第二章 貫入試驗

第二章貫入試驗一、動力觸探（DPT）

1、概述 利用一定的錘擊動能，將一定規(guī)格的圓錐探頭打入土中，根據(jù)貫入的阻力大小判別土的性質(zhì)（分層、物理力學指標、評價）。

分類：輕型、重型、超重型；2、探頭及機具設(shè)備觸探類型錘重／kg落距/cm探頭規(guī)格貫入指標探桿外徑/cm輕型1050園錐探頭，錐角600，錐底直徑4.0cm，面積12.6cm2.貫入30cm的錘擊數(shù)N1025重型63.576園錐探頭，錐角600，錐底直徑7.4cm，面積43cm2.貫入10cm的錘擊數(shù)N63.542超重型120100園錐探頭，錐角600，錐底直徑7.4cm，面積43cm2.貫入10cm的錘擊數(shù)N12050～60輕型重型（超重型）導向桿提引器重錘觸探桿探頭動力設(shè)備承重架提升設(shè)備起拔設(shè)備3、輕型動力觸探試驗

設(shè)備由探頭、觸探桿和落錘三部分組成。 試驗要點：

1）先用輕便鉆具，鉆至試驗土層標高，然后連續(xù)錘擊貫入，測記每貫入30cm的錘擊數(shù)N10。

2）穿心錘落距50cm，自由落下，保持探桿垂直；

3）若貫入30cm超過100擊（或按一半算），則停止。輕型動力觸探設(shè)備適用范圍：深度小于4.0m的一般粘性土、粘性素填土、粉、細砂；可提供淺層地基承載力，檢驗地基夯實度，施工驗槽。成果應用：1）粘性土、填土承載力（見下表）；2）壓縮模量、砂土密實度等。（kPa）廣州地區(qū)N1015202530fk105145190230N1010203040fk85115135160粘性土填土4、重型動力觸探

試驗要點：

1）可自地表向下連續(xù)貫入，或分段貫入； 2）穿心錘落距76cm，探桿垂直，自由落下，連續(xù)貫入，約20擊/min左右；

3）記錄貫入10cm的錘擊數(shù)；或記錄每一陣擊的貫入度，再換算成每貫入10cm的錘擊數(shù)：n—一陣擊的擊數(shù)4）當N63.5>50擊時,可考慮采用超重型動力觸探;5）當探桿長度>3m時，按下式進行桿長修正：—桿長校正系數(shù)，可查表獲得。6）在地下水位以下的中、粗礫石和園礫、卵石層，還需作進一步修正：適用范圍：

16～20m以內(nèi)的砂類、卵礫類土。成果應用：

1）對連續(xù)貫入，可繪制N63.5—H關(guān)系圖，由該圖可劃分土層界限；

2）由校正后的錘擊數(shù)，確定地基承載力和變形模量；

3）確定土體的密實度；

4）確定單樁承載力。沈陽地區(qū)5、超重型動力觸探

與重型動力觸探類似。

二、標準貫入試驗（SPT）1、設(shè)備及試驗要點 帶排水氣孔的對開式貫入器 導向桿（落距76cm） 錘墊 穿心落錘（重63.5kg） 探桿（Φ42mm）觸探類型錘重／kg落距/cm探頭規(guī)格貫入指標探桿外徑/cm標準貫入63.576對開管式貫入器，外徑5.1cm，內(nèi)徑3.5cm，刃口角19047‘，長度70cm.貫入30cm的錘擊數(shù)N63.542試驗要點：

1）用鉆具鉆至預定深度以上約10～15cm處；需要時護壁；

2）連接設(shè)備，檢查接頭，將貫入器放入孔中至孔底；保持桿整體垂直；

3）先將貫入器打入土層15cm，不計錘擊數(shù)；

4）采用自動脫鉤落錘裝置，保證落距為76cm，自由下落，將貫入器連續(xù)打入土中，記錄打入30cm的錘擊數(shù)N063.5；5）提取貫入器，對貫入器中的土樣進行描述；或送實驗室試驗；6）每隔1~1.5m深度，或根據(jù)需要，重復上述步驟進行試驗；7）錘擊數(shù)達50擊仍未貫入30cm，應停止貫入，并記錄該貫入度ΔS，按下式換算成相當于30cm的錘擊數(shù)：2、資料整理

1）桿長修正（不同規(guī)范有不同要求）

探桿長度/m36912151821α1.00.920.860.810.770.730.70

2）地下水的修正

Terzaghi和Peck（1953）提出對于d10＝0.1～0.05mm的飽和粉細砂，當實測標貫擊數(shù)>15時，應按下式修正：3、適用范圍及成果應用

1）粘性土，砂性土；軟土精度低；碎石土不適用。

2）利用N—H劃分土層；

3）確定土的承載力；N357911131517192123fak105145190220295325370430515600680粘性土，89規(guī)范4）砂土密實度及粘性土稠度狀態(tài)N10松散15<N30中密10<N15稍密N>30密實5）判斷飽和砂及粉土的液化 地層地震液化臨界標貫擊數(shù)：（建筑抗震設(shè)計規(guī)范）不液化液化N0對設(shè)計裂度為7、8、9度時，分別為6、10、16（近震）6）估算單樁極限承載力7）估算土的強度指標（c、φ值）8）估算地基土的變形指標（變形模量、壓縮模量）9）估算地基基床系數(shù)10）估算地層的平均剪切波速正在進行標準貫入試驗標準貫入器與鉆桿的連接標準貫入器內(nèi)的土樣三、靜力觸探試驗（CPT）1、概述

利用準靜力將觸探頭（內(nèi)部裝有傳感器）以勻速壓入土中，以獲取土層的貫入阻力，從而判定土的物理力學性質(zhì)。 優(yōu)點：連續(xù) 快速 精確尤其對不易取樣的飽和砂、軟粘土 不足：不能對土直接觀察、鑒別2、探頭工作原理及構(gòu)造

靜力觸探儀—

探頭（地層阻力傳感器） 量測記錄設(shè)備（自動數(shù)據(jù)采集儀） 貫入裝置（加壓、反力、探桿）

1）Pε轉(zhuǎn)換2）ε

ΔR轉(zhuǎn)換電阻應變片靈敏度系數(shù)3）ΔR

ΔU轉(zhuǎn)換電橋平衡時，ΔU

＝0：等橋壁：采用適當?shù)馁N法，當探頭受力時，R1、R3變小，R2、R4增大，有輸出電壓：3、靜力觸探設(shè)備

電動式 液壓式 手搖式 靜力觸探車電動式液壓式反力裝置（地錨）量測記錄儀表： 雙筆自動記錄儀 微機自動采集、分析儀 角機4、探頭的類型

錐底面積A/cm2直徑D/mm錐角α／度單橋有效側(cè)壁長L/mm雙橋摩擦筒長L/mm摩擦筒側(cè)面積Fs/cm210152035.743.750.4606060577081179219200300

1）單橋探頭 測比貫入阻力ps—包括錐尖阻力和側(cè)壁阻力：2）雙橋探頭 可分別測出錐尖總阻力Qc和側(cè)壁總摩阻力Pf：3）孔隙水壓探頭 可同時測孔隙水壓力摩阻比：5、探頭的標定

找出探頭內(nèi)傳感器的應變值與貫入阻力之間的關(guān)系。 可在經(jīng)過計量的材料試驗機上進行。

1）固定橋壓法 組裝好設(shè)備，選好供橋電壓； 逐級加荷，記錄荷載及相應儀表輸出毫伏電壓（或微應變）；再卸荷；平行標定3～4次，檢驗其一致性； 繪荷載—輸出曲線（直線），即為標定曲線。

改變供橋電壓，重復上述步驟，獲得各種橋壓下的標定系數(shù)。標定系數(shù)：2）標定供橋電壓法

適用于供橋電壓連續(xù)可調(diào)的自動記錄儀。先指定一個標定系數(shù)，計算儀表滿量程荷載；給供橋電壓一個初始值，施加滿量程荷載，看輸出是否滿量程，否則改變供橋電壓，直至輸出滿量程。重復上述步驟，獲得各種標定系數(shù)下的供橋電壓。6、試驗要點

1）準備工作 探頭、鉆桿選用，信號電纜檢查； 自動記錄系統(tǒng)檢查 平整場地

2）操作要點（1）選好勘探點；下地錨（位置、數(shù)量）；（2）安裝機架（水平）；（3）接上電纜、探頭，調(diào)好自動記錄儀；（4）穿入探桿，試壓，檢查記錄是否正常；

接上角機，保持探桿垂直，開始試驗；（5）試驗過程應注意消除溫差的影響；（6）貫入速率為1.2m/min，25％；（7）貫入深度記錄誤差不應大于觸探深度的1％；（8）探桿連接應快速、穩(wěn)固；（9）貫入過程應注意地層變化，及時采取措施；（停機、改變橋壓）（10）終孔后，關(guān)閉記錄，移開角機，起拔鉆桿；（11）起拔地錨；（12）移至下一勘探點，重新開始試驗。7、資料的整理

1）原始數(shù)據(jù)修正（1）深度修正 傾斜修正（2）零漂修正 按歸零檢查的深度間隔按線性內(nèi)插法對測試值加以修正。（3）曲線形狀修正（4）變換供橋電壓修正2）貫入阻力計算

對電腦自動記錄儀，其直接輸出即為貫入阻力（可調(diào)）；對電阻應變儀，貫入阻力指標按下式計算：3）繪圖及分層 對電腦自動記錄儀，其直接輸出即為貫入阻力的曲線，也可輸出文本文件。繪圖比例尺：深度：1：100 1：200比貫入或端阻：1cm代表0.5、1.0、2.0MPa側(cè)阻：1cm代表5、10、20kPa；摩阻比：1cm代表1％。分層方法：

曲線變化趨勢，及地區(qū)經(jīng)驗相結(jié)合； 以錐尖阻力qc為主，結(jié)合考慮側(cè)壁阻力fs或摩阻比Rf； 分層界限的“超前”、“滯后”問題；界限往硬層靠5～10cm；場地指標： 每一層的觸探指標； 加權(quán)平均值（場地比較均勻）； 最小平均值（場地土質(zhì)不均）。4）影響因素

貫入速率 探頭面積 探頭結(jié)構(gòu)形式 臨界深度（淺部影響） 成層土8、成果應用

3）確定單樁承載力單橋

1）確定土層剖面和土的類別、砂土密實度

2）提供地基承載力 如對上?；疑惩琳承酝练弁良吧靶酝岭p橋粘性土砂性土α