載荷試驗(yàn)-課件

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主講：原位測試大家好2內(nèi)容安排第一章：載荷實(shí)驗(yàn)；第二章：動(dòng)力觸探；第三章：靜力觸探；

第四章：十字板剪切實(shí)驗(yàn)；

第五章：旁壓實(shí)驗(yàn)；第六章：巖石點(diǎn)荷載實(shí)驗(yàn)；第七章：扁鏟側(cè)脹試驗(yàn);大家好3第一章：載荷實(shí)驗(yàn)1.1概述；1.2儀器設(shè)備；1.3實(shí)驗(yàn)步驟和技術(shù)要求；1.4實(shí)驗(yàn)資料的整理；1.5資料的應(yīng)用；1.6樁的載荷實(shí)驗(yàn)；1.7螺旋板載荷試驗(yàn)1.8復(fù)習(xí)題大家好4第1節(jié)概述定義：載荷實(shí)驗(yàn)是保持地基土的天然狀態(tài)和模擬建筑物的荷載條件，通過一定面積的承壓板向地基施加豎向荷載，觀察研究地基土變形和強(qiáng)度規(guī)律的一種原位實(shí)驗(yàn)。分類：（1）按加荷的性質(zhì)分：動(dòng)力載荷實(shí)驗(yàn)和靜力載荷實(shí)驗(yàn)；（2）按承壓板的形狀分：平板載荷實(shí)驗(yàn)；螺旋板載荷實(shí)驗(yàn)；大家好5載荷試驗(yàn)示意圖大家好6第2節(jié)儀器設(shè)備加荷裝置：（以下2種類型）重物——載荷臺、導(dǎo)正設(shè)施、承壓板和重物組成；由于安全性差，目前已很少使用。液壓千斤頂——加荷穩(wěn)壓裝置、反力裝置、測記變形裝置。沉降觀測裝置——百分表（或測記變形裝置）。精度要求：須達(dá)到0.1—0.01mm。大家好7儀器設(shè)備組成加荷穩(wěn)壓裝置；沉降觀測裝置(電測位移計(jì)、百分表)反力裝置；承壓板；大家好8百分表百分表大家好9加壓裝置之1——木質(zhì)或鐵質(zhì)載荷臺1—載荷臺2—鋼錠；5—承壓板大家好10加壓裝置之2——低重心載荷臺2—鋼錠；3—混凝土平臺；4—測點(diǎn)；5—承壓板大家好11液壓千斤頂類型

目前我國共有3種類型：傘型鏈?zhǔn)阶杂涀苑€(wěn)油壓載荷機(jī)（冶金系統(tǒng)，昆明冶金設(shè)計(jì)院研制）；MT-3A型載荷試驗(yàn)機(jī)（煤炭系統(tǒng)，由重慶煤礦設(shè)計(jì)院和西安煤礦設(shè)計(jì)院聯(lián)合研制）；DL-1-1型載荷試驗(yàn)機(jī)（水電系統(tǒng)，由中南電力勘察設(shè)計(jì)院研制）；大家好12傘型鏈?zhǔn)阶杂涀苑€(wěn)油壓載荷實(shí)驗(yàn)機(jī)自動(dòng)穩(wěn)壓器——由輸油裝置和控制壓力裝置組成；反力系統(tǒng)——由地錨、反力梁、中心傳力裝置組成；沉降自動(dòng)記錄系統(tǒng)——采用自動(dòng)記錄儀；可自動(dòng)繪制各壓力階段的s-t曲線；

（研制單位：昆明冶金設(shè)計(jì)院）大家好13自動(dòng)穩(wěn)壓器大家好14千斤頂加壓裝置1—鋼桁架式1—千斤頂；2—地錨；3—桁架；大家好15千斤頂加壓裝置之2—拉桿式1—千斤頂；2—地錨；4—立柱；5—分立柱；6—拉桿大家好16承壓板材料：加肋厚鋼板或鋼筋混凝土板尺寸承壓板面積(cm2)方型邊長(cm)圓形直徑(cm)100031.635.30250050.0056.40500070.0079.8010000100.00112.84大家好17承壓板的選用

綜合土質(zhì)選?。和临|(zhì)松軟（如軟土、新近沉積土、人工土、濕陷性黃土）：宜采用≥5000cm2；均質(zhì)密實(shí)粘性土、砂土：1000—2500cm2；一般土：2500—5000cm2；雙層土（上硬下軟）：分層測試（或選用較大載荷板）大家好18第3節(jié)實(shí)驗(yàn)步驟和要求實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的選擇：建筑物的重要部位、地基土的主要持力層；實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備：檢查儀器、準(zhǔn)備電源、照明和各種實(shí)驗(yàn)工具；開挖試坑：D>3b；預(yù)留保護(hù)層15-20cm；取土樣2個(gè)；鋪粗砂墊層1-2cm；安裝設(shè)備：注意使承壓板水平，居中心；架設(shè)防雨、防曬棚、排水溝。大家好19實(shí)驗(yàn)步驟和要求（續(xù)）全面檢查和開始實(shí)驗(yàn)；逐級加荷：每級荷載為（1/8—1/10）Pu；觀測沉降：按5、5、10、10、15、15、30、30min…間隔觀測，穩(wěn)定后再加下一級荷載；終止實(shí)驗(yàn)，繪制s-t曲線；確定地基土承載力和變形模量。大家好20技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)每級荷載下沉降穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)：連續(xù)2小時(shí)的沉降量≤0.1mm/h時(shí)，即認(rèn)為達(dá)到相對穩(wěn)定。終止實(shí)驗(yàn)條件（地基破壞標(biāo)準(zhǔn)）：（1）承壓板周圍土層出現(xiàn)明顯裂縫并隆起；（2）荷載不增加，持續(xù)24h沉降呈等速增加；或荷載增加不多，沉降量卻急劇增加，p—s曲線出現(xiàn)陡降段；（3）由于變形量急劇增加，引起油泵、電機(jī)頻繁啟動(dòng)；（4）承壓板累積下沉量超過承壓板直徑或?qū)挾鹊?.06倍。大家好21第4節(jié)實(shí)驗(yàn)資料的整理檢查原始資料；沉降數(shù)據(jù)的校正；（土面未整平、人工觀測時(shí)會產(chǎn)生誤差）大家好22第4節(jié)資料的應(yīng)用求地基承載力；計(jì)算地基變形模量E0；預(yù)估建筑物的沉降量；判斷土的濕陷性；判斷黃土是否屬于自重濕陷土、確定其濕陷起始壓力；大家好23求fa確定地基允許承載力；（1）強(qiáng)度控制法：此法適用于低壓縮性土。（2）相對沉降控制法：當(dāng)P—S曲線沒有明顯的拐點(diǎn)，因?yàn)樽冃瘟看螅词挂詷O限荷載除以安全系數(shù)，有時(shí)變形也超過了建筑物的允許值，所以按控制變形量給出地基允許承載力。我國：粘性土按S/B=0.02;砂性土按

S/B=0.01—0.015;

此法適用于中高壓縮性土。大家好24求fak續(xù)強(qiáng)度控制法：

A、當(dāng)P0與Pu很近時(shí)，用P0不安全，需用pu/3～pu/2作為地基允許承載力；此法適用于某些黃土、某些紅土。

B、當(dāng)P0與Pu很遠(yuǎn)時(shí)，用P0太浪費(fèi)，應(yīng)用：

其中K=3～4

大家好25求地基變形模量E0比例界限點(diǎn)P0清楚時(shí)：

μ為泊松比，碎石土為0.27,粉土為0.3；粉質(zhì)粘土為0.35，粘土為0.42。

P,S分別為直線段上任一點(diǎn)的壓力值(kPa)及相應(yīng)的沉降量；

I0為承壓板的形狀系數(shù)，對于剛性方形板，I0=0.886，對于剛性圓形板，I0=0.785

大家好26求地基變形模量E0

式中，I——承壓板深度的修正系數(shù)；當(dāng)h=0,I=1；當(dāng)h≤B時(shí)；當(dāng)h>B時(shí)；沒有直線段、比例界限點(diǎn)P0不清楚時(shí)：粘性土：S=0.02B及所對應(yīng)的P

砂性土：S=0.015B及所對應(yīng)的P大家好27預(yù)估建筑物的沉降量；當(dāng)建筑物2B深度內(nèi)土質(zhì)均勻時(shí)，建筑物預(yù)估沉降量為：砂土地基：粘性土地基：大家好28判斷濕陷性土的辦法《巖土工程勘察》規(guī)范規(guī)定：當(dāng)不能采樣做室內(nèi)濕陷性試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)采用現(xiàn)場載荷實(shí)驗(yàn)確定其濕陷性。方法是：

在200KPa壓力下浸水載荷實(shí)驗(yàn)的附加濕陷量與承壓板寬度之比ΔS/B≥0.023的土，為濕陷性土。大家好29判斷自重濕陷性土的辦法開挖長方形試坑（長＞10m），坑深50cm，坑底鋪粗砂5-10cm厚；注水（水頭保持30cm），浸水濕陷穩(wěn)定為止（穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn):最后5d內(nèi)<1mm/天）。判斷標(biāo)準(zhǔn)：自重引起的ΔS≤7cm為非自重濕陷黃土；自重引起的ΔS>7cm為自重濕陷黃土。

大家好30測定非自重濕陷性土的濕陷起始壓力（3個(gè)辦法）雙線法：

2個(gè)載荷實(shí)驗(yàn)分別在：（1）天然土上；（2）浸水飽和土上。做P—ΔS（濕陷量）曲線；則其拐點(diǎn)處的壓力即為濕陷的起始壓力。單線法：

在3-4個(gè)點(diǎn)先壓（各點(diǎn)壓力不同）再浸水，求各級壓力下濕陷量ΔS，做P—ΔS（濕陷量）曲線；則其拐點(diǎn)處的壓力即為濕陷的起始壓力。飽和單線法：先飽水再加壓，做P—沉降量S曲線；則其拐點(diǎn)處的壓力即為濕陷的起始壓力。大家好31第6節(jié)樁的靜力載荷試驗(yàn)儀器設(shè)備：與平板靜力載荷試驗(yàn)基本相同，只不過一般用混凝土塊為反力裝置；測試數(shù)量：按1%抽檢。但每個(gè)場地3根以上。試驗(yàn)一般不進(jìn)行到樁破壞。而用總沉降量控制法。大家好32

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場圖片（遠(yuǎn)景）大家好33實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場圖片（近景）大家好34實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場圖片（近景）大家好35樁的靜力載荷試驗(yàn)的資料整理①P—S曲線明顯拐點(diǎn)法將單樁靜載荷試驗(yàn)繪制成P—S曲線（見圖7—4），如果其末段明顯向下轉(zhuǎn)折，則可取曲線明顯拐點(diǎn)所對應(yīng)的荷載作為單樁極限荷載RU，將極限荷載除以安全系數(shù)2之后，即為單樁軸向承載力設(shè)計(jì)值。當(dāng)P—S曲線的拐點(diǎn)不明顯時(shí)，就難以采用此法。此外，作圖時(shí)宜按已規(guī)定的比例進(jìn)行，即橫座標(biāo)用1cm代表5.0t，縱坐標(biāo)用1cm代表1mm（用于預(yù)制樁和灌注樁），以減少由于作圖比例不當(dāng)所帶來的誤差。大家好36樁的載荷試驗(yàn)：P-S曲線圖大家好37樁的載荷試驗(yàn)：S-lgt曲線圖大家好38樁的靜力載荷試驗(yàn)（續(xù)）②S—lgt法:取樁頂沉降S作縱坐標(biāo)，時(shí)間的對數(shù)作橫坐標(biāo)，繪出每一級荷載下的S—lgt曲線（見附圖），在這些曲線中取斜率劇增且發(fā)生明顯向下轉(zhuǎn)折的那一條曲線所對應(yīng)的荷載作為樁的破壞荷載，其前一級荷載作為極限荷載。附圖中，曲線g相應(yīng)為破壞荷載，其前一級荷載——曲線f，即為樁的曲線荷載。此外，還有l(wèi)gP—lgS曲線法，S—lgP法和指數(shù)方程法等，這里就不一一列舉了。大家好39單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)的確定按樁的沉降量確定:

這種方法從P-—S曲線上荷載與沉降的對應(yīng)關(guān)系出發(fā)，以樁頂達(dá)到某一總沉降量或總沉降量與樁徑的比值，作為確定單承載力的標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)的提出雖帶經(jīng)驗(yàn)性質(zhì)，但這種方法還較常用，特別在試驗(yàn)?zāi)┻_(dá)到破壞狀態(tài)就結(jié)束的情況下，或者當(dāng)曲線難以確定Ru時(shí)更受重視，取值的標(biāo)準(zhǔn)有：大家好40單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)的確定取S=3%d（直徑d<50cm的摩擦樁）所對應(yīng)的荷載作為R;取S=3—5mm所對應(yīng)的荷載作為R，或取S=10—12mm（軟土），以及S=15—20mm（中等強(qiáng)度的土）所對應(yīng)的荷載作為R（我國部分地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)）。應(yīng)指出，單樁靜載荷試驗(yàn)的沉降量，并不代表樁基的沉降量。

大家好41第7節(jié)螺旋板載荷試驗(yàn)

一、發(fā)展史：

螺旋板載荷試驗(yàn)是由平板載荷試驗(yàn)演變而來的一種非開挖型、能夠在賦存地下水和在地表下較大深度工作的輕便原位測試手段。該測試方法始于20世紀(jì)70年代初期，30多年來，螺旋板載荷試驗(yàn)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于世界各國的工程勘察中，最大工作深度已達(dá)30m。大家好42螺旋板載荷試驗(yàn)原理通過機(jī)械或人力把地錨狀的螺旋形載荷板，旋到地下預(yù)定測試的深度處，通過對螺旋板逐級加荷載，并測記地基土受壓后產(chǎn)生的垂向位移和所施加荷載的關(guān)系，并依此繪制地基土應(yīng)力—應(yīng)變—時(shí)間的關(guān)系曲線，進(jìn)而求得不同深度處地基土的承載力特征值、模量值、固結(jié)系數(shù)、土的濕陷量、軟土的不排水抗剪強(qiáng)度等指標(biāo)。大家好43圖示大家好44儀器設(shè)備荷載源：千斤頂、水壓反力系統(tǒng)：地錨等；沉降觀測裝置：百分表等測壓系統(tǒng)：螺旋板上的應(yīng)變傳感器，地面數(shù)字測力儀，水壓力值等。螺旋承壓板：既是測試時(shí)鉆進(jìn)的鉆頭，又是到達(dá)試驗(yàn)深度后向地基土施加荷載的承壓板。大家好45螺旋承壓板根據(jù)場地特點(diǎn)不同，分別有適于軟土、硬土幾種螺旋承壓板型：①φ113mm，螺旋承壓板面積l00cm2，螺距25mm；②Φ159.58mm，螺旋承壓板面積200cm2，螺距40mm；③Φ195.44mm，螺旋承壓板面積300cm2；④Φ252.23mm，螺旋承壓板面積500cm2，螺距65mm；⑤Φ298.55，螺旋承壓板面積700cm2

；大家好46螺旋承壓板選擇與平板載荷試驗(yàn)不同的是，螺旋承壓板在旋入試驗(yàn)深度過程中，由于螺旋板順螺紋方向產(chǎn)生的切土效應(yīng)，對測點(diǎn)地基土產(chǎn)生擾動(dòng)，影響到測量的準(zhǔn)確性。為此，需要對螺旋板的螺距、螺旋板材料厚度進(jìn)行必要的限制，一般是取螺旋板直徑與螺距之比值為4～5；螺旋板直徑與板厚之比值為25為宜。大家好471.7復(fù)合地基載荷試驗(yàn)一、試驗(yàn)?zāi)康暮鸵蠖?、加荷等級；三、可終止試驗(yàn)的條件；四、復(fù)合地基承載力特征值的確定。大家好48一、試驗(yàn)?zāi)康暮鸵?/p>

目的：復(fù)合地基載荷試驗(yàn)用于測定承壓板下應(yīng)力主要影響范圍內(nèi)復(fù)合土層的承載力和變形參數(shù)。要求：（1）復(fù)合地基載荷試驗(yàn)承壓板應(yīng)具有足夠剛度。（2）單樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn)的承壓板可用圓形或方形。（3）單樁復(fù)合地基載荷面積為一根樁承擔(dān)的處理面積；多樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn)的承壓板可用方形或矩形，其尺寸按實(shí)際樁數(shù)所承擔(dān)的處理面積確定。大家好49試驗(yàn)要求（4）樁的中心（或形心）應(yīng)與承壓板中心保持一致，并與荷載作用點(diǎn)相重合。（5）承壓板底面標(biāo)高應(yīng)與樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高相適應(yīng)。承壓板底面下宜鋪設(shè)粗砂或中砂墊層，墊層厚度取50～150mm，樁身強(qiáng)度高時(shí)宜取大值。試驗(yàn)標(biāo)高處的試坑長度和寬度，應(yīng)不小于承壓板尺寸的3倍。基準(zhǔn)梁的支點(diǎn)應(yīng)設(shè)在試坑之外。（6）試驗(yàn)前應(yīng)采取措施，防止試驗(yàn)場地地基土含水量變化或地基土擾動(dòng)，以免影響試驗(yàn)結(jié)果。大家好50二、加荷等級加載等級可分為8～12級。最大加載壓力不應(yīng)小于設(shè)計(jì)要求壓力值的2倍；每加一級荷載前后均應(yīng)各讀記承壓板沉降量一次，以后每半個(gè)小時(shí)讀記一次。當(dāng)一小時(shí)內(nèi)沉降量小于0.1mm時(shí)，即可加下一級荷載。大家好51三、可終止試驗(yàn)的條件當(dāng)出現(xiàn)下列現(xiàn)象之一時(shí)可終止試驗(yàn)：

1、沉降急劇增大，土被擠出或承壓板周圍出現(xiàn)明顯的隆起；

2、承壓板的累計(jì)沉降量已大于其寬度或直徑的6％：

3、當(dāng)達(dá)不到極限荷載，而最大加載壓力已大子設(shè)計(jì)要求壓力值的2倍。卸載級數(shù)可為加載級數(shù)的一半，等量進(jìn)行，每卸一級，間隔半小時(shí)，讀記回彈量，待卸完全部荷載后間隔三小時(shí)讀記總回彈量。大家好52四、復(fù)合地基承載力特征值的確定1、當(dāng)壓力一沉降曲線上極限荷載能確定，而其值不小于對應(yīng)比例界限的2倍時(shí)，可取比例界限；當(dāng)其值小于對應(yīng)比例界限的2倍時(shí)，可取極限荷載的一半；2、當(dāng)壓力一沉降曲線是平緩的光滑曲線時(shí)，可按相對變形值確定：大家好53按相對變形值確定方法11）對砂石樁、振沖樁復(fù)合地基或強(qiáng)夯置換墩：當(dāng)以粘性土為主的地基，可取s/b或s/d等于0.015所對應(yīng)的壓力（s為載荷試驗(yàn)承壓板的沉降量；b和d分別為承壓板寬度和直徑，當(dāng)其值大于2m時(shí)，按2m計(jì)算）；當(dāng)以粉土或砂上為主的地基，可取或等于0.01所對應(yīng)的壓力。大家好54按相對變形值確定方法2、32）對土擠密樁、石灰樁或柱錘沖擴(kuò)樁復(fù)合地基，可取s/d=0.012所對應(yīng)的壓力。對灰土擠密樁復(fù)合地基，可取s/d=0.008所對應(yīng)的壓力。3）對水泥粉煤灰碎石樁或夯實(shí)水泥土樁復(fù)合地基，當(dāng)以卵石、圓礫、密實(shí)粗中砂為主的地基，可取s/d=0.008所對應(yīng)的壓力；當(dāng)以粘性土、粉上為主的地基，可取s/d=0.01所對應(yīng)的壓力。大家好55按相對變形值確定方法4、54）對水泥土攪拌樁或旋噴樁復(fù)合地基，可取s/d=0.006所對應(yīng)的壓力；

5）對有經(jīng)驗(yàn)的地區(qū)，也可按當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)確定相對變形值。大家好56復(fù)合地基載荷試驗(yàn)需注意問題按相對變形值確定的承載力特征值不應(yīng)大于最大加載壓力的一半。試驗(yàn)點(diǎn)的數(shù)量不應(yīng)少于3點(diǎn)，當(dāng)滿足其極差不超過平均值的30％時(shí)，取其平均值為復(fù)合地基承載力特征值。大家好57復(fù)習(xí)題1、載荷實(shí)驗(yàn)的目的是什么？2、挖坑的坑底尺寸為何要求承壓板直徑的3倍以上？3、載荷實(shí)驗(yàn)的儀器設(shè)備有哪些？4、簡述載荷實(shí)驗(yàn)步驟？5、所施加的每級荷載一般為多大？6、達(dá)到怎樣的條件才可施加下一級荷載？7、如何判斷地基土達(dá)到了破壞而可以終止實(shí)驗(yàn)了？8、承壓板的尺寸如何選用？9、在利用載荷實(shí)驗(yàn)資料確定地基的承載力時(shí)，強(qiáng)度控制法一般適用于土；而沉降控制法一般適用于土。大家好58復(fù)習(xí)題（續(xù)）10、原位測試有何優(yōu)點(diǎn)？11、如何利用載荷實(shí)驗(yàn)判定某種土是否屬于濕陷性土？12、利用現(xiàn)場靜力載荷試驗(yàn)測定濕陷性黃土的濕陷起始壓力時(shí)，要求承壓板面積宜為

m2,每級加荷增量不宜大于

，試驗(yàn)終止荷載不宜小于

。13、如何利用載荷實(shí)驗(yàn)測定黃土地基的濕陷起始壓力（以雙線法為例）？14、測定黃土地基濕陷的起始壓力的實(shí)驗(yàn)方法有3種，分別為

、

和法。15、浸水后自重引起的濕陷量ΔS

為自重濕陷黃土；大家好59單項(xiàng)選擇題1、淺層平板載荷試驗(yàn)確定土的變形模量采用的方法是（）

(A)半理論半經(jīng)驗(yàn)的方法；

(B)經(jīng)驗(yàn)方法；

(C)假定半無限體表面——柔性板上作用豎向荷載的線彈性理論；

(D)假定半無限體表面——?jiǎng)傂云桨迳献饔秘Q向荷載的線彈性理論。大家好60單項(xiàng)選擇題2、對P～s曲線上存在明顯初始直線段的載荷試驗(yàn)，所確定的地基承載力特征值（）

(A)一定是小于比例界限值；

(B)一定是等于比例界限值；

(C)一定是大于比例界限值；

(D)上述三種說法都不對。大家好61單項(xiàng)選擇題3、某工程采用灰土擠密樁進(jìn)行地基處理，在用載荷試驗(yàn)確定復(fù)合地基承載力特征值時(shí)，如按相對變形值確定,可采用s/b=(B)所對應(yīng)的壓力。

A、0.006；B、0.008；

C、0.01；D、0.012

大家好62單項(xiàng)選擇題4、在對