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静力触探

将锥尖阻力qc或比贯入阻力ps与土的压缩模量Es和变 形模量E0的数理统计分析方面,都反映了qc(或ps)与 Es和E0等变形指标有某种很好的关系。
1)粘性土 静力控比贯入阻力PS粘性土的压缩模量Es和变形模 量E0的实用关系
-

实用关系
ps

Es=3.11Ps+1.14
定 Es=4.13Ps 粘
35.7
57
15
43.7
60
70
200
179
300
219
20
50.4
81
300
189
-
单桥探头 单桥探头只能测定一个触探指标—比贯入阻力ps,
ps
P A
双桥探头
双桥探头能同时测出锥尖阻力和侧壁摩阻力。故可
用于单桩的模型试验,分别测得单桩桩尖承载力和侧
壁摩擦力。
q 锥尖阻力 c 和侧壁摩阻力 f s 分别定义如下:
常用的静力触探探头分为 单桥探头和双桥探头及孔 压探头,探头圆周截面积 以10cm2为宜,也可以使用 15cm2 。
-
静力触探探头规格
锥头截 面积 A(cm2 )
探头直 径
D(mm )
锥角 α (°)
单桥探头
有限侧壁 长度 L (mm)
双桥探头
摩擦筒 侧壁面 积(cm2)
摩擦筒 长度
L (cm)
10
的内摩擦角。
用静力触探比贯入阻力ps估算沙土内摩擦角
Ps(MPa) 1.0 2.0 3.0 4.0 6.0 11.0 15
30
(º) 29
31
32
33
34
36
37
39
-
用静力触探估算粘性土的不排水抗剪强度(kPa)
实用关系式
适用条件
来源
Cu=0.071qc+1.28
Qc<700kPa
同济大学
Cu=0.039qc+2.7
静力触探测试时,深度记录误差范围一般为 1%。当贯入深度>50m 时,应测量触探孔的偏斜度,校正土的分层界线。
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迄今还没有一些理论能很圆满地解释静力触探的贯入 机理。因此,静力触探在实际工程的应用中,常常用一些 经验关系把贯入阻力与土的物理力学性质联系起来,建立 经验公式;或根据对贯入机理的认识做定性的分析(如模 式分析、因子分析等),在此基础上建立半经验的公式。
用静力触探曲线划分土层界线的方法为: 1)上下层贯入阻力相差不大时,取超前深度和滞后深 度的中心,或中点偏向小阻力土层5~10cm处作为分层界 线; 2)上下层贯入阻力相差一倍以上时,当由软层进入硬 层或由硬层进入软层时,取软层最后一个(或第一个) 贯入阻力小值偏向硬层10cm处作为分层界线; 3)上下层贯入阻力无甚变化时,可结合Fs或Rf的变化 确定分层界线。
Qc<800kPa
铁道部
Cu=0.0308ps+4.0
Ps=100 ~ 1500kPa 新 港软粘土
Cu=0.0696ps-2.7
Ps=300~1200饱和软 粘土
Cu=0.1qc Cu=0.105qc
Ψ=0纯粘土 -
一般设计研究院 武汉静探联合组
日本 Meyerhof
(3)评定土的变形参数 大量研究成果表明,在临界深度以下贯入时,土体 压缩变形起着重要作用,因此,无论从理论上还是
fs
Pf F
qc
Qc A
在静力触探的整个过程中,探头应均匀、垂直地压入土层中,贯入速 率一般控制在(1.2 0.3)m/min。
静力触探探头传感器必须事先进行率定,室内率定非线性误差、重复 性误差、滞后误差、温度漂移、归零误差范围应为 0.5%~1.0%。现场 实验时,应检验现场的归零误差<3%,它的试验质量的重要指标。
静力触探实验(CPT) 静力触探是通过一定的机械装备,将一定规格的金属探头用 静力压入土层中,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。 静力触探的主要优点是连续、快速、精确;可以在现场直接 测得各土层的贯入阻力指标;掌握各土层原始状态(相对于 土层被扰动和应力状态改变而言)下有关物理力学的性质, 这对于地基在竖向变化比较复杂,而用其他常规勘探手段不 可能能大密度取土或测试来查明土的变化;对于饱和砂土、 砂质粉土以及高灵敏度软粘土层中钻探取样往往不易达到技 术要求,或者无法取样的情况;用静力触探连续压入测试, 则显出其独特的优越性。但是,静力触探也有不足之处:不 能对土层进行直接的观测、鉴别;由于稳固的反力问题没有 解决,测试深度不能超过80m;对于含碎石、砾石的土层和很 密实的沙层一般不适合应用等。-
静力触探实验的主要技术要求 静力触探仪器主要有三部分组成:贯入装置(包括反力装 置),其基本功能是可控制等速压贯入;另一部分是传动 系统,目前国内外使用的传动系统有压液和机械的两部分 ;第三部分是量测系统,这部分包括探头、电缆和电阻应 变仪(或电位差计自动记录仪)等。静力触探仪按其传动 系统可分为:电动机械式静力触探仪、液压式静力触探仪 和手控轻型链式静力探触仪。
比贯入阻力-深度 (ps-h)关系曲线
锥尖阻力 -深度
(qc-h) 关系曲线
-
பைடு நூலகம்
侧壁贯入
阻力-深度 (fs-h)关
系曲线
摩阻比-深度(Rfh)关系曲线
根据目前的研究与经验,静力触探实验成果的应用主要 有下列几个方面:
(1)划分土层界线 根据静探曲线对地基土进行力学分层,或参照钻孔分层 结合静探ps或qc及fs值的大小和曲线形态特征进行地基土的 力学分层,并确定分层界线。
性 Es=2.14Ps+2.17 土
-
(2)评定地基土的强度参数 1)粘性土 由于静力触探实验的贯入速率较快,因此对量测粘性土 的不排水抗剪强度是一种可行的方法。经过大量实验和研 究,探头锥尖阻力基本上与粘性土的不排水抗剪强度呈某 种确定的函数关系,而且将大量的测试数据经数理统计分 析,其相关性都很理想。
2)砂土
我国铁道部《静力触探技术规则》提出可按下表估算沙土
静力触探实验适用于粘性土、粉土和砂土。 静力触探实验可以用于下列目的: 1)根据贯入阻力曲线的形态特征或数值变换幅度划 分土层。 2)估算地基土层的物理力学参数。 3)评定地基的承载力。 4)选择桩基持力层、估算单桩极限承载力,判定沉 桩可能性 5)判定场地地震液化势。
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静力触探实验的主要成果有:比贯入阻力-深度(ps-h)关系 曲线;锥尖阻力-深度(qc-h)关系曲线;侧壁贯入阻力-深 度(fs-h)关系曲线和摩阻比-深度(Rf-h)关系曲线。
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