动力触探试验

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1、第4章圆锥动力触探试验第一节概述第二节试验的基本原理第三节试验的技术要求第四节试验影响因素分析第五节试验的资料整理及应用第一节概述一、动力触探试验的定义二、动力触探试验的优点及适用性三、动力触探技术的发展四、动力触探试验的分类五、动力触探试验的目的一、动力触探试验的定义（dynamicpenetrationtest，DPT）利用一定的锤击能量，将一定规格的圆锥探头打入土中，根据打入土中的难易程度来判别土层工程性质的一种现场测试方法。判别指标采用的是贯入一定深度的锤击数。第一节概述二、动力触探试验的优点及适用性优点：试验设备相对简单，操作方便，适应土类较广，

2、并且可以连续贯入。缺点：试验误差较大，再现性较差。适用土类：对难以取样的各种填土、砂土、粉土、碎石土、砂砾土、卵石、砾石等含粗颗粒的土类。三、动力触探技术的发展1.国际上动力触探的发展历史较长。最先在欧洲各国得到广泛应用，就是因为这些国家广泛分布着粗颗粒土层及冰积层，取土样比较困难，适合采用动力触探方法。2.在国内（1）50年代初由南京水利实验处引进推广。（2）至50年代后期得到普及，很多单位做了很有价值的试验研究，积累了大量的使用经验。（3）70年代制定了相应的规范，在试验设备类型上趋于统一和标准化，加快了发展进程。（4）目前，已成为我国粗颗粒土的地基勘

3、察测试的主要手段。四、动力触探试验的分类1．国际分类1974年和1982年在欧洲召开的二次国际触探学术会议，对动力触探测试方法的统一起了推动作用。会议建议按使用穿心锤的重量（或锤击能量）的不同，将动力触探分为：轻型（≤10kg）、中型（10～40kg）、重型（40～60kg）及超重型（>60kg）。2．我国分类我国《土工试验规程》（SD128－86）将动力触探分为轻型、重型、超重型三种。其规格及适用土类见表4－1。表4－1圆锥动力触探的类型及规格五、动力触探试验的目的1．试验成果（1）进行地基土的力学分层；（2）定性评价地基土的均匀性和物理性质（状态、密实

4、度等）；（3）查明土洞、滑动面、软硬土层界面的位置。2．成果应用（1）评定地基土的强度和变形参数；（2）评定天然地基的承载力；（3）估算单桩承载力。第二节试验原理二、原理表述一、公式推导（1）动力触探试验的理想自由落锤能量计算M——落锤的质量（kg）；v——锤自由下落碰撞探杆前的速度（m/s）。（2）能量损失修正实际的锤击能量与理想的落锤能量不同，受落锤方式、导杆摩擦、锤击偏心、打头材质、形状、大小、杆件传输能量效率等因素的影响，要损失一部分能量，应进行修正：第二节试验的基本原理一、公式推导Ep＝e1e2e3EM或直接采用势能定义：Ep＝H×Mg（H表示落

5、距）或近似为Ep＝0.6EMEp——平均每击传递给圆锥探头的能量；e1——落锤效率系数，对自由落锤，e1≈0.92；e2——能量输入探杆系统的传输效率系数，对于国内通用的大钢探头，e2≈0.65e3——杆长传输能量的效率系数，随杆长的增大而增大，杆长大于3m时，e3≈1。图4-1动力触探功能转换原理示意图（3）探头贯入土中所作的功h——贯入度；N——贯入度为h的锤击数。（因此，h/N表示锤击一次的贯入度）Rd——探头单位面积的动贯入阻力（J/cm2）；A——探头的截面积（cm2）。（4）能量转换与守恒根据能量转换与守恒定律，落锤的势能→锤击动能→探头做功，

6、因此，能量平衡：（见图4－1）（h/N＝s，表示平均每击的贯入度）或二、原理表述当规定一定的贯入深度h，采用一定规格（规定的探头截面、圆锥角、重量）的落锤和规定的落距，那么锤击数N的大小就直接反映了动贯入阻力Rd的大小，即直接反映被贯入土层的密实程度和力学性质。因此，实践中常采用贯入土层一定深度的锤击数作为圆锥动力触探的试验指标。第三节仪器设备、试验方法及技术要求一、仪器设备二、试验方法三、技术要求一、仪器设备1．轻型动力触探包括导向杆、穿心锤、锤垫、探杆和圆锥探头五部分，见图4-2。重锤的提升有人力和机械两种。第三节试验技术要求2．重型动力触探重型、超

7、重型设备与轻型设备相似，只是在尺寸和重量上有差别。另外，重型动探试验一般都采用自动落锤方式，在锤上增加了提引器。提引器可分为内挂式和外挂式两种。（1）内挂式提引器：利用导杆的颈缩，使提引器内的活动装置（钢珠、偏心轮或挂钩）发生变位，完成挂锤、脱钩及自由落锤的过程。（2）外挂式提引器：利用上提力完成挂锤，靠导杆顶端所设弹簧锥或凸块强制挂钩张开，使重锤自由落下。二、试验方法（1）将穿心锤穿入带钢砧与锤垫的触探杆上；（2）将探头及探杆垂直地面放于测试地点；（3）提升穿心锤至预定高度，使其自由下落撞击锤垫，将探头打入土中；（4）记录每贯入30cm（或10cm）的锤

8、击数；（5）重复上述步骤，直至预定试验深度。三、技术要求1．为确保