标准贯入试验
岩土工程勘察 4.5 标准贯入试验
砂土或粉土
作为标准贯入试验的土样，应具 有代表性。
钻孔
用于放置试验锤和钻杆，需根据 土层深度和试验要求进行钻取。
设备维护与保养
定期检查试验设备
确保设备正常运转，及时发现并 处理故障。
清洁保养
保持设备清洁，防止锈蚀和磨损。
定期校准
确保设备测量准确，提高试验结果 的可靠性。
03 标准贯入试验操作流程
岩土工程勘察 4.5 标准贯入试验
目 录
• 标准贯入试验概述 • 标准贯入试验设备与材料 • 标准贯入试验操作流程 • 标准贯入试验数据处理与分析 • 标准贯入试验注意事项与安全措施 • 标准贯入试验案例分析
01 标准贯入试验概述
定义与目的
定义
标准贯入试验是一种通过锤击一定质 量和一定规格的实心金属贯入器，测 量土层或岩层中贯入器的贯入深度， 从而获取土层或岩层的物理性质和力 学参数的试验方法。
注意数据记录和处理
试验人员应及时记录和处理试验数据，避 免数据丢失或误差，为后续的岩土工程勘 察提供准确的数据支持。
安全风险评估
评估试验场地的安全状况
在试验前应对试验场地进行全面的安全风险评估，包括地质、地 形、气象等方面的评估，确保试验过程的安全。
识别潜在的安全风险
通过安全风险评估，识别出潜在的安全风险，如设备故障、操作失 误、自然灾害等，并制定相应的应对措施。
根据勘察要求，选择具有代表性 的地层进行试验，确保试验数据 的准确性和可靠性。
安装与调试设备
按照标准贯入试验的规范要求， 安装试验设备并确保其正常运行， 对设备进行必要的调试。
采集原始数据
记录标准贯入试验的原始数据， 包括贯入深度、锤击数、落锤高 度等参数，确保数据的完整性和 准确性。
标准贯入试验
匀速扭转
Jackson(1969) 提出修正公式：
2M Cu 3 H D D 2
与圆柱顶底面剪应力分 布相关的系数
（3）试验设备
十字板剪切试验系统组成： ① 十字板头； ② 传力系统； ③ 加力装置； ④ 测量装置。（机械式和电测试）
室内十字板剪切仪
十字板头规格表
由于十字板剪切试验得到的不排水抗剪强度一 般偏高，因此要经过修正才能用于工程设计，其修 正方法如下：
(C u ) f C u
修正系数取值
影响测试结果因素： 板头尺寸 剪应力分布 排水条件 土的各向异性 剪切速率 触变效应
1. 其他软土土 2. IL＞1的土 Daccal
（3）试验设备
标准贯入试验系统组成： ① 贯入器； ② 穿心落锤； ③ 穿心导向触探杆。
穿心落锤 锤垫 穿心导向触探杆 贯入器
标准贯入试验设备规格及适用土类表
圆锥动力触探类型及设备规格
（4）标准贯入试验技术要求 1. 采用回转钻进，钻进过程中要防止孔底涌土。当孔 壁不稳定时，可采用泥浆或套管护壁，钻至试验标高 15cm 以上时应停止钻进，清除孔底残土后再进行贯入 试验。 2. 应采用自动脱钩的自由落锤装置并保证落锤平稳下 落，减小导向杆与锤间的摩阻力，避免锤击偏心和侧 向晃动，保持贯入器、探杆、导向杆连接后的垂直 度，锤击速率应小于每分钟30击。
n
[1-Ni/Ncri]diWi…………(4.3.5)
式中：IlE——液化指数； n——在判别深度范围内每一个钻孔标准贯人试验点的总数； Ni、Ncri——分别为 i 点标准贯人锤击数的实测值和临界值，当实测值大 于临界值时应取临界值；当只需要判别 15m 范围以内的液化时，15m 以下的实测 值可按临界值采用； di——i 点所代表的土层厚度(m)，可采用与该标准贯入试验点相邻的上、 下两标准贯人试验点深度差的一半，但上界不高于地下水位深度，下界不深于液 化深度； -1 Wi——i 土层单位土层厚度的层位影响权函数值 （单位为 m ） 。 当该层中点 深度不大于 5m 时应采用 10，等于 20m 时应采用零值，5～20m 时应按线性内插法 取值。
标准贯入试验(图文)
通过试验数据，分析该地区砂土的承载力 、变形特性、压缩性等力学性能，为工程 设计和施工提供依据。
实例二：某地区粘性土的标准贯入试验
试验目的
了解某地区粘性土的物理性质和力学性能，为工程设计和施工提供依 据。
试验设备
标准贯入试验锤、标准贯入试验杆、测力计、触探杆等。
试验过程
将标准贯入试验锤从一定高度自由下落，打入粘性土中，记录贯入深 度和锤击数，同时测量土层压力和侧压力。
确定粘性土的状态和软硬程度
状态确定
通过标准贯入试验，可以了解粘性土的状态，如坚硬、硬塑、可 塑、软塑或流塑等。
软硬程度评估
标准贯入试验的击数可以反映粘性土的硬度和强度。一般来说，击 数越高，粘性土的硬度和强度越大，反之则越小。
影响因素
粘性土的含水量、有机质含量、矿物成分等因素会影响其状态和软 硬程度，进而影响标准贯入试验的结果。
确定砂土的密实度和液化可能性
密实度确定
标准贯入试验可以反映砂土的密实程度，通过分析贯入击 数与密实度的关系，可以评估砂土的密实度等级。
液化可能性评估
对于砂土层，标准贯入试验的击数可以用来评估其液化可 能性。根据液化判别标准，当砂土的实测击数小于临界击 数时，可能发生液化现象。
影响因素
砂土的颗粒组成、级配、地下水压力等都会影响标准贯入 试验的结果，进而影响密实度和液化可能性的评估。
随着科技的不断进步和应用需求的增加，准贯入试验 技术将不断发展和完善，提高测试精度和可靠性。
输标02入题
未来可以研究开发新型的准贯入试验仪器和设备，提 高测试效率、减小对土层的扰动，并实现自动化和智 能化。
01
03
同时，应加强与其他原位测试方法的比较和联合应用， 综合分析各种测试方法的优缺点和适用范围，以提高
标准贯入试验(图文)
精选
25
§8.4标准贯入试验资料整理
8.4.2整理资料
一.标贯击数修正
按照《勘规》中第10.5.5条，对于标贯试验成果 的作长度修正。
当探杆长度大于3m时，标贯击数应做修正：
N=αN’ 式中 N——标准贯入试验锤击数，单位为击；
5)为防止涌砂或塌孔，可采用泥浆护壁；
精选
13
§8.3标准贯入试验要点
8.3.1《勘规》要求
3.由于手拉绳牵引贯入试验时，绳索与滑轮的摩 擦阻力及运转中绳索所引起的张力，消耗了一部分能 量，减少了落锤的冲击能，使锤击数增加；而自动落 锤完全克服了上述缺点，能比较真实地反映土的性状。 据有关单位的试验，N值自动落锤为手拉落锤的0.8倍， 为SR-30型钻机直接吊打时的0.6倍；据此，本规范规 定采用自动落锤法；
测定贯入器所在深度，要求残土厚度不大于0.1m。
精选
16
§8.3标准贯入试验要点
8.3.2试验方法
3.贯入时，穿心锤落距为0.76m，应采用自动落 锤装置，使穿心锤自由下落。
将贯入器以每分钟击打15~30次的频率，先打入 土中0.15m，不计锤击数；然后开始记录每打入0.10m 的锤击数，累计打入0.30m的锤击数为标准贯入击数N， 并记录贯入深度与试验情况。
试验锤击数N。当锤击数已达50击，而贯入深度未达
30cm时，可记录50击的实际贯入深度，按下式换算
成相当于30cm的标准贯入试验锤击数N，并终止试
验。
N 30 50
S
式中 △S——50击时的贯入度(cm)。
精选
12
§8.3标准贯入试验要点
标准贯入试验(图文)
N≤10
10<N≤15 15<N≤30 N>30
松散
稍密 中密 密实
注：当用静力触探探头阻力判定砂土的密实度时，可根据 当地经验确定。
§8.5标准贯入试验资料应用
8.5.2确定粘性土、砂土的抗剪强度和变形参数 用标准贯入试验锤击数确定粘性土、砂土抗剪强 度和变形参数，见下表。
§8.3标准贯入试验要点
8.3.1《勘规》要求 3.由于手拉绳牵引贯入试验时，绳索与滑轮的摩 擦阻力及运转中绳索所引起的张力，消耗了一部分能 量，减少了落锤的冲击能，使锤击数增加；而自动落 锤完全克服了上述缺点，能比较真实地反映土的性状。 据有关单位的试验，N值自动落锤为手拉落锤的0.8倍， 为SR-30型钻机直接吊打时的0.6倍；据此，本规范规 定采用自动落锤法；
§8.5标准贯入试验资料应用
8.4.2整理资料 二.绘制N~h关系曲线 按照每贯入10cm的击数绘制标贯N-h曲线。
§8.5标准贯入试验资料应用
8.5.1确定砂土密度 《建筑地基基础设计规范》(GB-50007-2011)第 4.1.8条：砂土的密实度，可按表4.1.8分为松散、稍密、 中密、密实。
§8.5标准贯入试验资料应用
8.5.6判别砂土、粉土的液化 在地面下20m深度范围内，液化判别标准贯入锤 击数临界值可按下式计算：
N cr N 0 ln0.6d s 1.5 0.1d w 3 / c
式中 Ncr——液化判别标准贯入锤击数临界值； N0——液化判别标准贯入锤击数基准值，可按表 4.3.4采用；
§8.3标准贯入试验要点
8.3.1《勘规》要求 4.通过标贯实测，发现真正传输给杆件系统的 锤击能量有很大差异，它受机具设备、钻杆接头的 松紧、落锤方式、导向杆的摩擦、操作水平及其他 偶然因素等支配；美国ASTM-D4633—86制定了实测 锤击的力—时间曲线，用应力波能量法分析，即计 算第一压缩波应力波曲线积分可得传输杆件的能量； 通过现场实测锤击应力波能量，可以对不同锤击能 量的N值进行合理的修正。
标准贯入试验
标准贯入试验标准贯入试验是土壤力学试验中的一项重要内容，用于测定土壤的抗压强度和承载力。
试验过程中，通过将一根标准贯入钻头以标准速度贯入土壤，测定贯入钻头在贯入过程中所受到的阻力，从而推断土壤的力学性质。
本文将介绍标准贯入试验的基本原理、试验方法和数据分析。
首先，标准贯入试验的基本原理是利用贯入钻头在贯入土壤时所受到的阻力来推断土壤的力学性质。
当贯入钻头贯入土壤时，土壤对钻头的阻力包括静阻力和动阻力两部分。
静阻力是指土壤颗粒之间的摩擦阻力和土壤颗粒的抗压强度所产生的阻力，而动阻力则是指土壤颗粒在贯入过程中所产生的惯性阻力。
通过测定贯入钻头在贯入过程中所受到的总阻力，可以计算出土壤的抗压强度和承载力。
其次，标准贯入试验的试验方法包括了试验前的准备工作、试验过程中的操作步骤和试验后的数据处理。
在试验前的准备工作中，需要检查贯入钻头和试验设备是否完好，选择试验点并清理试验场地。
在试验过程中的操作步骤中，首先需要将贯入钻头安装到贯入设备上，并按照标准速度贯入土壤。
在贯入过程中，需要实时记录贯入钻头所受到的阻力，并在贯入到一定深度后停止贯入。
试验后的数据处理包括了对试验数据的整理和分析，计算土壤的抗压强度和承载力，并绘制贯入曲线和荷载曲线。
最后，标准贯入试验的数据分析是根据试验数据计算土壤的抗压强度和承载力，并绘制贯入曲线和荷载曲线。
通过贯入曲线和荷载曲线的分析，可以判断土壤的力学性质，包括土壤的松密状态、抗压强度和承载力等。
同时，还可以根据试验数据对土壤的力学性质进行定量分析，为工程设计和施工提供参考依据。
综上所述，标准贯入试验是土壤力学试验中的一项重要内容，通过测定贯入钻头在贯入过程中所受到的阻力，可以推断土壤的力学性质。
试验方法包括了试验前的准备工作、试验过程中的操作步骤和试验后的数据处理，数据分析可以计算土壤的抗压强度和承载力，并判断土壤的力学性质。
标准贯入试验在工程领域具有重要的应用价值，对于土壤的力学性质进行准确的测定和分析，有助于工程设计和施工的安全和可靠性。
第三章4 标准贯入试验(岩土测试技术)
6、确定土的抗剪强度
7、确定土的变形参数
C ( N 6) Es 4.0 C ( N 6)
土名 C 含砂粉土 0.3 细砂 0.35 中砂 0.45
( N 15) ( N 15)
粗砂 0.7 含砾砂土 含砂砾石 1.0 1.2
8、计算剪切波速
标贯与一般动探的主要区别在于探头不同
一、测试程序
进行钻探，钻进到需要进行试验的土层标高以上约 15cm，清孔后换用标准贯入器，并量得深度尺寸； 采用自动脱钩的自由落锤进行锤击，保持贯入器、探 杆、导向杆连接后的垂直度； 以每分钟15~30击的贯入深度将标准贯入器打入试验 土层，先打入0.15m不计击数，继续贯入土中0.30m， 记录贯入锤击数N；如果土很硬，完全贯入很难，记 录贯入较小深度S的锤击数n ，则N=30n/ S ； 拔出贯入器，取出贯入器中的土样进行鉴别描述； 继续钻进，到下一试验土层重复标贯试验。
N cr : 液化判别标准贯入锤击数临界值； N 0 : 液化判别标准贯入锤击数基准值； d s : 标准贯入试验点深度（m）； d w : 地下水位埋藏深度（m）；
c : 土中粘粒百分含量，当Pc 3%时，取Pc 3。
标准贯入锤击数基准值N0 地震烈度 7度 6 8 8度 10 12 9度 16 18 第一组 第二组、第三组
设计地震 分组
5、确定粘性土的稠度状态及无侧限抗压强度
N（手）与稠度状态的关系（N（手）=0.74+1.12N（机））
N（手） IL（液性指数） 稠度状态 <2 >1 流动 2-4 1-0.75 软塑 4-7 0.75-0.5 软可塑 7-18 0.5-0.25 硬可塑 18-35 0.25-0 硬塑 >35 <0 坚硬
标准贯入试验. 3.14
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（一）试验方法与技术要求
6．在不能保持孔壁稳定
的钻孔中进行试验时．应 下套管以保护孔壁，但试 验深度必须在套管75cm以 下；或采用泥浆护壁。 7．最后绘出击数N和贯入 深度标高（H）的关系曲 线。见图5-3。
25
（二）标准贯入试验的影响因素
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。
击能量恒定。
4．将贯入器垂直打入试验土层中，锤击速率应小于30 击/min。先打入15cm，不计锤击数，继续贯入，记录每 打入10cm的锤击数，累计 30 cm的锤击数即为标准贯入 锤击数N。
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（一）试验方法与技术要求
若遇比较密实的砂土，贯入不足30cm的捶击数已超 过50击时，应终止试验，并记录实际贯入深度△S（cm） 和累计击数n。按下式换算成贯入30cm的锤击数N： N=30n/△S 5．每贯入45cm，提出贯入器，将其中土样取出进行鉴别 描述、记录，然后换以钻具继续钻进，至下一需要进行试 验的深度，再重复上述操作。一般每隔1.0~2.0m进行一次 试验。
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（二）评定粘性土的稠度状态
1．Terzaghi及Peck提出的标贯击数与稠度状态之间的关系， 见表5-5，该表广泛流行至今。
表5-5 粘性土N与稠度状态关系（Terzaghi 及 peck）
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2．在国内，按原冶金部武汉勘察公司149组资料统计的 经验关系，如表5-6所示。
表5-6 粘性土N与液性指数IL的经验关系
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， 标准贯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。
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标准贯入试验
一、原理：试验是采用质量为63.5kg的穿心锤，以76cm 的落距，将一定规格的标准贯入器先打入土中15cm，然后开始记录锤击数目，将标准贯入器再打入土中30cm，用此30cm的锤击数作为标准贯入试验的指标。
二、试验方法：1、用钻机先钻到需要进行标准贯入试验的土层，清孔后，换用标准贯入器，并量得深度尺寸。
2、将贯入器垂直打入试验土层中，先打入15cm，不计击数，继续贯入土中30cm，记录其锤击数，此数即为标准贯入击数N。
若遇比较密实的砂层，贯入不足30cm的锤击数已超过50击时，应终止试验，并记录实际贯入深度△S和累计锤击数n，按下式换算成贯入30cm的锤击数N：
N=30n/△S
n----所选取的任意贯入量的锤击数（击）
△S------对应锤击数n的贯入量（cm）
3、提出贯入器，将贯入器中土样取出，进行鉴别描述、记录，然后换以钻探工具继续钻进，到下一需要进行试验的深度，再重复上述操作，一般可每隔1.0-2.0m进行了一次试验。
4、在不能保持孔壁稳定的钻孔中进行试验时，应下套管以保护孔壁，但试验深度必须在套管口75cm以下，或采用泥浆护壁。
5、由于钻杆的弹性压缩会引起能量损耗，钻杆过长时传入贯入器的动能降低，因而减少每击的贯入深
度，亦即提高了锤击数，所以需要根据杆长对锤击数进行修正：N=aNo
No------实际记录的锤击数
a------修正系数，按3-13选用
N-----修正后的锤击数3-13
6、对于同一层土应进行多次试验，然后取锤击数的平均值。
三、数据整理
1、整理时应有以下资料：钻孔孔径、钻进方式、护孔方式、落锤方式、地下水位等。
2、绘制标贯击数N与深度的关系曲线，或在地质剖面图上标出试验深度处的N值。
3、结合钻探及其他原位试验，依据N值在深度上的变化，对各土层的N值进行统计，统计时要剔除个别异常值。
四、试验结果应用
1、根据N估计砂土的密实度见表3-14
2、根据N估计天然地基的容许承载力，见3-15、3-16
3-14砂土的密实度表
3-15砂土的容许承载力
3-16 一般粘性土和老粘性土的容许承载力。