn)靜

12、力觸探試驗(yàn)的目的和適用條件目的： （1）劃分土層； （2）估算土層的物理力學(xué)參數(shù)； （3）評(píng)定地基土的承載力； （4）選擇樁基持力層，估算單樁極限承載力，判斷沉樁可能性； （5）判定場(chǎng)地地震液化勢(shì)。適用條件： 粘性土、粉土和砂土，設(shè)備的貫入能力必須滿足測(cè)試土層性質(zhì)、深度等需要，反力必須大于貫入總阻力。7.工程地質(zhì)原位測(cè)試7.2靜力觸探試驗(yàn)靜力觸探試驗(yàn)成果的應(yīng)用主要成果（1）比貫入阻力-深度曲線； （2）錐尖阻力-深度曲線； （3）側(cè)摩阻力深度關(guān)系曲線； （4）摩阻比-深度關(guān)系曲線。應(yīng)用（1）劃分土層界線； （2）評(píng)定地基土的強(qiáng)度參數(shù)； （3）評(píng)定土的變形參數(shù)； （4）評(píng)定地基土的承載力； （5

13、）預(yù)估單樁承載力。7.工程地質(zhì)原位測(cè)試7.3圓錐動(dòng)力觸探 利用錘擊功能，將一定規(guī)格的圓錐探頭打入土中，根據(jù)打入土中的阻力大小判別土層的變化，對(duì)土層進(jìn)行力學(xué)分層，并確定土層的物理力學(xué)性質(zhì)，對(duì)地基土做出工程地質(zhì)評(píng)價(jià)。優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、工效較高，適應(yīng)性廣，連續(xù)貫入，碎石、砂、粉土；缺點(diǎn)：不能直接描述土樣，誤差較大，再現(xiàn)性差。7.工程地質(zhì)原位測(cè)試7.3圓錐動(dòng)力觸探動(dòng)力觸探的類型和規(guī)格按錘擊能量分為輕型、重型、超重型（P222，表7-14）7.工程地質(zhì)原位測(cè)試7.3圓錐動(dòng)力觸探動(dòng)力觸探的技術(shù)要求應(yīng)采用自動(dòng)落錘裝置；觸探桿最大偏斜度不超過1- 2（5m）錘擊間歇時(shí)間，應(yīng)做記錄；貫入15cm，且N1

14、050時(shí)，停止試驗(yàn)；當(dāng)N63.550擊時(shí)，停止試驗(yàn)，改用超重型；N10和N63.5正常范圍為3-50擊，N120的正常范圍為3-40擊。7.工程地質(zhì)原位測(cè)試7.3圓錐動(dòng)力觸探動(dòng)力觸探試驗(yàn)的適用范圍和目的適用條件：強(qiáng)風(fēng)化、全風(fēng)化硬質(zhì)巖石，各類軟質(zhì)巖石和土目的： 定性評(píng)價(jià)：場(chǎng)地土層均勻性；查明土洞、滑動(dòng)面和軟硬土層界面；確定軟硬或堅(jiān)硬土層的分布；檢驗(yàn)、評(píng)估地基土加固、改良的效果。 定量評(píng)價(jià)：確定砂土的孔隙比、相對(duì)密實(shí)度、粉土和粘性土的狀態(tài)、土的強(qiáng)度和變形參數(shù)，評(píng)定天然地基土承載力或單樁承載力。7.工程地質(zhì)原位測(cè)試7.3圓錐動(dòng)力觸探動(dòng)力觸探試驗(yàn)成果的應(yīng)用1.確定砂土和碎石土的密實(shí)度；2.確定地基土的

15、承載力和變形模量；3.確定單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值Rk7.工程地質(zhì)原位測(cè)試7.4標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn) 實(shí)質(zhì)上仍屬于動(dòng)力觸探類型。其探頭為由兩個(gè)半圓管合成的取土器貫入器。 貫入阻力用貫入土層30cm的錘擊數(shù)N63.5表示標(biāo)貫擊數(shù)。 本試驗(yàn)對(duì)不易取樣的砂土和砂質(zhì)粉土物理力學(xué)性質(zhì)評(píng)價(jià)具有獨(dú)特意義。7.工程地質(zhì)原位測(cè)試7.4標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn) 實(shí)質(zhì)上仍屬于動(dòng)力觸探類型。其探頭為由兩個(gè)半圓管合成的取土器貫入器。 貫入阻力用貫入土層30cm的錘擊數(shù)N63.5表示標(biāo)貫擊數(shù)。 本試驗(yàn)對(duì)不易取樣的砂土和砂質(zhì)粉土物理力學(xué)性質(zhì)評(píng)價(jià)具有獨(dú)特意義。7.工程地質(zhì)原位測(cè)試7.4標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)設(shè)備規(guī)格（P226，表7-20）7.工程地質(zhì)

16、原位測(cè)試7.4標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)的技術(shù)要求（P226）7.工程地質(zhì)原位測(cè)試7.4標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)的目的和范圍目的：1）采取擾動(dòng)土樣，鑒別和描述土類，按顆粒分析結(jié)果定名； 2）根據(jù)標(biāo)貫擊數(shù)N，利用地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，為砂土的密實(shí)度和粉土、粘性土的狀態(tài)，土的強(qiáng)度參數(shù)，變形模量，地基承載力等作出評(píng)價(jià)； 3）估算單樁極限承載力和判定沉樁可能性； 4）判定飽和粉沙、砂質(zhì)粉土的地震液化可能性及液化等級(jí)。適用范圍： 砂土、粉土和一般性粘土，最適用于N=2-50擊的土層。7.工程地質(zhì)原位測(cè)試7.4標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)成果的應(yīng)用1.評(píng)定砂土的 密實(shí)度和相對(duì)密度Dr；2.評(píng)定粘性土的狀態(tài)；3.評(píng)定砂土抗剪

17、強(qiáng)度指標(biāo)4.評(píng)定粘性土的不排水抗剪強(qiáng)度Cu（kPa）；5.評(píng)定土的變形模量E0和壓縮模量Es；6.確定地基承載力；7.估算單樁承載力8.評(píng)定飽和砂土的地震液化問題。7.工程地質(zhì)原位測(cè)試7.5十字板剪切試驗(yàn) 十字板剪切試驗(yàn)是快速測(cè)定飽和軟粘土層快剪強(qiáng)度的一種簡(jiǎn)易而可靠的原位測(cè)試方法。測(cè)得的抗剪強(qiáng)度值相當(dāng)于試驗(yàn)深度處天然土層的不排水抗剪強(qiáng)度 理論上，相當(dāng)于三軸不排水剪的總強(qiáng)度，或無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的一半。 7.工程地質(zhì)原位測(cè)試7.5十字板剪切試驗(yàn)主要用于測(cè)定飽水軟粘土的不排水抗剪強(qiáng)度。具有下列優(yōu)點(diǎn)：(1)不用取樣，特別是對(duì)難以取樣的靈敏度高的粘性土，可以在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)基本上處于天然應(yīng)力狀態(tài)下的土層進(jìn)行扭剪。

18、所求軟土抗剪強(qiáng)度指標(biāo)比其他方法都可靠。(2)野外測(cè)試設(shè)備輕便，操作容易。(3)測(cè)試速度較快，效率高，成果整理簡(jiǎn)單。 其缺點(diǎn)是僅適用于江河湖海的沿岸地帶的軟土，適應(yīng)范圍有限，對(duì)硬塑粘性土和含有礫石雜物的土不宜采用，否則會(huì)損傷十字板頭。7.工程地質(zhì)原位測(cè)試7.5十字板剪切試驗(yàn)十字板剪切試驗(yàn)的基本技術(shù)要求1.十字板尺寸：高徑比（H/D）=2（100/50或150/75），厚度2-3mm；2.鉆孔十字板剪切試驗(yàn)，十字板插入孔底以下深度大于5倍鉆孔直徑；3.十字板插入土中與開始扭剪的間歇時(shí)間小于5min；4.控制好扭剪速率：過慢，排水導(dǎo)致強(qiáng)度增長(zhǎng)；過快，飽和軟粘土凝滯效應(yīng)導(dǎo)致強(qiáng)度增長(zhǎng)； 一般1-2/s。

19、測(cè)記扭轉(zhuǎn)1的扭矩。 出現(xiàn)峰值或穩(wěn)定值后，要繼續(xù)測(cè)讀1min，以確定峰值扭矩或穩(wěn)定扭矩。7.工程地質(zhì)原位測(cè)試7.5十字板剪切試驗(yàn)十字板剪切試驗(yàn)的基本技術(shù)要求5.重塑土的不排水抗剪強(qiáng)度，應(yīng)在峰值強(qiáng)度或穩(wěn)定值強(qiáng)度出現(xiàn)后，順剪切扭轉(zhuǎn)方向連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)6圈后測(cè)定；6.測(cè)定精度應(yīng)達(dá)到1-2kPa；7.測(cè)定軟粘土不排水抗剪強(qiáng)度隨深度的變化，試驗(yàn)點(diǎn)豎向間距取1m，或根據(jù)靜力觸探等資料布置試驗(yàn)點(diǎn)。7.工程地質(zhì)原位測(cè)試7.5十字板剪切試驗(yàn)十字板剪切試驗(yàn)的基本原理十字板剪切試驗(yàn)鉆孔十字板剪切試驗(yàn)貫入電測(cè)十字板剪切試驗(yàn)基本原理：施加一定的扭轉(zhuǎn)力矩，將土體剪壞，測(cè)定土體對(duì)抵抗扭剪的最大力矩，通過換算得到土體抗剪強(qiáng)度值（假定=

20、0，飽和粘性土）。 7.工程地質(zhì)原位測(cè)試7.5十字板剪切試驗(yàn)十字板剪切試驗(yàn)的基本原理影響因素：1） 技術(shù)因素加以控制：十字板厚度、間歇時(shí)間、扭轉(zhuǎn)速率；2） 非人為控制因素：土的各向異性、剪切面剪應(yīng)力的非均勻分布、應(yīng)變軟化、剪切破壞圓柱直徑大于十字板直徑等。 尤其是高塑性靈敏粘土，對(duì)十字板剪切試驗(yàn)的結(jié)果，應(yīng)作慎重分析。7.工程地質(zhì)原位測(cè)試7.5十字板剪切試驗(yàn)十字板剪切試驗(yàn)的適用范圍和目的適用于： 靈敏度St10，固結(jié)系數(shù)Cv 100m2/年的均質(zhì)飽和軟粘土目的： 1）測(cè)定原位壓力條件下，軟粘土的不排水抗剪強(qiáng)度Cu； 2）估算軟粘性土的靈敏度St。7.工程地質(zhì)原位測(cè)試7.5十字板剪切試驗(yàn)十字板剪切

21、試驗(yàn)成果的應(yīng)用 成果： 十字板不排水抗剪強(qiáng)度Cu隨深度的變化曲線，Cuh曲線。一般偏高。 修正公式 ：（Cu）f=（Cu）fv 十字板修正系數(shù) 應(yīng)用： 評(píng)定軟土地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值： fk=2（Cu）f+D 估算軟土的液性指數(shù) 7.工程地質(zhì)原位測(cè)試7.6扁鏟側(cè)脹試驗(yàn) 定義：用靜力（或錘擊動(dòng)力）把一扁鏟形探頭貫入土中，達(dá)試驗(yàn)深度后，利用氣壓使扁鏟側(cè)面的圓形鋼膜向外擴(kuò)張進(jìn)行試驗(yàn)特殊的旁壓試驗(yàn)。 優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單、快速、重復(fù)性好、成本低。應(yīng)用廣泛。 適用于：一般粘性土、粉土、中密以下砂土、黃土等（不適用于含碎石的土、風(fēng)化巖等）7.工程地質(zhì)原位測(cè)試7.6扁鏟側(cè)脹試驗(yàn)扁脹試驗(yàn)的基本原理 扁脹試驗(yàn)時(shí)，膜向外擴(kuò)張，可

22、假設(shè)為在無限彈性介質(zhì)中，在圓形面積上施加均布荷載p，如彈性介質(zhì)的彈性模量為E，泊松比為，膜中心的外移為s，則若定義E/（1- 2）為扁脹模量ED，則：水平應(yīng)力指數(shù)KD，扁脹指數(shù)ID，扁脹孔壓指數(shù)UD，7.工程地質(zhì)原位測(cè)試7.6扁鏟側(cè)脹試驗(yàn)扁脹試驗(yàn)設(shè)備探頭的尺寸：長(zhǎng)230-240mm寬94-96mm厚14-16mm鋼膜直徑60mm探桿要求同靜力觸探探桿。7.工程地質(zhì)原位測(cè)試7.6扁鏟側(cè)脹試驗(yàn)扁脹試驗(yàn)技術(shù)要求 1. 測(cè)定鋼膜三個(gè)位置的壓力A，B，C； 2. A，B的重復(fù)標(biāo)定，修正的p1，p0，p2值； 3. 推力超過5t（或標(biāo)貫超過15擊），建議先鉆孔，在孔底下壓探頭至少15cm； 4. 試驗(yàn)點(diǎn)在

23、垂直方向上的間距為15-30cm，建議20cm； 5. 試驗(yàn)全部結(jié)束，應(yīng)重新檢驗(yàn)A，B值； 6. 若要估算原位的水平固結(jié)系數(shù)Ch，可進(jìn)行扁脹消散試驗(yàn)。7.工程地質(zhì)原位測(cè)試7.6扁鏟側(cè)脹試驗(yàn)扁脹試驗(yàn)的資料整理 1. 根據(jù)A，B，C壓力及A，B，計(jì)算p0，p1和p2，并繪制p0，p1，p2與深度變化h的關(guān)系； 2. 繪制ED，ID，KD和UD與深度h的變化曲線。水平側(cè)向壓力 、 、 隨深度h的變化曲線扁鏟土性指數(shù) 水平應(yīng)力指數(shù) 扁鏟側(cè)脹模量 、 、 隨深度變化曲線 7.工程地質(zhì)原位測(cè)試7.6扁鏟側(cè)脹試驗(yàn)扁脹試驗(yàn)的應(yīng)用1. 劃分土類；2. 靜止側(cè)壓力系數(shù)K0；3. 應(yīng)力歷史；4. 不排水抗剪強(qiáng)度Cu

24、；5. 土的變形參數(shù)；6. 水平固結(jié)系數(shù)Ch；7. 側(cè)向受荷樁的設(shè)計(jì)。7.工程地質(zhì)原位測(cè)試7.7旁壓試驗(yàn) 將圓柱形旁壓器豎直地放入土中，通過旁壓器在豎直的孔內(nèi)加壓，使旁壓膜（或護(hù)套將壓力傳給土體），使土體或巖層變形直至破壞 ，通過量測(cè)施加的壓力和土變形之間的關(guān)系，即可得到地基土在水平方向上的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。 分類：預(yù)鉆式旁壓儀、自鉆式旁壓儀、壓入式旁壓儀。 特點(diǎn)：與靜載荷試驗(yàn)相比，旁壓試驗(yàn)精度高、設(shè)備輕便、測(cè)試時(shí)間短等；精度受成孔質(zhì)量的影響較大。7.工程地質(zhì)原位測(cè)試7.7旁壓試驗(yàn)劍橋自鉆式旁壓儀系統(tǒng)7.工程地質(zhì)原位測(cè)試7.7旁壓試驗(yàn)旁壓試驗(yàn)的適用范圍和目的 旁壓試驗(yàn)適用于測(cè)定粘性土、粉土、砂土、

25、碎石土、軟質(zhì)巖石和風(fēng)化巖的承載力、旁壓模量、應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系等。7.工程地質(zhì)原位測(cè)試7.7旁壓試驗(yàn)旁壓試驗(yàn)的基本技術(shù)要求 1. 在具有代表性的位置和深度進(jìn)行量測(cè)，旁壓儀量測(cè)腔應(yīng)在同一土層內(nèi)，試驗(yàn)點(diǎn)的間距不宜小于1m，每層土測(cè)點(diǎn)不應(yīng)少于1個(gè)，厚度大于3m的土層測(cè)點(diǎn)不應(yīng)少于2個(gè)； 2. 保證成孔質(zhì)量，不宜在軟弱地基中使用； 3. 加荷等級(jí)可采用預(yù)計(jì)極限壓力的1/81/12； 4. 每級(jí)壓力應(yīng)持續(xù)13min，再施加下一級(jí)壓力，讀數(shù)時(shí)間15，30，60，120，180s； 5. 加荷接近極限壓力，或量測(cè)腔的擴(kuò)張?bào)w積相當(dāng)于量測(cè)腔的固有體積時(shí)，應(yīng)停止旁壓試驗(yàn)； 6. 需對(duì)旁壓試驗(yàn)進(jìn)行率定，包括彈性膜約束力、儀器綜合變形、旁壓儀精度等。7.工程地質(zhì)原位測(cè)試7.7旁壓試驗(yàn)旁壓試驗(yàn)成果的應(yīng)用 結(jié)果：壓力擴(kuò)張?bào)w積（p-V）曲線；壓力半徑增量（p-r）曲線 三個(gè)階段：初步階段、似彈性階段、塑性階段。1）P0初始水平應(yīng)力確定：將直線段延長(zhǎng)與V軸相交于V0，過V0作平行于p軸的直線，該直線與旁壓曲