《标准贯入试验》PPT课件

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1、第5章标准贯入试验第一节概述第二节试验的设备与原理第三节试验的技术要求第四节试验资料整理第五节试验的工程应用第一节概述一、标准贯入试验的定义二、标准贯入试验的优点及适用性三、标准贯入试验的发展四、标准贯入试验的目的一、标准贯入试验的定义（StandardPenetrationTest，SPT）标准贯入试验是一种在现场用63.5kg的穿心锤，以76cm的落距自由落下，将一定规格的带有小型取土筒的标准贯入器打入土中，记录打入30cm的锤击数（即标准贯入击数N），并以此评价土的工程性质的原位试验。第一节概述SPT原位测试技术仍属于动力触探范畴，所不同的是，其贯入器不是圆锥

2、探头，而是标准规格的圆筒形探头（由两个半圆筒合成的取土器）。与圆锥动力触探试验相似，标准灌入试验并不能直接测定地基土的物理力学性质，而是通过与其他原位测试手段或室内试验成果进行对比，建立关系式，积累地区经验，才能评定地基土的物理力学性质。二、标准贯入试验的优点及适用性适用土层：砂性土、粘性土，不适用于碎石类土及岩层。优点：操作简单、使用方便，地层适用性较广。缺点：试验数据离散性较大，精度较低，对于饱和软粘土，远不及十字板剪切试验及静力触探等方法精度高。三、标准贯入试验的发展这种试验技术是20世纪40年代末期发展起来的。由于使用方便，得到了广泛的应用，在美国及日本应用

3、最为广泛。在我国，50年代初期由南京水利实验处研制并在治淮工程中得到广泛的推广，积累了大量的使用经验。60年代在国内得以普及。四、标准贯入试验的应用（目的）1．评价地基土的物理状态（如地层剖面及软弱夹层）；2．评价地基土的力学性能参数（如变形模量、物理力学性质指标）；3．计算天然地基的承载力；4．计算单桩的极限承载力及选择桩尖持力层；5．评价场地砂土和粉土的液化可能性及等级。应该指出的是，除判别液化外，其余的应用方法都是基于与其他测试方法的对比中建立起计算公式的。如桩的承载力的预估是与载荷试验相对比，土的物理力学性质指标是与室内试验成果建立相关关系。因此，对缺乏使用

4、经验的地区，在应用标准贯入试验时应与其他测试方法配合作用。第二节标准贯入试验的设备与原理二、基本原理一、试验设备标准贯入试验设备主要由贯入器、触探杆和穿心锤三部分组成。如图5-1所示。第二节试验的设备及原理一、标准贯入试验的试验设备1．贯入器标准规格的贯入器是由对开管和管靴两部分组成的探头。对开管是由两个半圆管合成的圆筒型取土器；管靴是一底端带刃口的圆筒体。二者通过螺纹连接，管靴起到固定对开管的作用。贯入器的外径、内径、壁厚、刃角与长度都有标准化尺寸，见表5-1。2．穿心锤重63.5kg的铸钢件，中间有一直径45mm的穿心孔，此孔为放导向杆用。国际、国内的穿心锤除

5、重量相同外，锥形上不完全统一。落锤能量受落距控制，落锤方式有自动脱钩和非自动脱钩两种。目前国内普遍使用自动脱钩装置。3．触探杆国际上多用直径为40~50mm的无缝钢管，我国则常用直径为42mm的工程地质钻杆。在与穿心锤连接处设置一锤垫。标准贯入试验设备原先并不标准。各部件的规格各国有所差异。国际土力学与基础工程协会(ICSMFE)于1957年成立专门委员会开展研究工作，以解决SPT的标准化问题。并于1988年向第一届国际触探试验会议提出标准贯入试验国际标准建议稿，于1989年获得通过，开始执行。我国目前采用的SPT设备与国际标准一致，《岩土工程勘察规范》（GB500

6、21—2002）要求SPT的设备应符合表5-1的规定。表5-1标准贯入试验设备尺寸二、标准贯入试验的基本原理标准贯入试验是利用一定的落锤能量（锤重63.5kg，落距76cm）将标准规格的贯入器贯入土中，根据打入土中30cm的锤击数（N）来判别土的工程性质的一种现场测试方法。其试验原理与动力触探试验十分相似。因此，第四章中关于动力触探的试验原理也适用于标准贯入试验。但是，SPT与动力触探在贯入器上的差别，决定了SPT的基本原理的独特性，SPT在贯入过程中，整个贯入器对端部和周围土体将产生挤压和剪切作用，SPT的贯入器是空心的，在冲击力作用下，将有一部分土挤入贯入器，其

7、工作状态和边界条件十分复杂。影响标准贯入试验的因素有很多，主要有以下两个方面：1．钻孔孔底土的应力状态不同的钻进工艺(回转、水冲等)、孔内外水位的差异、钻孔直径的大小等，都会改变钻孔孔底的应力状态。2．锤击能量通过实测，即使是自动自由落锤，传递给探杆系统的锤击能量也有很大的波动，变化范围达到±（45％~50％)，对于不同单位、不同机具、不同操作水平，锤击能量的变化范围更大。为了提高试验质量，国外已发展直接标定输入探杆锤击能量的新方法。在锤垫附近设置一测力计，记录探杆受锤击后的力—时间波形曲线（见图5—2）。图5-2F(t)~t波形曲线计算进入探杆的第一个压缩波的