静力触探试验(CPT)

双桥 粘性土 砂性土
α—桩端阻力修正系数，粘性土取2／3，饱和砂土取1／2。
4）确定土的变形指标
Es = 3.11 ps + 1.14
5）确定土的强度参数
（上海粘性土）
cu ≈ qc / 15
qc = 3.1 ~ 4.0
6）判定砂土的液化
ϕ = 30 （砂土）
0
pscr = ps 0 [1 − 0.065(d w − 2)][1 − 0.05(d 0 − 2)]
2、探头工作原理及构造
静力触探仪— 探头（地层阻力传感器） 量测记录设备（自动数据采集仪） 贯入装置（加压、反力、探杆）
1）P ε 转换
P ∆L = σ = Eε = E F L
2） ε ΔR转换
L R=ρ F
∆L → ∆R / R = K = K ⋅ε L
电阻应变片灵敏 度系数
∆R = K ⋅ ε ⋅ R
1）单桥探头 测比贯入阻力ps—包括 锥尖阻力和侧壁阻力：
P ps = A
2）双桥探头 可分别测出锥尖总阻力Qc和侧壁总摩 阻力Pf：
Qc qc = A Pf fs = Fs fs 摩阻比： Rs = × 100% qc
3）孔隙水压探头
可同时测孔隙水压力
5、探头的标定
找出探头内传感器的应变值与贯入阻力 之间的关系。 可在经过计量的材料试验机上进行。 1）固定桥压法 组装好设备，选好供桥电压； 逐级加荷，记录荷载及相应仪表输出毫 伏电压（或微应变）；再卸荷；平行标定 3～4次，检验其一致性； 绘荷载—输出曲线（直线），即为标定 曲线。
侧阻： 1cm代表5、10、 20kPa； 摩阻比： 1cm代表1％。
分层方法： 曲线变化趋势，及地区经验相结合； 以qc为主，结合考虑fs或Rf； 分层界限的“超前”、“滞后”问题；界限 往硬层靠5～10cm； 场地指标： 每一层的触探指标； 加权平均值（场地比较均匀）； 最小平均值（场地土质不均）。
∆U ∝ ε ∝ P
3、静力触探设备
电动式 液压式 手摇式 静力触探车

液压式
电动式 反力装置 （地锚）
量测记录仪表： 双笔自动记录仪 微机自动采集、分析仪 角机
4、探头的类型
锥底面积 A/cm2 10 15 20 直径 D/mm 35.7 43.7 50.4 单桥有效 双桥摩擦 摩擦筒侧 锥角α／ 侧壁长 筒长 面积 度 L/mm L/mm Fs/cm2 60 57 179 200 60 70 219 300 60 81
qs = K q ⋅ ε q fs = K f ⋅ ε f
fs R f = × 100% qs
3）绘图及分层 对电脑自 动记录仪，其直 接输出即为贯入 阻力的曲线，也 可输出文本文件。
ps − H qs − H fs − H Rf − H
绘图比例尺： 深度：1：100
1：200
比贯入或端阻：
1cm代表0.5、1.0、2.0 MPa
3） ΔR
ΔU转换
R1
B R2 C R4 D R3
∆U
电桥平衡时， ΔU ＝0：
R1 ⋅ R3 = R2 ⋅ R4
等桥壁：
A
R1 = R3 = R2 = R4
U
采用适当的贴法，当探头受力时，R1、 R3变小，R2、R4增大，有输出电压：
Kε (1 + µ ) Kε (1 + µ ) ∆U = ⋅U ⋅U ≈ 2 + Kε (1 + µ ) 2
p
超前 滞后 超前 滞后
s
4）影响因素
贯入速率 探头面积 探头结构形式 临界深度（浅部影响） 成层土
8、成果应用
1）确定土层剖面和土的类别、砂土密 实度 2）提供地基承载力 如对上海灰色粘土
f 0 = 0.075 ps + 38 kPa
3）确定单桩承载力
Qu = u ∑ qsik li + α b psb Ap
标定系数：
P kN
P K= A⋅ε
输 出ε mV或 µε
改变供桥电压，重复上述步骤， 获得各种桥压下的标定系数。
2）标定供桥电压法 适用于供桥电压连续可调的自动记录仪。 先指定一个标定系数，计算仪表满量程 荷载； 给供桥电压一个初始值，施加满量程荷 载，看输出是否满量程，否则改变供桥电 压，直至输出满量程。 重复上述步骤，获得各种标定系数下的 供桥电压。
7、资料的整理
1）原始数据修正 （1）深度修正 倾斜修正 （2）零漂修正 按归零检查的 深度间隔按线 性内插法对 测试值加以修 正。
（3）曲线形状修正 （4）变换供桥电压修正
2）贯入阻力计算 对电脑自动记录仪，其直接输出即为贯 入阻力（可调）； 对电阻应变仪，贯入阻力指标按下式计 算：
ps = K p ⋅ ε p
单桥
⎧ ps ps ≤ 1000kPa ⎪ 20 ⎪ qsik = ⎨0.025 ps + 25 ps > 1000kPa ⎪p ⎪ s 粉土及砂性土 ⎩ 50
粘性土
Qu = u ∑ f si li β i + α qc Ap
β i = 10.043 f β i = 5.045 f
−0.55 si −0.45 si
地下水埋深 覆盖层厚度
下地锚
正在进行静力触探试验
思考: 静力触探的工作原理及其成果应用？ 双桥探头的工作原理？
6、试验要点
1）准备工作 探头、钻杆选用，信号电缆检查； 自动记录系统检查 平整场地 2）操作要点 （1）选好勘探点；下地锚（位置、数 量）； （2）安装机架（水平）； （3）接上电缆、探头，调好自动记录仪； （4）穿入探杆，试压，检查记录是否正
（5）试验过程应注意消除温差的影响； （6）贯入速率为1.2m/min，±25％； （7）贯入深度记录误差不应大于触探深度的 1％； （8）探杆连接应快速、稳固； （9）贯入过程应注意地层变化，及时采取措 施；（停机、改变桥压） （10）终孔后，关闭记录，移开角机，起拔 钻杆； （11）起拔地锚； （12）移至下一勘探点，重新开始试验。
静力触探试验（CPT）
• 试验目的:
了解静力触探的试验设备及试验步骤; 初步掌握试验资料的整理及成果的应用.
1、概述
利用准静力将触探头（内部装有传感器） 以均速压入土中， 以获取土层的贯入阻力，从 而判定土的物理力学性质。 优点：连续 快速 精确 尤其对不易取样的饱和砂、软粘土 不足：不能对土直接观察、鉴别