动力触探试验word版本

第二节 试验原理
一、公式推导 二、原理表述
第 一、公式推导
二 （1）动力触探试验的理想自由落锤能量计算
节 试
Em
1 2
Mv2
验 的
M——落锤的质量（kg）；
基 v——锤自由下落碰撞探杆前的速度（m/s）。
本 原 理
（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
76
100
探杆直径（mm）
25
42
50~60
试验指标N 主要适用土类
贯入30cm击数 贯入10cm击数
贯入10cm击数
N10
N63.5
N120
浅部填土、砂土、 砂土、中密以下的碎 密 实 和 很 密 的 碎 石
粉土和粘性土 石土和极软岩
土、极软岩、软岩
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 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。
三、技术要求
1．为确保恒定的锤击能量，应采用固定落距的自动落 锤装置。
2．锤击时应保持探杆的垂直，锤击过程应防止锤击偏 心、探杆歪斜和探杆侧向晃动。
因此，要求探杆连接后的最初5m最大偏斜度不应 超过1％，大于5m后的最大偏斜度不应超过2％。每贯 入1m，应将探杆转一圈半，使触探能保持垂直贯入， 并减少探杆的侧阻力。贯入深度超过10m后，每贯入 0.2m即旋转一次。
（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
hH
（3）探头贯入土中所作的功
W Rd Ah N
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）。
E p E m
W
图4-1 动力触探功能转换 原理示意图
（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
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。
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
第 一、仪器设备 三 节 1．轻型动力触探
包括导向杆、穿心锤、锤垫、
试 验 技
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。
术
要
求
2．重型动力触探 重型、超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。
→探头做功，因此，能量平衡：（见图4－1）
Ep
W
Rd Ah N
Rd
Ep A
NEp h As
（h/N＝s，表示平均每击的贯入度）
或
N Rd Ah
Ep
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。
（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）的锤击数； （5）重复上述步骤，直至预定试验深度。
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
第 一 节
一、动力触探试验的定义 （dynamic penetration test，DPT ）
利用一定的锤击能量，将一定规格的圆锥探头打入
概 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。
述 判别指标采用的是贯入一定深度的锤击数。
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， 并且可以连续贯入。
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：
Ep＝e1 e2 e3EM
或直接采用势能定义：Ep＝H×Mg（H表示落距） 或近似为 Ep＝0.6EM Ep——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≈0.65 e3——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。
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
类型
轻型
重型
超重型
直径（mm）
40
74
74
探头规格 截面积（cm2）
12.6
43
43
锥锤
锤质量（kg）
10
63.5
120
落距（cm）
50