圆锥动力触探和标准贯入试验(简介及存在问题)

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标准贯入试验、静力触探、动力初探对比

标准贯入试验、静力触探、动力初探对比

标准贯入试验、静力触探、动力初探对比1、名词解释:标准贯入试验:质量为63.5kg的穿心锤,以76cm的落距自由下落,将标准规格的贯入器自钻孔孔底预打15cm,测记再打入30cm的锤击数的原位试验方法。

静力触探试验:以静压力将一定规格的锥形探头压入土层,根据其所受阻抗力大小评价土层力学性质,并间接估计土层各深度处的承载力、变形模量和进行土层划分的原位试验方法。

动力触探试验:用一定质量的击锤,以一定的自由落距将一定规格的圆锥探头打入土中,根据打入土中的一定深度所需的锤击数,判定土的性质的原位试验方法。

2、解析:标准贯入试验:动力触探的一种,是在现场测定砂土或黏性土的地基承载力的一种方法。

它利用一定的锤击功能将一定规格的对开管式贯入器打入钻孔孔底的土中,根据打入土中的贯入阻抗判别土层的变化及土的工程性质。

静力触探试验:采用静力方式均匀地将标准规格的探头压入土中,通过量测探头贯入阻力以测定土的力学特性的原位测试方法。

一般在黏性土、粉土和砂土及相应的处理土地基中较为适用,对于含少量碎石土层,其适用性应根据碎石含量、粒径级配等条件而定。

静力触探试验能较为直观地评价土的均匀性和地基处理效果,结合载荷试验成果或地区工程实践经验,能推定土的承载力及变形参数。

动力触探试验:用标准质量的重锤,以一定高度的自由落距,将标准规格的圆锥形探头贯入土中,根据打入土中一定距离所需的锤击数,判定土的力学特性。

共分为轻型动力触探、重型动力触探和超重型动力触探三种:轻型动力触探试验适用于评价黏性土、粉土、粉砂、细砂地基及其人工地基土形状、地基处理效果和判定地基承载力;重型动力触探试验适用于评价黏性土、粉土、砂土、中密以下的碎石土及其人工地基以及极软岩的地基土性状、地基处理效果和判定地基承载力,也可用于检验砂石桩和初凝状态的水泥搅拌桩、旋喷桩、灰土桩、夯实水泥土桩、注浆加固地基的成桩质量、处理效果以及评价强夯置换效果及置换墩着底情况;超重型动力触探试验适用于评价碎石土、极软岩和软岩等地基土性状和判定地基承载力,也可用于评价强夯置换效果及置换墩着底情况。

标准贯入、轻型动力触探、静力触探、地基承载力试验

标准贯入、轻型动力触探、静力触探、地基承载力试验
251(湖南)
贯入(轻便触探仪N10贯入法)

300元
3、静力触探试验
定义和适用范围:将圆锥形探头按一定速率匀速压入土中 量测其贯入阻力
锥头阻力侧壁摩阻力 的过程称为静力触探试验静力触探是工程地质勘察中的一
项原位测试方位 可用于划分土层 判定土层类别 查明软 硬夹层及土层在水平和
垂直方向的均匀性评价地基土的工程特性 容许承载力 压缩性质 不排水抗剪强
试验种类1、标准贯入试验
2、轻型动力触探试验
3、静力触探试验
4、地基承载力试验
1、标准贯入试验(standard penetration test,SPT)是动力触探的一种,是在现场测定砂或粘性土的地基承载力的一种方法。这一方法已被列入中国国家《工业与民用建筑地基基础设计规范》中。
标准贯入试验SPT是一种广泛应用于岩土勘察的原位测试工具,它使用SPT锤将钻杆底部的对开管式贯入器打入钻孔孔底的土中,取得土样。贯入300mm(1英尺)所需要的锤击数称为N值,其与土体强度有关。
度水平向固结系数 饱和砂土液化势 砂土密实度等探寻和确定桩基持力层 预估
打入桩沉桩可能性和单桩承载力检验人工填土的密实度及地基加固效果本规程适
用于粘质土和砂质土
引用标准
静力触探仪:土工仪器的基本参数及通用技术条件 第二篇
原位测试仪器:岩土工程勘察规范
静力触探试验仪器设备
试验费用
静力触探试验费
深度
0-10m
据 提供的《岩土工程勘察报告》(详勘)资料,拟建场地的土层,按其成因类型及物理力学性质特征可划分为 大工程地质层及若干亚层,各岩土层主要物理、力学参数见下表2。
地基土物理力学指标参数简要表
表2
层次

动力触探仪检测地基承载力试验方法

动力触探仪检测地基承载力试验方法

动力触探仪检测地基承载力试验方法
1、静力触探试验:
指通过一定的机械装置,将某种规格的金属触探头用静力压、静力触探试验入土层中,同时用传感器或直接量测仪表测试土层对触探头的贯入阻力,以此来判断、分析确定地基土的物理力学性质。

静力触探试验适用于粘性土,粉土和砂土,主要用于划分土层,估算地基土的物理力学指标参数,评定地基土的承载力,估算单桩承载力及判定砂土地基的液化等级等。

(多为设计单位采用)。

2、动力触探试验:

R-
的穿
y-
3
76cm 的恒定高度上自由落下,将一定规格的触探头打入土中15cm,然后开始记录锤击数目,接着将标准贯入器再打入土中30cm,用此30cm的锤击数(N)作为标准贯入试验指标,标准贯入试验是国内广泛应用的一种现场原位测试手段,它不仅可用于砂土的测试,也可用于粘性土的测试。

锤击数(N)的结果不仅可用于判断砂土的密实度,粘性土的稠度,地基土的容许承载力,砂土的振动液化,桩基承载力,同时也是地基处理效果的一种重要方法
轻型动力触探
轻型圆锥动力触探是利用一定的锤击能量(锤重10kg),将一定规格的圆锥探头打入土中,根据贯入锤击数判别土层的类别,确定土的工程性质,对地基土做出综合评价。

目录。

标准贯入试验、静力触探试验、动力触探试验操作规程及试验要点剖析

标准贯入试验、静力触探试验、动力触探试验操作规程及试验要点剖析

标准贯入试验、静力触探试验、动力触探试验现场操作规程一、标准贯入试验1. 先用钻具钻至试验土层标高以上0.15m处,清除残土。

清孔时应避免试验土层受到扰动。

当在地下水位以下的土层进行试验时,应使孔内水位高于地下水位,以免出现涌砂和坍孔。

必要时应下套管或用泥浆护臂。

2. 贯入应拧紧钻杆接头,将贯入器放入孔内,避免冲击孔底,注意保持贯入器、钻杆、导向杆联接后的垂直度。

孔口宜加导向器,以保证穿心锤中心施力。

注:贯入器放入孔内,测定其深度,要求残土厚度不大于0.1m。

3.采用自动落锤法,将贯入器以每分钟15~30击打入土中0.15m后,开始记录每打入0.10m的锤击数,累计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。

若遇密实土层,贯入0.3吗锤击数超过50击时,不应强行打入,记录50击的贯入深度。

4.旋转钻杆,然后提出贯入器,取贯入器中的土样进行鉴别、描述、记录,并量测其长度。

将需要保存的土样仔细包装、编号,以备试验之用。

5.重复以上步骤,进行下一深度的贯入试验,直到所需深度。

二、静力触探试验1.平整实验场地,设置反力装置。

将触探主机对准孔位,调平机座(用分度值为1mm的水准尺校准),并紧固在反力装置上。

2.将已穿入探杆内的传感器引线按要求接到量测仪器上,打开电源开关,预热并调试到正常工作状态。

3.贯入前应试压探头,检查顶柱、锥头、摩擦筒等部件工作是否正常。

当测孔隙压力时,应使孔压传感器透水面饱和。

正常后将连接探头的探杆插入导向器内,调整垂直并紧固导向装置,必须保证探头垂直贯入土中。

启动动力设备并调整到正常工作状态。

4.采用自动记录仪时,应安装深度转换装置,并检查卷纸机构运转是否正常;采用电阻应变仪或数字测力仪时,应设置深度标尺。

5.将探头按1.2±0.3m/min匀速贯入土中0.5~1.0m左右(冬季应超过冻结线),然后稍许提升,使探头传感器处于不受力状态,待探头温度与低温平衡后(仪器零位基本稳定),将仪器调零或记录初始读数,即可进行正常贯入。

说明标准贯入试验与圆锥动力触探试验的异同点

说明标准贯入试验与圆锥动力触探试验的异同点

标准贯入试验(SPT)与圆锥动力触探试验(CPT)是土壤力学中常用的两种试验方法,它们分别通过不同的原理和方式来获取土壤的力学性质参数。

本文将对这两种试验方法的异同点进行详细说明,以便读者能够更加深入地了解它们各自的特点。

1. 原理和方法1.1 标准贯入试验(SPT)标准贯入试验是一种通过在土壤中使用特定标准锤重和下落高度的方式来模拟土体的承载能力的试验方法。

在SPT试验中,一根直径为50.8毫米的钢管被嵌入土壤中,然后一个63.5公斤的锤子从特定高度自由下落,击打土壤。

1.2 圆锥动力触探试验(CPT)圆锥动力触探试验是一种通过在土壤中使用一根圆锥形探头来测定土壤的力学性质参数的试验方法。

在CPT试验中,一根圆锥形探头被连续推进土壤中,同时测定推进的阻力和摩阻力。

2. 数据获取2.1 标准贯入试验(SPT)在SPT试验中,通过记录击打土壤的击数(每次击打的下降深度)来获取土壤力学性质参数。

2.2 圆锥动力触探试验(CPT)在CPT试验中,通过测定推进的阻力和摩阻力来获取土壤的力学性质参数。

3. 数据解释3.1 标准贯入试验(SPT)SPT试验得到的击数可以用来估计土壤的密度、粒度分布等参数,进而用于土壤的工程设计。

3.2 圆锥动力触探试验(CPT)CPT试验得到的阻力和摩阻力数据可以更加直接地用于估计土壤的承载力、压缩性和剪切强度等参数。

4. 应用领域4.1 标准贯入试验(SPT)SPT试验常用于土木工程中的地基设计和工程地质勘察,能够为土壤力学参数提供重要的实测数据。

4.2 圆锥动力触探试验(CPT)CPT试验在土壤勘察和地质勘测中有着广泛的应用,尤其是在对土壤的力学性质有较高要求的项目中。

5. 设备和操作5.1 标准贯入试验(SPT)SPT试验需要较为简单的设备,包括用于击打土壤的标准锤和钻孔设备。

5.2 圆锥动力触探试验(CPT)CPT试验需要专用的推进设备和测量仪器,主要是圆锥探头和相应的数据采集系统。

动力触探与标准贯入试验实施细则

动力触探与标准贯入试验实施细则

动力触探与标准贯入试验实施细则一、术语圆锥动力触探:用标准质量的重锤,以一定高度的自由落距,将标准规格的圆锥型探头贯入土中,根据打入土中一定距离所需的锤击数,判定土的物理力学特性的一种原位试验方法。

圆锥动力触探也称动力触探,其类型分为轻型、重型、超重型三种。

标准贯入试验:用质量为63.5kg的穿心锤,以76cm落距,将标准规格的贯入器,自钻孔底部预打15cm,记录在打入30cm的锤击数,判定土的物理力学特性的一种原位试验方法。

原位测试:在岩土体所处的位置,基本保持岩土原来的结构、湿度和应力状态,对岩土体进行的测试。

二、试验目的和适用范围圆锥动力触探试验可用于推定天然地基的地基承载力,鉴别其岩土性状;推定处理土地基的地基承载力,评价其地基处理效果;检验复合地基增强体的桩体成桩质量;评价强夯置换墩着底情况;鉴别混凝土灌注桩桩底持力层岩土性状。

标准贯入试验可用于以下地基检测:①推定砂土、粉土、粘性土、花岗岩残积土等天然地基的基地承载力,鉴别其岩土性状;②推定非碎石土换填地基、强夯地基、预压地基、不加填料振冲加密处理地基、注浆处理地基等处理土地基的地基承载力,评价地基处理效果;③评价复合地基增强体的施工质量。

不同类型的动力触探的适用范围不同,详见表1:表1 动力触探与标准贯入试验的设备规格与适用范围三、试验设备圆锥动力触探试验与标准贯入试验的设备以地质钻机配套的圆锥动力触探与标准贯入试验设备为主,其中轻型圆锥动力触探试验的设备可独立使用,其余需与钻机配套使用。

设备规格见表1。

四、原理动力触探试验(英文缩写DPT)是利用一定的锤击动能,将一定规格的探头打入土中,根据每打入土中一定深度的锤击数(或以能量表示)来判定土的性质,并对土进行粗略的力学分层、对处理土地基进行评价的一种原位测试方法。

五、执行标准广东省标准《建筑地基基础检测规范》DBJ15-60-2008;国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50021-2001。

标准贯入试验、静力触探试验、动力触探试验操作规程及试验要点解析

标准贯入试验、静力触探试验、动力触探试验操作规程及试验要点解析
注:贯入器放入孔内,测定其深度,要求残土厚度不大于 0.1m。 3. 采用自动落锤法,将贯入器以每分钟 15~30 击打入土中 0.15m 后,开始记 录每打入 0.10m 的锤击数,累计 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。若遇密实土层,贯入 0.3 吗锤击数超过 50 击时,不应强行打 入,记录 50 击的贯入深度。 4. 旋转钻杆,然后提出贯入器,取贯入器中的土样进行鉴别、描述、记录, 并量测其长度。将需要保存的土样仔细包装、编号,以备试验之用。 5. 重复以上步骤,进行下一深度的贯入试验,直到所需深度。
不使孔底发生涌砂变松,影响 N 值; b. 下套管不要超过试验标高; c. 要缓慢地下放钻具,避免孔底土的扰动; d. 细心清孔; e. 为防止涌砂或者塌孔,可采用泥浆护壁; (3)需采用自动落锤法,不能采用手拉落锤法。
4. 标贯试验成果分析整理过程中应注意以下几点: (1)实际应用 N 值时,应按具体岩土工程问题,参照有关规范考虑是否做 杆长修正或其他修正。 (2)由于 N 值离 散性大,故依据单孔标贯资料提供设计参数是不可信的。在分析整理数据时, 应剔除个别异常的 N 值。 (3)依据 N 值提供定量的设计参数时,应有当地的经验,否则只能提供定 性的参数,供初步评定用。
34.8≤de≤36.0mm; De≤de≤de+0.35mm; 锥截面积应为 10.00cm2±(3%~5%); 侧壁筒直径必须大于锥头直径,否则会显著减小侧壁摩阻力,侧壁摩擦筒侧 面积应为 150cm2±2%; (2)贯入速率要求匀速,贯入速率(1.2±0.3)m/min 是国际通用的标准; (3)探头传感器室内率定误差(重复性误差、非线性误差、归零误差、温 度漂移等)不应超过±1.0%FS。 现场当探头返回地面时应记录归零误差,现场的归零误差不应超过 3%;探 头的绝缘度不应小于 500MΩ 的条件,是 3 个工程大气压下保持 2h; (4)贯入读数间隔一般采用 0.1m,不超过 0.2m,深度记录误差不超过±1%; 当贯入深度超过 30cm 或穿过软土层贯入硬土层后,应有测斜数据;当偏斜度明 显,应矫正土层分层界线; (5)为保证触探孔与垂直线见的偏斜度小,所是用的探杆偏斜度应符合标 准:最初 5 根探杆每米偏斜小于 0.5mm,其余小于 1mm;当使用的贯入深度超 过 50m 或是用 15~20 次,应检查探杆的偏斜度;当贯入厚层软土,再穿入硬层、 碎石土、残积土,每用过一次应作探杆偏斜度检查。 触探孔一般至少距探孔 20 倍孔径或 2m。静力触探宜在钻孔前进行,以免钻 孔对贯入阻力产生影响。 3. 当对现场静力触探成果准确性产生质疑时,可在原触探孔旁边空地处重新 进行试验,作对比试验,2 个触探孔间距不小于 2m。

动力触探试验和标准贯入试验指标相关性研究

动力触探试验和标准贯入试验指标相关性研究

动力触探试验和标准贯入试验指标相关性研究牛建光;孙成科;蒯志要;羊小云【摘要】在地基处理的效果检测中,圆锥动力触探试验因其具有贯入连续,设备简单,工期短等特点,具有广泛的应用。

目前根据动探指标确定地基承载力还没有太多的经验公式,本文研究圆锥动力触探击数与标准贯入击数的相关性,将其折算为标准贯入击数后,查表得出承载力特征值,对比载荷试验结果,在地基检测中以便快速准确确定地基处理效果,是否达到设计要求。

%The effect detection results of foundation treatment show that conic dynamic penetrationtest(DPT) is of the advantages such as the continuity of penetration,simple equipment and shorter construction period,it has been widely applied. At present,only a few mpirical formulae are defined by using DPT index to determine the foundation bearing capacity. By studying the correlation of conic DPT and SPT blow counts,and converting DPT into SPT blow count,getting the bearing capacity characteristic value from the corresponding table,comparing the load test results,whether the foundation treatment effect meets the design requirements can be determined quickly and accurately in the foundation detection.【期刊名称】《港工技术》【年(卷),期】2013(000)005【总页数】3页(P52-54)【关键词】圆锥动力触探试验;标准贯入试验;静载荷试验;京唐港;地基处理【作者】牛建光;孙成科;蒯志要;羊小云【作者单位】中交第一航务工程勘察设计院有限公司,天津 300222;中交第一航务工程勘察设计院有限公司,天津 300222;中交第一航务工程勘察设计院有限公司,天津 300222;中交第一航务工程勘察设计院有限公司,天津 300222【正文语种】中文【中图分类】TU413.5在地基处理的效果检测中,圆锥动力触探试验具有贯入连续,设备简单,工期短等特点。

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圆锥动力触探和标准贯入试验圆锥动力触探试验习惯上称为动力触探试验(DPT:dynamic penetration test)或简称动探,它是利用一定的锤击动能,将一定规格的圆锥形探头打入土中,根据每打入土中一定深度的锤击数(或贯入能量)来判定土的物理力学特性和相关参数的一种原位测试方法。

标准贯入试验习惯上简称为标贯。

它和动力触探在仪器上的差别仅在于探头形式不同,标贯的探头是一个空心贯入器,试验过程中还可以取土。

因为和动力触探试验由许多共同之处,故将其放入同一章中论述。

动力触探和标准贯入试验在国内外应用极为广泛,是一种重要的土工原位测试方法,具有独特的优点:(1)设备简单,且坚固耐用;(2)操作及测试方法容易掌握;(3)适应性广,砂土、粉土、砾石土、软岩、强风化岩石及粘性土均可;(4)快速,经济,能连续测试土层;(5)标准贯入试验可同时取样,便于直接观察描述土层情况;(6)应用历史悠久,积累的经验丰富。

因此,动力触探和标准贯入试验在岩土工程中应用极广。

目前,世界上大多数国家在岩土工程勘察中都不同程度地使用动力触探技术。

其中,美洲、亚洲和欧洲国家应用最广;而日本则几乎把动力触探技术当作了一种万能的土工勘测手段。

试验设备和方法试验设备动力触探使用的设备如图3-1,包括动力设备和贯入系统两大部分。

动力设备的作用是提供动力源,为便于野外施工,多采用柴油发动机;对于轻型动力触探也有采用人力提升方式的。

贯入部分是动力触探的核心,由穿心锤、探杆和探头组成。

图3-1 现场动力触探试验根据所用穿心锤的质量将动力触探试验分为轻型、中型、重型和超重型等种类。

动力触探类型及相应的探头和探杆规格见表3-1。

表3-1 常用动力触探类型及规格类型锤质量/kg落距/cm探头规格探杆外径/mm触探指标(贯入一定深度的锤击数)备注锥角/底面积/cm2轻型10105030604512.64.92512贯入30cm锤击数N10贯入10cm锤击数N10工民建勘察规范等推荐英国BS规程中型28 80 60 30 33.5 贯入10cm锤击数N28工民建勘察规范推荐重型63.5 76 60 43 42 贯入10cm锤击数N63.5岩土工程勘察规范推荐超重型120 100 60 43 60 贯入10cm锤击数N120水电部土工试验规程推荐在各种类型的动力触探中,轻型适用于一般粘性土及素填土,特别适用于软土;重型适用于砂土及砾砂土;超重型适用于卵石、砾石类土。

穿心锤的质量之所以不同,是由于自然界土类千差万别;锤重动能大,可击穿硬土;锤小动能小,可击穿软土,又能得到一定锤击数,使测试精度提高。

现场测试时应根据地基土的性质选择适宜的动探类型。

虽然各种动力触探试验设备的重量相差悬殊,但其仪器设备的形式却大致相同。

图3-2示出了目前常用的机械式动力触探中的轻型动力触探仪的贯入系统,它包括了穿心锤、导向杆、锤垫、探杆和探头五个部分。

其他类型的贯入系统在结构上与此类似,差别主要表现在细部规格上。

轻型动力触探使用的落锤质量小,可以使用人力提升的方式,故锤体结构相对简单;重型和超重型动力触探的落锤质量大,使用时需借助机械脱钩装置,故锤体结构要复杂得多。

常用的机械脱钩装置(提引器)的结构各异,但基本上可分为两种形式:图3-2轻型动力触探仪(单位:mm)图3-3偏心轮缩径式1-穿心锤;2-钢时与锤垫;3-触探杆;1-上导杆;2-下导杆;3-吊环;4-偏心轮;4-圆锥探头;5-导向杆5-穿心锤;6-锤座(1)内挂式(提引器挂住重锤顶帽的内缘而提升),它是利用导杆缩径,使提引器内活动装置(钢球、偏心轮或挂钩等)发生变位,完成挂锤、脱钩及自由下落的往复过程。

内挂式脱钩装置如图3-3所示。

(2)外挂式(提引器挂住重锤顶帽的外缘而提升),它是利用上提力完成挂锤,靠导杆顶端所设弹簧锥套或凸块强制挂钩张开,使重锤自由下落。

20世纪80年代前,国内外都用手拉绳(或卷扬机)提锤、放锤,和现在的自动脱钩式方式不同。

国际上使用的探头规格较多,而我国的常用探头直径约5种,锥角基本上只有60 一种。

图3-4是重型和超重型探头的结构图。

标准贯入使用的仪器除贯入器外与重型动力触探的仪器相同。

我国使用的贯入器如图3-5。

试验方法(一)轻型、重型、超重型动力触探的测试程序和要求1.轻型动力触探(1)先用轻便钻具钻至试验土层标高以上0.3m处,然后对所需试验土层连续进行触探。

(2)试验时,穿心锤落距为(0.50±0.02)m,使其自由下落。

记录每打入土层中0.30m 时所需的锤击数(最初0.30m可以不记)。

(3)若需描述土层情况时,可将触探杆拨出,取下探头,换钻头进行取样。

(4)如遇密实坚硬土层,当贯入0.30m所需锤击数超过100击或贯入0.15m超过50击时,即可停止试验。

如需对下卧土层进行试验时,可用钻具穿透坚实土层后再贯入。

(5)本试验一般用于贯入深度小于4m的土层。

必要时,也可在贯入4m后,用钻具将孔掏清,再继续贯入2m。

2.重型动力触探(1)试验前将触探架安装平稳,使触探保持垂直地进行。

垂直度的最大偏差不得超过2%。

触探杆应保持平直,连结牢固。

(2)贯入时,应使穿心锤自由落下,落锤高度为(0.76±0.02)m。

地面上的触探杆的高度不宜过高,以免倾斜与摆动太大。

(3)锤击速率宜为每分钟15-30击。

打入过程应尽可能连续,所有超过5min的间断都应在记录中予以注明。

(4)及时记录每贯入0.10m所需的锤击数。

其方法可在触探杆上每0.1m划出标记,然后直接(或用仪器)记录锤击数;也可以记录每一阵击的贯入度,然后再换算为每贯入0.1m所需的锤击数。

最初贯入的lm内可不记读数。

(5)对于一般砂、圆砾和卵石,触探深度不宜超过12~15m;超过该深度时,需考虑触探杆的侧壁摩阻影响。

(6)每贯入0.1m所需锤击数连续三次超过50击时,即停止试验。

如需对下部土层继续进行试验时,可改用超重型动力触探。

(7)本试验也可在钻孔中分段进行,一般可先进行贯入,然后进行钻探,直至动力触探所测深度以上1m处,取出钻具将触探器放入孔内再进行贯入。

3.超重型动力触探(1)贯入时穿心锤自由下落,落距为(1.00±0.02)m。

贯入深度一般不宜超过20m,超过此深度限值时,需考虑触探杆侧壁摩阻的影响。

(2)其他步骤可参照重型动力触探进行。

(二)标准贯入试验1.试验方法标准贯入试验的设备和测试方法在世界上已基本统一。

按水电部土工试验规程SD128-86规定,其测试程序和相关要求如下:(1)先用钻具钻至试验土层标高以上0.15m处,清除残土。

清孔时,应避免试验土层受到扰动。

当在地下水位以下的土层中进行试验时,应使孔内水位保持高于地下水位,以免出现涌砂和塌孔;必要时,应下套管或用泥浆护壁。

(2)贯入前应拧紧钻杆接头,将贯入器放入孔内,避免冲击孔底,注意保持贯入器、钻杆、导向杆联接后的垂直度。

孔口宜加导向器,以保证穿心锤中心施力。

贯入器放入孔内后,应测定贯入器所在深度,要求残土厚度不大于0.1m。

(3)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及累计0.30m的锤击数N,并记录贯入深度与试验情况。

若遇密实土层,锤击数超过50击时,不应强行打入,并记录50击的贯入深度。

(4)旋转钻杆,然后提出贯入器,取贯入器中的土样进行鉴别、描述记录,并测量其长度。

将需要保存的土样仔细包装、编号,以备试验之用。

(5)重复1~4步骤,进行下一深度的标贯测试,直至所需深度。

一般每隔1m进行一次标贯试验。

2.注意事项:钻孔时应注意下列各条。

(1)须保持孔内水位高出地下水位一定高度,以免塌孔,保持孔底土处于平衡状态,不使孔底发生涌砂变松,影响N值;(2)下套管不要超过试验标高;(3)须缓慢地下放钻具,避免孔底土的扰动;(4)细心清除孔底浮土,孔底浮土应尽量少,其厚度不得大于10cm;(5)如钻进中需取样,则不应在锤击法取样后立刻做标贯,而应在继续钻进一定深度(可根据土层软硬程度而定)后再做标贯,以免人为增大N值;(6)钻孔直径不宜过大,以免加大锤击时探杆的晃动;钻孔直径过大时,可减少N至50%,建议钻孔直径上限为100mm,以免影响N值。

标贯和圆锥动力触探测试方法的不同点,主要是不能连续贯入,每贯入0.45m必须提钻一次,然后换上钻头进行回转钻进至下一试验深度,重新开始试验。

另外,标贯试验不宜在含有碎石的土层中进行,只宜用于粘性土、粉土和砂土中,以免损坏标贯器的管靴刃口。

基本测试原理动力触探是将重锤打击在一根细长杆件(探杆)上,锤击会在探杆和土体中产生应力波,如果略去土体震动的影响,那么动力触探锤击贯入过程可用一维波动方程来描述。

动力触探基本原理也可以用能量平衡法来分析,现将分析方法叙述如下。

对于一次锤击作用下的功能转换,按能量守恒原理,其关系可写成:E m=E k+E c+E f+E p+E e(3-1)式中:E m——穿心锤下落能量;E k——锤与触探器碰撞时损失的能量;E e——触探器弹性变形所消耗的能量;E f——贯入时用于克服杆侧壁摩阻力所耗能量;E p——由于土的塑性变形而消耗的能量;E e——由于土的弹性变形而消耗的能量。

各项能量的计算式如下:落锤能量:E m=Mgh· (3-2)式中:M ——重锤质量;h ——重锤落距; g ——重力加速度;η——落锤效率(考虑受绳索、卷筒等摩擦的影响,当采用自动脱钩装置时η=1)。

碰撞时的能耗,根据牛顿碰撞理论得:mM k Mgh m E k +-⋅=)1(2 (3-3) 式中:M ,g ,h ——意义同(3-2)式;m ——触探器质量;k ——与碰撞体材料性质有关的碰撞作用恢复系数。

触探器弹性变形的能耗:EalR E c 22⋅=(3-4) 式中:l ——触探器贯入部分长度;E ——探杆材料弹性模量: a ——探杆截面积:R ——土对探头的贯入总阻力(kN )。

土的塑性变形能:E P =R ·S P (3-5)式中:R ——意义同(3-4)式:S p ——每锤击后土的永久变形量(可按每锤击时实测贯入度e 计)。

土的弹性变形能:E e =0.5R ·S e (3-6)式中:R ——意义同(3-4)式;S e ——每锤击时土的弹性变形量。

S e 值在试验时未测出,可利用无限半空间上作用集中荷载时的明德林(Mindlin )解答并通过击数与土的刚度建立的如下关系确定。

β⋅⋅⋅⋅=066.0p N A DR S e (3-7) 式中:R ——意义同(3-4)式;D ——探头直径(m ); A ——探头截面积(m2):N ——永久贯入量为0.1m 时的击数; p 0——基准压力,p 0=1kPa ;β——土的刚度系数(经验值:粘性土,β=800;砂土,β=4000)。

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