静力触探试验.doc

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1、4.3静力触探试验§4.3.1概述静力触探试验（StaticConePenetration,CPT）是把具有一定规格的圆锥形探头借助机械匀速压入土中，以测定探头阻力等参数的一种原位测试方法。静力触探首先在荷兰研制成功，因此静力触探也叫“荷兰锥”试验。按测量机理分：机械式静力触探和电测式静力触探。按探头功能分：单用（桥）静力触探、双用（桥）静力触探、多用（孔压）静力触探。电测式静力触探的优点：①兼有勘探和测试双重作用②测试数据精度高，再现性好，且测试快速、连续、效率高、功能多③采用电子技术，便于实现过程自动化根据静力触探，包括孔压静力触探试验结果，结合地区经验，可以用于以下目的：1）

2、土类定名，并划分土层的界面；2）评定地基土的物理、力学、渗透性质的相关参数；3）确定地基承载力；4）确定单桩极限承载力；静力触探试验适应于软土、一般粘性土、粉土、砂土和含有少量碎石的土。与传统的钻探方法相比，静力触探试验具有速度快、劳动强度低、清洁、经济等优点，而且可以连续获得地层的强度和其他方面的信息，不受取样扰动等人为因素的影响。静力触探试验中不能对土进行直接的观察、鉴别，而且不适用于含较多碎石、砾石的土层和很密实的砂层。§4.3.2静力触探试验的仪器设备一、贯入系统1.贯入装置1）液压式静力触探机(贯入力一般为10-20t)3）电动机械式静力触探机(4-5t)。2.探杆探杆是

3、将机械力传递给探头以使探头贯入的装置，是传递贯入力的媒介，为保证触探孔的垂直，探杆一般采用高强度合金无缝钢管制造。探杆有严格的规格和要求，应有足够的强度，应采用高强度无缝管材，其屈服强度不宜小于600MPa。探杆与接头的连接要有良好的互换性。每根探杆的长度一般为1m，其直径应和探头直径相同；但单桥探头探杆直径应比探头直径小。3.反力装置地锚、重物（车辆）或地锚与重物（车辆）联合使用，作用是固定触探主机，提供探头在贯入过程中所需之反力。二、量测系统1.探头探头是静力触探仪的测量贯入阻力的关键部件，主要有单用（桥）探头、双用（桥）探头、多用（孔压）探头。ps：比贯入阻力qc：锥尖阻力f

4、s：侧壁摩阻力u：孔隙水压力单用（桥）探头双用（桥）探头多用（孔压）探头课本P69图4-31）单桥探头主要由外套筒、顶柱、空心柱等组成。单桥探头是我国所特有的一种探头类型。它是将锥头与外套筒连在一起，因而只能测量一个参数——比贯入阻力ps。这种探头结构简单，造价低，坚固耐用，是我国使用最多的一种探头。ps值是单桥探头在贯入过程中所受到的总的贯入阻力P与探头圆锥锥底截面积A的比值，ps=P/A。比贯入阻力反映了探头锥尖阻力和侧壁摩擦阻力两部分的综合作用。2）双桥探头锥头与摩擦筒分开，可同时测锥尖阻力qc和侧壁摩阻力fs两个参数的探头。由锥尖阻力量测部分和侧壁摩擦阻力量测部分组成。锥尖

5、阻力量测部分：由锥头、空心柱下半段、加强筒组成锥尖阻力传递结构。侧壁摩擦阻力量测部分：由摩擦筒、空心柱上半段及加强筒组成侧壁摩擦阻力传递结构。3）多用（孔压）探头孔隙水压力静力触探(PiezoConepenetrationTest)，简称孔压触探(CPTU)，它是在普通的CPT探头上安装了可以测量孔隙水压力的传感器，使贯入时能在测量qｃ，ｆs的同时，测量贯入引起的超孔隙水压力△ｕ，当停止贯入时，可测量超孔隙水压力△ｕ的消散过程及完全消散时的静止孔隙水压力u０它一般是在双桥探头基础上再安装一种可测触探时产生的超孔隙水压力装置的探头。孔压探头最少可测三种参数，即qc、fs及孔隙水压力u

6、，功能多，用途广，在国外已得到普遍应用。目前，孔压探头上测量孔隙水压力的滤水器可分别位于锥面、锥肩和摩擦筒尾部等三个位置，其测得的孔隙水压力分别记为u1、u2和u3。有的探头在两处或三处同时安装滤水器，可以同时测得在贯入过程中探头不同位置的孔压。不同位置的滤水器所测得的超孔隙水压力不同，超孔压的消散条件和消散速率不相同。在贯入过程中，滤水器的磨损、涂抹和压缩不同，对土层变化的分辨能力也不相同。锥尖和锥面处的滤水器测得得超孔压最大，对土层变化的反应最灵敏，滤水器易磨损，滤水器的渗透性能会随之减小，探头对孔压反应变得迟钝，孔压量测的灵敏度会下降。另外，锥尖附近土体应力条件复杂，使在锥尖

7、和锥面处量测的孔压稳定性较差。在锥头之后的等直径圆柱面上的滤水器，测得的孔压较小，而且随离锥头的距离增大而变小。由于避开了锥头底下的复杂应力区，所测得孔压比较稳定，孔压的消散接近于圆柱轴对称径向排水条件。l孔压触探与一般的静力触探相比，具有下面一些突出优点：l由于不同土体的渗透性差别很大，CPTU量测孔隙水压力的灵敏度很高，能够分辨1~2cm厚的薄土层土性的变化，因而可以详细分层。特别是在区分砂层和粘土层方面精度很高。l可以量测到孔隙水压力，从而有可能进行有效应力分析