用静力触探试验测试砂土密实度
2021年岩土专业知识练习题和答案解析(Part16)
2021年岩土专业知识练习题和答案解析（Part16）共2种题型，共50题一、单选题(共30题)1.在使用套管的钻孔中，采取I级土试样时，取样位置应（）。
A：位于套管底B：低于套管底一倍孔径的距离C：低于套管底三倍孔径以上的距离D：低于套管底五倍孔径以上的距离【答案】：C【解析】：根据《岩土工程勘察规范》(GB 50021-2001) (2009年版）第9. 4. 5条规定，在钻孔中采取I、II级土试样时，在软土、砂土中宜采用泥浆护壁。
如使用套管，应保持管内水位等于或稍高于地下水位，取样位置应低于套管底三倍孔径的距离。
2.对于换土垫层的质量检验，下列叙述正确的是（）。
A：对素土、灰土和砂垫层可用贯入仪检验垫层质量，对于素土也可用钢筋检验，并均应通过现场试验以控制压实系数所对应的贯入度为合格标准B：垫层的质量检验必须分层进行，每夯压完一层，应检验该层的平均压实系数，当压实系数符合设计要求后，才能铺填上层土C：当采用贯入仪或钢筋检验垫层的质量时，检验点的间距应小于5m D：当取土样检验垫层的质量时，对大基坑每100 ~ 150m2应不小于1个检验点，对基槽每15 ~ 25m2不应少于1个点，每个单独柱基应不少于1个点【答案】：B【解析】：根据《建筑地基处理技术规范》(JGJ 79—2002)第4. 4.1?4.4. 3条，A项，对粉质黏土、灰土、粉煤灰和砂石垫层的施工质量检验可用环刀法、贯入仪、静力触探、轻型动力触探或标准贯入试验检验；对砂石、矿渣垫层可用重型动力触探检验，并均应通过现场试验以设计压实系数所对应的贯入度为标准检验垫层的施工质量。
B项，垫层的施工质量检验必须分层进行。
应在每层的压实系数符合设计要求后铺填上层土。
C项，采用贯入仪或动力触探检验垫层的施工质量时，每分层检验点的间距应小于4m。
D项，检验点数量，对大基坑每50~100m2不应少于1个检验点；对基槽每10 ~ 20m不应少于1个点；每个独立柱基不应少于1个点。
静力触探
静力触探试验(SL237-047-1999)一、试验目的1、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。
2、评价地基土的工程特性（容许承载力、压缩性质、不排水抗剪强度、水平向固结系数、饱和砂土液化势、砂土密实度等）。
3、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。
4、检验人工填土的密实度及地基加固效果。
二、原理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，是工程地质勘察中的一项原位测试方法。
三、仪器1、触探主机：应能匀速的将探头垂直压入土中，其额定贯入力和贯入速度应满足GB/T15406-94标准7.4的规定,其装置如图1所示。
2、反力装置：可用地锚、压重、车辆自重提供所需的反力。
3、探头：探头的结构按功能分为单桥梁头、双桥探头和孔压探头。
4、探杆：探杆应符合GB/T15406-94标准的8.2和8.3的规定.5、量测仪器：可采用下列仪器——静态电阻应变仪：准确度为±2%，分度值为5με。
——静力触探数字测力仪：准确度自动挡0.3%，手动档为0.5%。
图1 贯入装置示意图——电子电位差计：0.5级。
——深度记录装置：准确度为±1%。
6、其他：水准尺、管钳等工具。
四、方法及步骤1、平整试验场地，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。
静力触探试验
1 概述 2 试验设备 3 试验技术要求 4 成果应用
1 概述
静力触探（CPT），是用静力将探头 以以一定的速率压入土中，利用探头 内的力传感器，通过电子量测器将探 头收到的贯入阻力记录下来，可以达 到了解图层工程性质的目的。
CPT主要适合于黏性土、粉土和中等密实度以下的砂土等土质情况。由于目前尚无 法提供足够大的稳固压入反力，对于含较多碎石、砾石的土和很密实的砂土一般不 适合采用。此外总的测试深度不能超过80m。
2.3 量测记录仪器
电阻应变仪
自动记录仪
3 静力触探试验技术要求
触探头应匀速垂直压入土中，贯入速率为1.2m/min； 触探头的测力传感器连同仪器、电缆应进行定期标定，室内探头标定测力传感 器的非线性误差、重复性误差、滞后误差、温度零漂、归零误差均应小于1%FS （full scale），现场试验归零误差应小于3% ，绝缘电阻不小于500MΩ 深度记录误差不应大于触探深度的±1% ; 当贯入深度大于30m，或穿过厚层软土层再贯入硬土层时，应防止孔斜或触探 杆断裂，也可配置测斜探头量测触探孔偏斜角，以修正土层界线深度。 孔压探头在贯入前，应在室内保证探头应变腔为已排除气泡的液体所充满，并 在现场保持探头应变腔的饱和状态，直至探头进入地下水位以下土层。在孔压静 探试验中不得上提探头，以免出现真空负压，破坏应变腔的饱和状态。 当进行孔压消散试验时，应量测停止贯入后不同时间的孔压值，其计时间隔应 由密而疏。试验过程中不得松动探杆。
2 试验设备
贯入装置 探头 量测系统
静力触探试验设备
静力加压装置
探 头
电 测
装
置
qsia qpa
静力触探试验
2.1 贯入设备
一、加压装置
静力触探在软土地区勘察中使用的探讨
静力触探在软土地区勘察中使用的探讨摘要：本文围绕静力触探在软土地区勘察中使用的策略，探讨了静力触探技术在软土地区勘察中的应用策略。
通过分析划分土层及土类类别、确定地基容许承载力和检验人工填土的密实度及地基加固效果等方面的策略，提出了合理利用静力触探技术的建议，以确保勘察数据的准确性和工程安全。
关键词：静力触探；软土地区；勘察；应用引言软土地区工程勘察中面临诸多挑战，土层松软、不均匀性大等特点使得勘察工作更为复杂。
静力触探技术作为一种高效、准确的地质勘察手段，在软土地区有着重要的应用价值。
一、静力触探技术概述1. 静力触探基本原理静力触探的基本原理是根据受到的静力信号来判断不同土层的物理和力学性质。
当钻杆推进到地下时，会受到来自土层的阻力、静力和摩阻等反作用力。
通过测量这些反作用力的大小和变化，可以判断土层的硬度、密实度、湿度以及可能存在的岩层、泥层等信息。
2.静力触探所用设备钻探机是静力触探的主要设备，通常由钻杆、推进装置、钻头、传感器等组成。
钻探机能够将钻杆推进到地下并测量相应的静力和摩阻力等参数。
传感器是静力触探的核心部件，用于测量静力、摩阻力、钻进速度等参数。
传感器将这些参数转化为电信号，通过数据采集系统进行记录和分析。
数据采集系统用于记录传感器采集到的数据，并对数据进行处理、分析和展示。
这样的系统可以实时监测钻进过程中的参数变化，为工程勘察人员提供实时反馈和分析结果。
二、静力触探在软土地区勘察中的应用1. 划分土层及土类类别静力触探技术可以帮助工程勘察人员划分软土地区的土层及土类类别。
通过对地下土层进行静力触探，可以获得静力锥尖阻力、侧壁摩阻力、孔内水压力等数据。
这些数据反映了土体的物理特性和力学性质，包括土的密实度、湿度、强度等。
在软土地区，土层的特性多样且变化较大。
利用静力触探技术，勘察人员可以根据不同深度的试验数据，准确划分出不同的土层，并进一步确定土类的类别。
这为后续的工程设计提供了基础数据。
静力触探在密实厚砾砂层中的应用
静力触探在密实厚砾砂层中的应用作者：焦德智周涛洪岳来源：《中国新技术新产品》2009年第12期摘要：静力触探能直观的反映地基土在水平方向和垂直方向的变化，确定地基土的承载力和变形模量等指标，通过静力触探成果预估单桩承载力，判别桩基沉桩的可能性、砂土的密实度及其在地震作用下的液化可能性。
静力触探具有施工工期短及成本低等优势。
在岩土工程勘察中得到广泛的应用。
本文分析了静力触探在密实厚砾砂层中应用时所遇到的问题，提出了合理的施工建议。
关键词：静力触探；密实砾砂；地锚上浮；探杆弯曲1 工程概况本工程位于湖州经济开发区。
拟建建（构）筑物主要包括：一幢24层高层、多幢17~18层高层、多幢11~15层小高层，一座1~3层幼儿园及一幢2层中心会所。
场地内设有独立地下车库，埋深在4.0m左右。
本次勘察工作采用钻探取样、室内土工试验、静力触探试验、标准贯入试验及重型II动力触探等原位测试相结合的方法，以利于对场地工程地质条件作出客观评价。
静力触探孔位位于小高层、幼儿园及中心会所处。
2 场地工程地质条件场地区域上归属长江三角洲太湖湖相堆积平原。
根据勘探孔野外记录资料、结合土工试验成果，场地地基土（岩）层层序由上而下分述如下：①层素填土：灰褐色、灰褐黄色，松散，由粘性土组成，顶部见植物根系。
②层粉质粘土：灰黄色，可塑，厚层状，含铁锰质氧化斑点，局部粉粒含量较高。
稍有光滑，干强度中等，韧性中等；③层淤泥质粘土：灰色，流塑，厚层状，含有机质及半腐植物残体。
稍有光滑，干强度中等，韧性中等；⑤层粉质粘土：浅灰色，软塑~可塑，厚层状，局部夹粉砂团块，粉粒含量较高，不均匀。
稍有光滑，干强度中等，韧性中等；⑥层砾砂：浅灰色、浅灰黄绿色，厚层状，含石英、云母及少量粘性土团块。
摇振反应迅速，干强度低，韧性低；⑦1层粉质粘土：浅灰色，软塑，厚层状，下部含少量砂团，粉粒含量较高，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。
3 静探施工原因分析及问题解决3.1 可行性分析。
用静力触探试验测试砂土密实度
用静力触探试验测试砂土密实度作者：王洋来源：《科技创新与应用》2013年第28期摘要：大量的模型试验和现场试验结果表明，静力触探都可用于工程地质勘察回填砂土的密实度检测，为了从理论上揭示两者的相关性的根源，通过试验测试出，静力触探在砂土中试验结果相关性的必然性。
关键词：静力触探；砂土；密实度静力触探是岩土工程勘察中一项常用的原位测试方法，因其普遍适用性和有效性而在岩土工程勘察工程中广泛应用，它适宜于软土、粘性土、粉土、砂性土层。
特别是对于地层情况变化较大的复杂场地及不易取得原状土的饱和砂土和高灵敏度的软粘土地层的勘察，更适合采用静力触探进行勘察。
静力触探试验是广泛用于岩土工程勘探、监测和检测方面的原位测试技术，具有轻便、快速、高效的特点。
基本原理就是用准静力（相对动力触探而言，没有或很少冲击荷载）将一个内部装有传感器的触探头以匀速压入土中，由于地层中各种土的软硬不同，探头所受的阻力自然也不一样，传感器将这种大小不同的贯入阻力通过电信号输入到记录仪表中记录下来，再通过贯入阻力与土的工程地质特征之间的定性关系和统计相关关系，来实现取得土层剖面、提供浅基承载力、选择桩端持力层和预估单桩承载力等工程地质勘察目的。
静力触探是常用的土体原位测试方法。
触探试验的成果反应了地基土在竖向动荷载与静荷载作用下的强度与变形能力，都是地基土强度与变形性能的综合反映。
砂土的密实度决定着地基承载力、桩的摩阻力与端承力，是工程地质勘察中的一项重要内容。
砂土（无粘性土）的密实度是表征其物理性质的一项重要指标，直接影响到砂土的工程性质。
密实状态的砂土，强度高是良好的天然地基，反之，松散状态的砂土，强度低，不能作为天然地基。
因此如何表示砂土的密实程度是土力学中重要问题之一。
在一定程度上，砂土的密度程度可用其孔隙比来表示。
但砂土的孔隙比的变化范围受土粒大小、磨圆程度、形状和级配的影响很大，即使两种无粘性土的孔隙比相同，但它们所处的密实状态未必一样。
静力触探试验实施细则
静力触探试验实施细则一、引言静力触探试验是一种常用的土壤力学试验方法，用于确定土壤的力学性质和地层的承载能力。
本文旨在制定静力触探试验的实施细则，以确保试验的准确性和可靠性。
二、试验目的静力触探试验的主要目的是确定土壤的下列性质：1. 土壤的密实度和颗粒间的磨擦角；2. 土壤的承载力和变形特性；3. 土壤的水平地应力和垂直地应力。
三、试验设备和材料1. 静力触探机：应选择具有合适的静力触探能力和稳定性的设备，并定期进行校准和维护。
2. 钻杆和触探头：应选择适合试验需求的钻杆和触探头，并确保其质量和尺寸符合相关标准。
3. 记录仪：应使用高精度的记录仪器，以确保试验数据的准确性和可靠性。
4. 其他辅助设备和材料：如水泥、水桶、测量工具等。
四、试验前的准备工作1. 土壤勘探：在进行静力触探试验前，应进行充分的土壤勘探工作，以确定试验点的位置和土层分布情况。
2. 环境调查：应对试验点周围的环境进行调查，包括地下水位、地质构造等因素的影响。
3. 试验点准备：在试验点周围清除杂物，确保试验点平整且无障碍物。
五、试验操作步骤1. 安装设备：将静力触探机放置在试验点上，并进行稳定固定。
安装钻杆和触探头，并确保其与设备连接坚固。
2. 开始试验：启动静力触探机，将钻杆和触探头缓慢下压到预定深度，同时记录下压力和下沉深度。
3. 数据记录：使用记录仪器实时记录下压力和下沉深度的变化。
在试验过程中，应注意观察土壤的变化情况，并记录相关观察结果。
4. 试验结束：当触探头达到设计深度或者无法继续下压时，住手试验并记录最大下压力和对应的下沉深度。
5. 数据处理：根据试验数据计算土壤的密实度、磨擦角、承载力等指标，并绘制相应的试验曲线和图表。
六、数据分析和结果解读1. 数据分析：对试验数据进行统计和分析，计算土壤的力学性质指标，并进行数据的验证和比较。
2. 结果解读：根据试验结果，评估土壤的承载能力和变形特性，并提出相应的建议和措施。
3.静力触探测试(二)
1、土层划分
1) 绘制各种贯入阻力曲线图，如qc-h，
fs-h，FR-h，U-h(Bq-h)等，将触探孔 分层，并计算每一分层参数的平均值；
x= 1 ∑ xi n
a) 当分层厚度大于1m，且土质比较均匀时，应扣除其 滞后深度和超前深度范围的触探参数值； b) 对于分层厚度不足1m的均质土层，如为软层，应取 其最小值为层平均值；如为硬层应取其大值平均值 (最大值上下各20cm范围内测值的平均值)； c) 分层曲线中，如遇异常大值，应予剔除，不参与 平均计算；
32
孔压参数比
u2 − U 0 Bq = qt − σ v0
式中，Bq ——孔压参数比； u2 ——某一深度的最大孔隙水压力（kPa）； U0 ——某一深度的静水压力（kPa）； σv0 ——土层的上覆压力； ρw ——水的密度（10kg/m3）； h ——水位至测点的深度（m）； qt ——总锥尖阻力；
41
用静力触探评定砂土的密实度
Ps——国产单桥探头所测砂土的比贯入阻力，100kPa； qc——双桥探头所测砂土的锥尖阻力，100kPa；
42
锥尖阻力qc（100kPa）
用锥尖阻力求砂土相对密度
有效上覆压力
相对密度Dr
43
铁道部静探规则（TBJ37-93）
46
承载力系数
砂土内摩擦角与锥尖阻力关系图
25
铁道部TBJ37－93规则法（双桥）
此法的优点是建立了土类划分边界方程，便于计算机 处理；其缺点是划分土类太粗糙。
qc小于0.7MPa为软土
26
中国地质大学法
利用双桥探头测试得到的qc、fs、FR三个 参数绘制三角图划分土类。
27
划分土类三角图 粗砂 中砂
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用静力触探试验测试砂土密实度
大量的模型试验和现场试验结果表明，静力触探都可用于工程地质勘察回填砂土的密实度检测，为了从理论上揭示两者的相关性的根源，通过试验测试出，静力触探在砂土中试验结果相关性的必然性。
标签：静力触探；砂土；密实度
静力触探是岩土工程勘察中一项常用的原位测试方法，因其普遍适用性和有效性而在岩土工程勘察工程中广泛应用，它适宜于软土、粘性土、粉土、砂性土层。
特别是对于地层情况变化较大的复杂场地及不易取得原状土的饱和砂土和高灵敏度的软粘土地层的勘察，更适合采用静力触探进行勘察。
静力触探试验是广泛用于岩土工程勘探、监测和检测方面的原位测试技术，具有轻便、快速、高效的特点。
基本原理就是用准静力（相对动力触探而言，没有或很少冲击荷载）将一个内部装有传感器的触探头以匀速压入土中，由于地层中各种土的软硬不同，探头所受的阻力自然也不一样，传感器将这种大小不同的贯入阻力通过电信号输入到记录仪表中记录下来，再通过贯入阻力与土的工程地质特征之间的定性关系和统计相关关系，来实现取得土层剖面、提供浅基承载力、选择桩端持力层和预估单桩承载力等工程地质勘察目的。
静力触探是常用的土体原位测试方法。
触探试验的成果反应了地基土在竖向动荷载与静荷载作用下的强度与变形能力，都是地基土强度与变形性能的综合反映。
砂土的密实度决定着地基承载力、桩的摩阻力与端承力，是工程地质勘察中的一项重要内容。
砂土（无粘性土）的密实度是表征其物理性质的一项重要指标，直接影响到砂土的工程性质。
密实状态的砂土，强度高是良好的天然地基，反之，松散状态的砂土，强度低，不能作为天然地基。
因此如何表示砂土的密实程度是土力学中重要问题之一。
在一定程度上，砂土的密度程度可用其孔隙比来表示。
但砂土的孔隙比的变化范围受土粒大小、磨圆程度、形状和级配的影响很大，即使两种无粘性土的孔隙比相同，但它们所处的密实状态未必一样。
例如就某一确定的天然孔隙比，级配不良的砂土，根据该孔隙比可评定为密实状态；而对于级配良好的土，同样具有这一孔隙比，则可能判为中密或者稍密状态。
因此，工程上一般采用相对密度Dr来衡量无粘性土的密实程度。
相对密度Dr的表达式如下：
式中：emax-同一土样情况下无粘性土的最大孔隙比，由它的最小干密度换算；一般按“松砂器法”测定；emin-同一土样情况下无粘性土的最小孔隙比，由它的最大干密度换算；一般按“振击法”测定；e-同一土样情况下无粘性土的天然孔隙比。
但在工程实际工作中最常用确定砂土的密实度是依据标准贯入试验的锤击数。
实际工作中，有两种情况难以用标准贯入试验确定砂土的密实度：一种是饱和砂土，尤其是具有承压水的砂层，标准贯入试验难以进行；另一种是钻杆长超过21米时，取出了取出了规范上的校正范围而无法校正击数。
通过几年的工作与资料的积累，在20m深度内，可正常进行的标准贯入试验与静探试验对比，建立标准贯入击数与静力触探试验指标一一锥尖阻力的回归方程，从而可直接用静力触探试验测试出砂土的密实度。
对比试验是在牡丹江市地区，方法是标准贯入试验孔与静力触探试验孔孔距0.6-1.5m，并先进行静探试验，从32个对比中得到了52组粉细砂、37组中粗砂的N63.5与qc对比数据，对这些数据分别做了回归分析，得到了两个回归方程。
粉细砂：Nf·x=0.0025qc+3.12 （1）
中粗砂：Nz·c=0.003qc+5.22 （2）
式中：Nf·x、Nz·c：分别为粉细砂、中粗砂的标准贯入试验锤击数（击/30cm）；qc：静力触探试验锥尖阻力（Kpa）
对于公式（1），在给定信度α=0.01时，F=877.67≥F0.01=6.63；对于公式（2），在给定信度α=0.01时，F=768.42≥F0.01=6.63；公式（1）、（2）的F检验均极为显著。
标准贯入试验锤击数N63.5与静力触探试验指标锥尖阻力qc的关系，为了确定砂土密实度界限的qc值，我们利用N=10、N=15、N=30三个标准贯入试验界限值代入公式（1）、（2）中，求出对应的qc，并列入下表。
国内外评定砂土密实度界限值对比表
通过对比，有一定差别，但不是很大，尤其与辽宁煤矿设计院、哈尔滨市勘察设计院、同济大学的资料很接近，且介于二者之间。
而造成的差别与地区、砂土的级配，矿物成分及饱和度有关。
因此，我们建立的公式适用于牡丹江地区，其它地区只能参考适用。
再后来勘察工作中，我们应用了这两的公式来确定砂土密实度，从而给出地基承载力、桩端承载力、摩阻力，与地区经验压桩试验对比，结果是正确的。
静力触探既是一种原位测试手段，也是一种勘探手段，它和常规的钻探——取样——室内试验等勘探程序相比，具有快速、精确、经济和节省人力等特点。
此外，在采用桩基工程勘察中，静力触探能准确地确定桩端持力层等特征也是一般常规勘察手段所不能比拟的。
参考文献
[1]曾国熙.地基处理手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1988，8.
[2]叶书麟.地基处理实例应用手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1998.
[3]GBJ50007-2002 建筑地基基础设计规范[S].。