工程地质原位测试.ppt

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1、第7章工程地质原位测试内容提要主要介绍常用原位测试方法及试验数据的分析:静力载荷试验(CPT)、静力触探试验(DPT)、圆锥动力触探(DPT)、标准贯入试验(SPT)、十字板剪切试验(VST)、扁铲侧胀试验、旁压试验、波速测试、现场大型直剪试验、块体基础振动试验。工程地质勘察中的试验有室内的土工试验和现场的原位测试。通过试验可以取得土和岩石的物理力学性质指标及地下水等性质指标，以供土木工程师设计时采用。   现场原位测试就是在岩土层原来所处的位置基本保持的天然结构、天然含水量以及天然应力状态下，测定岩土的工程力学性质指标。7.0

2、原位测试技术概述原位测试的优点：可以测定难于取得不扰动样的有关工程力学性质；可避免取样过程中应力释放的影响；影响范围大，代表性强。原位测试的缺点：各种原位测试有其适用条件；有些理论往往建立在统计经验的关系上等。选择哪种现场原位测试试验方法应根据建筑类型、岩土条件、设计要求、地区经验和测试方法的适用性等因素综合选用。目前常用原位测试方法主要有：静力载荷试验(CPT)；静力触探试验(DPT)；标准贯入试验(SPT)；十字板剪切试验(VST)；地基土动力特性试验(波速测试)等。7.1静力载荷试验(CPT)平板载荷试验示意图静荷载试验（堆载

3、）现场大吨位静载试验（锚桩）现场一般静力载荷试验分为平板载荷试验、螺旋板载荷试验、深层平板载荷试验等。静力载荷试验指在拟建场地上，在挖至设计的基础深度的平整坑底放置一定规格的方形或圆形承压板，将上述装置安装好后，可开始试验。（在其上逐级加荷载，测定相应荷载作用下地基土的稳定沉降量，分析研究地基土的强度与变形特性，求得地基土容许承载力与变形模量等力学数据。）试验目的：确定地基土承载力特征值及土的变形模量。适用条件：各种地基土，各种复合地基，各种基础工程(主要是桩基础—单桩，群桩)7.1.1试验目的和适用条件（2）反力系统a.堆载：堆载

4、平台及其刚度设计,重量(率定)1.2倍,偏心问题b.地锚与锚桩c.联合反力方式7.1.2试验设备(试验装置)（1）加荷系统a.承压板b.加荷设备(油压千斤顶)（3）观测系统a.百分表b.基准梁(位置，刚度，数量)7.1.3试验要求或方法将试坑挖到基础的持力层位置，用1~2cm中粗砂找平，放上承压板；施加荷载试验时，总加荷量约为设计荷载的2倍；荷载按预估极限荷载的1/8~1/10分级施加，每级荷载稳定的标准为连续2小时内，每小时的沉降增量不大于0.1mm。试验应做到破坏，破坏的标志是：承压板周围土有明显的侧向挤出，或同一级荷载下，24

5、小时内沉降不稳，呈加速发展的趋势。达到破坏时应停止加荷。根据实测结果绘制荷载与沉降(p~s)关系曲线，通过分析试验曲线即可确定地基承载力、地基土的变形模量、估算地基土的不排水抗剪强度、估算地地基土基床反力系数。7.1.4试验资料处理及成果应用1．地基承载力:地基单位面积上承受荷载的能力。地基承载力问题属于地基的强度和稳定问题。2．地基极限承载力Pu:地基即将丧失稳定性时的承载能力。3．容许承载力R:是指地基稳定有足够的安全度，并且变形控制在建筑物的容许范围内时的承载力。它同时兼顾地基强度、稳定性和变形要求这两个条件时的承载力。它是一

6、个变量，是和建筑物允许变形值密切联系在一起。4．承载力基本值（fo）：按有关规范规定的一定的基础宽度和埋深条件下的地基承载能力，可按规范查表确定。（是根据室内物理、力学指标平均值，查表确定的承载力值，包括载荷试验得到的值）。5．承载力标准值（fk）：是指按有关规范规定的标准方法试验并经统计处理后的地基承载能力。包括：标贯试验、静力触探、旁压及其它原位测试得到的值。6．承载力设计值（f）或特征值：地基承载力标准值经过深宽修正后的地基承载力。1.地基变形的三个阶段发生整体剪切破坏的地基，分为三个阶段：（I）线性变形阶段：oa段接近于直线

7、关系。此阶段地基中各点的剪应力，小于地基土的抗剪强度，地基处于稳定状态。地基仅有小量的压缩变形，主要是土颗粒互相挤紧、土体压缩的结果。（II）弹塑性变形阶段:abc段，p-S关系线是下弯的曲线。，在地基的局部区域内，发生了剪切破坏。这样的区域称塑性变形区。随着荷载的增加，地基中塑性变形区的范围逐渐向整体剪切破坏扩展。这一阶段是地基由稳定状态向不稳定状态发展的过渡性阶段。（III）破坏阶段:当荷载增加到某一极限值时，地基变形突然增大。说明地基中的塑性变形区，已经发展到形成与地面贯通的连续滑动面。地基土向基础的一侧或两侧挤出，地面隆起，

8、地基整体失稳，基础也随之突然下陷。2.成果应用(1)确定地基土的承载力由载荷试验P—S曲线确定地基土承载力，可按P—S曲线的线型可分别采用拐点法、相对沉降法和极限荷载法等。①拐点法(强度控制法）取第一拐点P0(比例界限点)所对应的荷载