2018年注冊巖土工程師巖土工程勘察講義：原位測試

　　原位測試

　　一、 概 述

　　在巖土工程勘察過程中，為了取得工程設(shè)計所需要的反映地基巖土體物理、力學(xué)、水理性質(zhì)指標(biāo)，以及含水層參數(shù)等定量指標(biāo)。要求對上述性質(zhì)進(jìn)行準(zhǔn)確的測試工作，這種測試僅靠勘探中采取巖土樣品在實驗室內(nèi)進(jìn)行實驗往往是不夠。

　　實驗室一般使用小尺寸試件，不能完全確切地反映天然狀態(tài)下的巖土性質(zhì)，特別是對難于采取原狀結(jié)構(gòu)樣品的巖土體。因而有必要在現(xiàn)場進(jìn)行試驗，測定巖土體在原位狀態(tài)下的力學(xué)性質(zhì)及其他指標(biāo)，以彌補實驗室測試的不足。野外試驗亦稱現(xiàn)場試驗、就地試驗、原位測試。許多試驗方法是隨著對巖土體的深入研究而發(fā)展起來的。

　　(一)、原位測試的目的

　　1、在巖土體處于天然狀態(tài)下，利用原地切割的較大尺寸的試件進(jìn)行各種測試取得可靠的巖土體物理、力學(xué)、水理性質(zhì)指標(biāo)。

　　2、對于某些因無法采取原狀樣品進(jìn)行室內(nèi)實驗的巖土體的測試。如：裂隙化巖石、液態(tài)粘性土(低液限粘土、淤泥)、砂礫。

　　3、完成或?qū)崿F(xiàn)室內(nèi)無法測定的實驗內(nèi)容。如：地下洞室圍巖應(yīng)力、巖體裂隙的連通性、透水性、含水層的滲透性等。

　　4、為施工(基坑開挖、地基處理)提供可靠的數(shù)據(jù)。

　　{二}、原位測試的分類

　　1、巖土力學(xué)性質(zhì)的野外測定

　　(1)土體力學(xué)性質(zhì)試驗:載荷試驗、旁壓試驗、靜、動觸探試驗、十字板剪切試驗

　　(2)巖體力學(xué)性質(zhì)試驗:巖體變形靜力法試驗、聲波測試(動力法)試驗、巖體抗剪試驗、點荷載強度試驗、回彈錘測試、便攜式弱面剪試驗

　　2、巖體應(yīng)力測定:測定巖體天然應(yīng)力狀態(tài)下及工程開挖過程中應(yīng)力的變化。如：地下洞室開挖

　　3、水文地質(zhì)試驗:鉆孔壓水試驗(裂隙巖體)、抽水試驗(中、強富水性含水層)、注水試驗(干、松散透水層)、巖溶裂隙連通試驗等

　　4、改善土、石性能的試驗:為地基改良和加固處理提供依據(jù)。如：灌漿試驗、樁基試驗等

　　(三)、原位測試的新進(jìn)展

　　近年來我國巖土工程原位測試與現(xiàn)場監(jiān)控技術(shù)有長足進(jìn)步，在長期實踐過程中，在測試儀器和方法，理論分析，成果應(yīng)用等積累了豐富的經(jīng)驗。主要發(fā)展如下：

　　1、土體原位測試中，旁壓試驗儀器的改進(jìn)，靜力觸探技術(shù)的發(fā)展。

　　2、巖體變形試驗中，采用大面積(d=1.0m)中心孔柔性承壓板法和鉆孔彈模計(可測100m厚度內(nèi)巖體變形)。

　　3、巖體剪切試驗中，發(fā)展了現(xiàn)場三軸試驗技術(shù)。研究巖體三維狀態(tài)下的變形、破壞機(jī)制及強度特征，并相應(yīng)發(fā)展了三維數(shù)值模擬與物理模型相結(jié)合進(jìn)行巖體強度預(yù)測。

　　4、巖體應(yīng)力測試技術(shù)，在測試元件和套鉆技術(shù)(應(yīng)力解除法)有很多發(fā)展。水電部門進(jìn)行了聲發(fā)射法(刻槽)和應(yīng)力解除法的對比研究，取得進(jìn)展。聲波法可用于測定巖體歷史上受過最大地應(yīng)力值，而應(yīng)力解除法是測定現(xiàn)存應(yīng)力值。

　　5、鉆孔壓水實驗方法，由原來的前蘇聯(lián)壓水試驗體系向國際通用壓水試驗方法改進(jìn)，采用Lugeon(劉讓或呂榮)單位體制。此外，還研究了一些特殊的壓水試驗方法，如：多孔壓水試驗、壓氣試驗等。

　　(四)、土體原位測試的優(yōu)缺點

　　土體原位測試一般是指在巖土工程勘察現(xiàn)場，在不擾動或基本不擾動土層的

　　情況下對土層進(jìn)行測試，以獲得所測土層的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)及劃分土層的一種

　　土工勘測技術(shù)。它是一項自成體系的試驗科學(xué)，在巖土工程勘察中占有重要位置。

　　這是因為它與鉆探、取樣、室內(nèi)試驗的傳統(tǒng)方法比較起來，具有下列

　　明顯優(yōu)點：

　　(1)可在擬建工程場地進(jìn)行測試，毋需取樣，避免了因鉆探取樣所帶來的一系列困

　　難和問題，如原狀樣擾動問題等。

　　(2)原位測試所涉及的土尺寸較室內(nèi)試驗樣品要大得多，因而更能反映土的宏觀結(jié)

　　構(gòu)如裂隙等)對土的性質(zhì)的影響。

　　(五)、土體原位測試技術(shù)的種類

　　土體原位測試方法很多，可以歸納為下列兩類：

　　(1)土層剖面測試法。它主要包括靜力觸探、動力觸探、扁鏟松脹儀試驗及波

　　速法等。土層剖面測試法具有可連續(xù)進(jìn)行、快速經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點。

　　(2)專門測試法。它主要包括載荷試驗、旁壓試驗、標(biāo)準(zhǔn)貫入實驗、抽水和注水試驗、十字板剪切試驗等。土的專門測試法可得到土層中關(guān)鍵部位土的各種工程性質(zhì)指標(biāo)，精度高，測試成果可直接供設(shè)計部門使用。其精度超過室內(nèi)試驗的成果

　　二 、載荷試驗

　　載荷試驗可用于測定承壓板下應(yīng)力主要影響范圍內(nèi)巖土的承載力和變形特性。淺層平板載荷試驗適用于淺層地基土:深層平板載荷試驗適用于埋深等于或大于3m和地下水位以上的地基土;螺旋板載荷試驗適用于深層地基土或地下水位以下的地基土。

　　載荷試驗應(yīng)布置在有代表性的地點，每個場地不宜少于3個，當(dāng)場地內(nèi)巖土體不均時,應(yīng)適當(dāng)增加。淺層平板載荷試驗應(yīng)布置在基礎(chǔ)底面標(biāo)高處。

　　1、 載荷試驗的技術(shù)要求

　　1) 淺層平板載荷試驗的試坑寬度或直徑不應(yīng)小于承壓板寬度或直徑的三倍;深層平板載荷試驗的試井直徑應(yīng)等于承壓板直徑;當(dāng)試井直徑大于承壓板直徑時，緊靠承壓板周圍土的高度不應(yīng)小于承壓板直徑;

　　2) 試坑或試井底的巖土應(yīng)避免擾動，保持其原狀結(jié)構(gòu)和天然濕度，并在承壓板下鋪設(shè)不超過20mm 的砂墊層找平,盡快安裝試驗設(shè)備;螺旋板頭人土?xí)r，應(yīng)按每轉(zhuǎn)一圈下人一個螺距進(jìn)行操作，減少對土的擾動;

　　3) 載荷試驗宜采用圓形剛性承壓板，根據(jù)土的軟硬或巖體裂隙密度選用合適的尺寸;土的淺層平板載荷試驗承壓板面積不應(yīng)小于0.25㎡，對軟土和粒徑較大的填土不應(yīng)小于0.5㎡;土的深層平板載荷試驗承壓板面積宜選用0.5㎡;巖石載荷試驗承壓板的面積不宜小于0.07㎡。

　　4) 載荷試驗加荷方式應(yīng)采用分級維持荷載沉降相對穩(wěn)定法(常規(guī)慢速法);有地區(qū)經(jīng)驗時，可采用分級加荷沉降非穩(wěn)定法(快速法)或等沉速率法;加荷等級宜取10～12級，并不應(yīng)少于8級，荷載量測精度不應(yīng)低于最大荷載的±1%。

　　5) 承壓板的沉降可采用百分表或電測位移計量測，其精度不應(yīng)低于±0.01mm;。

　　6)對慢速法，當(dāng)試驗對象為土體時，每級荷載施加后，間隔5min、5min、10min、15min、15min 測讀一次沉降，以后間隔30min 測讀一次沉降，當(dāng)連讀兩小時每小時沉降量小于等于0.1mm 時，可認(rèn)為沉降已達(dá)相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)，施加下一級荷載;

　　當(dāng)試驗對象是巖體時，間隔1min、2min、2min、5min 測讀一次沉降，以后每隔10min 測讀一次，當(dāng)連續(xù)三次讀數(shù)差小于等于0.01mm 時，可認(rèn)為沉降已達(dá)相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)，施加下一級荷載;　　　　7) 當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時，可終止試驗：

　�、� 承壓板周邊的土出現(xiàn)明顯側(cè)向擠出，周邊巖土出現(xiàn)明顯隆起或徑向裂縫持續(xù)發(fā)展;

　�、票炯壓奢d的沉降量大于前級荷載沉降量的5倍，荷載與沉降曲線出現(xiàn)明顯陡降;

　�、� 在某級荷載下24 小時沉降速率不能達(dá)到相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn);

　�、瓤偝两盗颗c承壓板直徑(或?qū)挾?之比超過0.06。

　　2、載荷試驗成果

　　根據(jù)載荷試驗成果分析要求，應(yīng)繪制荷載(p)與沉降(s)曲線，必要時繪制各級荷載下沉降(s)與時間(t)或時間對數(shù)(lgt)曲線。應(yīng)根據(jù)p-s 曲線拐點，必要時結(jié)合s-lgt 曲線特征,確定比例界限壓力和極限壓力。當(dāng)p-s 呈緩變曲線時，可取對應(yīng)于某一相對沉降值(即s/d，d 為承壓板直徑)的壓力評定地基土承載力。

　　3、 土的變形模量

　　應(yīng)根據(jù)p-s 曲線的初始直線段，可按均質(zhì)各向同性半無限彈性介質(zhì)的彈性理論計算。

　　表4　　　　　　 深層載荷試驗計算系數(shù)

#FormatImgID_3#	碎石土	砂土	粉土	粉質(zhì)粘土	粘土
0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.01	0.477 0.469 0.460 0.444 0.435 0.427 0.418	0.489 0.480 0.471 0.454 0.446 0.437 0.429	0.491 0.482 0.474 0.457 0.448 0.439 0.431	0.515 0.506 0.497 0.479 0.470 0.461 0.452	0.524 0.514 0.505 0.487 0.478 0.468 0.459

　　注：d/z 為承壓板直徑和承壓板底面深度之比。

　　三、 靜力觸探試驗

　　靜力觸探試驗適用于軟土、一般粘性土、粉土、砂土和含少量碎石的土.靜力觸探可根據(jù)工程需要采用單橋探頭、雙橋探頭或帶孔隙水壓力量測的單、雙橋探頭，可測定比貫入阻力(ps)、錐尖阻力(qc)、側(cè)壁摩阻力(fs)和貫入時的孔隙水壓力(u)。

　　1、靜力觸探試驗的技術(shù)要求

　　1) 探頭圓錐錐底截面積應(yīng)采用10c㎡ 或15c㎡，單橋探頭側(cè)壁高度應(yīng)分別采用57mm 或70mm,雙橋探頭側(cè)壁面積應(yīng)采用150～300c㎡， 錐尖錐角應(yīng)為60度。

　　2) 探頭應(yīng)勻速垂直壓入土中，貫入速率為1.2m/min。

　　3) 探頭測力傳感器應(yīng)連同儀器、電纜進(jìn)行定期標(biāo)定，室內(nèi)探頭標(biāo)定測力傳感器的非線性誤差、重復(fù)性誤差、滯后誤差、溫度漂移、歸零誤差均應(yīng)小于1%FS，現(xiàn)場試驗歸零誤差應(yīng)小于3%，絕緣電阻不小于500MΩ;

　　4) 深度記錄的誤差不應(yīng)大于觸探深度的±1%;

　　5) 當(dāng)貫入深度超過30m，或穿過厚層軟土后再貫入硬土層時，應(yīng)采取措施防止孔斜或斷桿,也可配置測斜探頭，量測觸探孔的偏斜角，校正土層界線的深度;

　　6) 孔壓探頭在貫入前，應(yīng)在室內(nèi)保證探頭應(yīng)變腔為已排除氣泡的液體所飽和，并在現(xiàn)場采取措施保持探頭的飽和狀態(tài)，直至探頭進(jìn)入地下水位以下的土層為止;在孔壓靜探試驗過程中不得上提探頭;

　　7) 當(dāng)在預(yù)定深度進(jìn)行孔壓消散試驗時，應(yīng)量測停止貫入后不同時間的孔壓值，其計時間隔由密而疏合理控制;試驗過程不得松動探桿。

　　2、靜力觸探試驗成果分

　　1) 繪制各種貫入曲線:單橋和雙橋探頭應(yīng)繪制ps-z曲線、qc-z 曲線、fs-z 曲線、Rf-z 曲線、孔壓探頭尚應(yīng)繪制ui-z線、qt-z 曲線、ft-z 曲線、Bq-z 曲線和孔壓消散曲線:ut-lgt 曲線;其中Rf--摩阻比;

　　ui--孔壓探頭貫入土中量測的孔隙水壓力(即初始孔壓);

　　qt--真錐頭阻力(經(jīng)孔壓修正);

　　ft--真?zhèn)缺谀ψ枇?經(jīng)孔壓修正);

　　Bq--靜探孔壓系數(shù)，

　　u0--試驗深度處靜水壓力(kPa);

　　σvo--試驗深度處總上覆壓力(kPa);

　　ut--孔壓消散過程時刻t 的孔隙水壓力;

　　2) 根據(jù)貫入曲線的線型特征，結(jié)合相鄰鉆孔資料和地區(qū)經(jīng)驗，劃分土層和判定土類;計算各土層靜力觸探有關(guān)試驗數(shù)據(jù)的平均值，或?qū)��?shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，提供靜力觸探數(shù)據(jù)的空間變化規(guī)律。

　　3、靜力觸探資料應(yīng)用

　　根據(jù)靜力觸探資料，利用地區(qū)經(jīng)驗,可進(jìn)行力學(xué)分層，估算土的塑性狀態(tài)或密實度、強度、壓縮性、地基承載力、單樁承載力、沉樁阻力、進(jìn)行液化判別等。根據(jù)孔壓消散曲線可估算土的固結(jié)系數(shù)和滲透系數(shù)。

　　四、 圓錐動力觸探試驗

　　1、 圓錐動力觸探試驗的類型

　　可分為輕型、重型和超重型三種，其規(guī)格和適用土類應(yīng)符合表5 的規(guī)定。

　　表5　　　　　　　　　 圓錐動力觸探類型

類型		輕型	重型	超重型
落錘	錘的質(zhì)量(kg)	10	63.5	120
	落距(cm)	50	76	100
探頭	直徑(mm)	40	74	74
	錐角(°)	60	60	60
探桿直徑(mm)		25	42	50～60
指標(biāo)		貫入30cm 的讀數(shù)N10	貫入10cm 的讀數(shù)N63.5	貫入10cm 的讀數(shù)N120
主要適用巖土		淺部的填土、砂土、粉土、粘性土	砂土、中密以下的碎石土、極軟巖	密實和很密的碎石土、軟巖、極軟巖

　　2、圓錐動力觸探試驗技術(shù)要求

　　1) 采用自動落錘裝置;

　　2) 觸探桿最大偏斜度不應(yīng)超過2%，錘擊貫入應(yīng)連續(xù)進(jìn)行;同時防止錘擊偏心、探桿傾斜和側(cè)向晃動，保持探桿垂直度;錘擊速率每分鐘宜為15～30 擊;

　　3) 每貫入1m，宜將探桿轉(zhuǎn)動一圈半;當(dāng)貫入深度超過10m，每貫入20cm 宜轉(zhuǎn)動探桿一次;

　　4) 對輕型動力觸探當(dāng)N10>100 或貫入15cm 錘擊數(shù)超過50 時,可停止試驗;對重型動力觸探，當(dāng)連續(xù)三次63.5>50時，可停止試驗或改用超重型動力觸探。

　　3、 圓錐動力觸探試驗成果

　　1) 單孔連續(xù)圓錐動力觸探試驗應(yīng)繪制錘擊數(shù)與貫入深度關(guān)系曲線;

　　2) 計算單孔分層貫入指標(biāo)平均值時，應(yīng)剔除臨界深度以內(nèi)的數(shù)值、超前和滯后影響范圍內(nèi)的異常值;

　　3) 根據(jù)各孔分層的貫入指標(biāo)平均值，用厚度加權(quán)平均法計算場地分層貫入指標(biāo)平均值和變異系數(shù)。

　　4、圓錐動力觸探試驗的應(yīng)用

　　根據(jù)圓錐動力觸探試驗指標(biāo)和地區(qū)經(jīng)驗，可進(jìn)行力學(xué)分層,評定土的均勻性和物理性質(zhì)(狀態(tài)、密實度)、土的強度、變形參數(shù)、地基承載力、單樁承載力、查明土洞、滑動面、軟硬土層界面,檢測地基處理效果等。應(yīng)用試驗成果時是否修正或如何修正，應(yīng)根據(jù)建立統(tǒng)計關(guān)系時的具體情況確定。

　　五、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗

　　標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗適用于砂土、粉土和一般粘性土。

　　表6　　　　　　　　　　標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗設(shè)備規(guī)格

落錘		錘的質(zhì)量(kg)	63.5
		落距(cm)	76
貫 入 器	對開管	長度(mm)	>500
		外徑(mm)	51
		內(nèi)徑(mm)	35
	管靴	長度(mm)	50～76
		刃口角度(°)	18～20
		刃口單刃厚度(mm)	2.5

　　1、 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗的技術(shù)要求

　　1) 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗孔采用回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，并保持孔內(nèi)水位略高于地下水位。當(dāng)孔壁不穩(wěn)定時,可用泥漿護(hù)壁，鉆至試驗標(biāo)高以上15cm處，清除孔底殘土后再進(jìn)行試驗;

　　2) 采用自動脫鉤的自由落錘法進(jìn)行錘擊，并減小導(dǎo)向桿與錘間的摩阻力，避免錘擊時的偏心和側(cè)向晃動，保持貫入器、探桿、導(dǎo)向桿聯(lián)接后的垂直度，錘擊速率應(yīng)小于30 擊/min;

　　3)貫入器打入土中15cm 后，開始記錄每打入10cm 的錘擊數(shù)，累計打入30cm的錘擊數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗錘擊數(shù)N。當(dāng)錘擊數(shù)已達(dá)50擊，而貫入深度未達(dá)30cm時，可記錄50擊的實際貫入深度，按下式換算成相當(dāng)于30cm的標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗錘擊數(shù)N，并終止試驗。

　　2、 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗成果

　　標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N 可直接標(biāo)在工程地質(zhì)剖面圖上,也可繪制單孔標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N 與深度關(guān)系曲線或直方圖。統(tǒng)計分層標(biāo)貫擊數(shù)平均值時，應(yīng)剔除異常值。

　　3、 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗應(yīng)用

　　標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N 值，可對砂土、粉土、粘性土的物理狀態(tài),土的強度、變形參數(shù)、地基承載力、單樁承載力，砂土和粉土的液化，成樁的可能性等做出評價。應(yīng)用N 值時是否修正和如何修正，應(yīng)根據(jù)建立統(tǒng)計關(guān)系時的具體情況確定。

　　六、十字板剪切試驗

　　十字板剪切試驗可用于測定飽和軟粘性土(Φ≈0)的不排水抗剪強度和靈敏度。十字板剪切試驗點的布置，對均質(zhì)土豎向間距可為1m,對非均質(zhì)或夾薄層粉細(xì)砂的軟粘性土，宜先作靜力觸探，結(jié)合土層變化，選擇軟粘土進(jìn)行試驗。

　　1、十字板剪切試驗的主要技術(shù)要求

　　1) 十字板板頭形狀宜為矩形，徑高比1:2，板厚宜為2 3mm;

　　2) 十字板頭插入鉆孔底的深度不應(yīng)小于鉆孔或套管直徑的3～5倍;

　　3) 十字板插入至試驗深度后，至少應(yīng)靜止2～3min，方可開始試驗;

　　4 )扭轉(zhuǎn)剪切速率宜采用(1度～2度)/10s，并應(yīng)在測得峰值強度后繼續(xù)測記1min;

　　5) 在峰值強度或穩(wěn)定值測試完后，順扭轉(zhuǎn)方向連續(xù)轉(zhuǎn)動6 圈后，測定重塑土的不排水抗剪強度;

　　6) 對開口鋼環(huán)十字板剪切儀，應(yīng)修正軸桿與土間的摩阻力的影響。

　　2、十字板剪切試驗成果

　　1) 計算各試驗點土的不排水抗剪峰值強度、殘余強度、重塑土強度和靈敏度;

　　2) 繪制單孔十字板剪切試驗土的不排水抗剪峰值強度、殘余強度、重塑土強度和靈敏度隨深度的變化曲線，需要時繪制抗剪強度與扭轉(zhuǎn)角度的關(guān)系曲線;

　　3) 根據(jù)土層條件和地區(qū)經(jīng)驗，對實測的十字板不排水抗剪強度進(jìn)行修正。

　　3、十字板剪切試驗成果應(yīng)用

　　可按地區(qū)經(jīng)驗，確定地基承載力、單樁承載力、計算邊坡穩(wěn)定，判定軟粘性土的固結(jié)歷史。

　　七、旁壓試驗

　　旁壓試驗適用于粘性土、粉土、砂土、碎石土、殘積土、極軟巖和軟巖等。旁壓試驗應(yīng)在有代表性的位置和深度進(jìn)行,旁壓器的量測腔應(yīng)在同一土層內(nèi)。試驗點的垂直間距應(yīng)根據(jù)地層條件和工程要求確定，但不宜小于1m，試驗孔與已有鉆孔的水平距離不宜小于1m。

　　1、旁壓試驗的技術(shù)要求

　　1) 預(yù)鉆式旁壓試驗應(yīng)保證成孔質(zhì)量，鉆孔直徑與旁壓器直徑應(yīng)良好配合,防止 孔壁坍塌;自鉆式旁壓試驗的自鉆鉆頭、鉆頭轉(zhuǎn)速、鉆進(jìn)速率、刃口距離、泥漿壓力和流量等應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定;

　　2) 加荷等級可采用預(yù)期臨塑壓力的1/5～1/7，初始階段加荷等級可取小值，必要時，可作卸荷再加荷試驗，測定再加荷旁壓模量;

　　3) 每級壓力應(yīng)維持1min或2min后再施加下一級壓力，維持1min時，加荷后15s、30s、60s測讀變形量，維持2min時，加荷后15s、30s、60s、120s 測讀變形量;

　　4) 當(dāng)量測腔的擴(kuò)張體積相當(dāng)于量測腔的固有體積時，或壓力達(dá)到儀器的容許最大壓力時，應(yīng)終止試驗。

　　2、 旁壓試驗成果：

　　1) 對各級壓力和相應(yīng)的擴(kuò)張體積(或換算為半徑增量)分別進(jìn)行約束力和體積的修正后，繪制壓力與體積曲線，需要時可作蠕變曲線;

　　2)根據(jù)壓力與體積曲線，結(jié)合蠕變曲線確定初始壓力、臨塑壓力和極限壓力;

　　3) 根據(jù)壓力與體積曲線的直線段斜率

　　3、旁壓試驗應(yīng)用

　　根據(jù)初始壓力、臨塑壓力、極限壓力和旁壓模量,結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗可評定地基承載力和變形參數(shù)。根據(jù)自鉆式旁壓試驗的旁壓曲線還可測求土的原位水平應(yīng)力、靜止側(cè)壓力系數(shù)、不排水抗剪強度等。

　　八、 扁鏟側(cè)脹試驗

　　扁鏟側(cè)脹試驗適用于軟土、一般粘性土、粉土、黃土和松散～中密的砂土。

　　1、 扁鏟側(cè)脹試驗技術(shù)要求

　　1) 扁鏟側(cè)脹試驗探頭長230～240mm、寬94～96mm、厚14～16mm、探頭前緣刃角12度～16度，探頭側(cè)面鋼膜片的直徑60mm;

　　2) 每孔試驗前后均應(yīng)進(jìn)行探頭率定，取試驗前后的平均值為修正值;膜片的合格標(biāo)準(zhǔn)為：率定時膨脹至0.05mm 的氣壓實測值ΔA=5～25kPa;率定時膨脹至1.10mm 的氣壓實測值ΔB=10～110kPa;

　　3) 試驗時，應(yīng)以靜力勻速將探頭貫入土中，貫入速率宜為2cm/s;試驗點間距可取20～50cm;

　　4) 探頭達(dá)到預(yù)定深度后，應(yīng)勻速加壓和減壓測定膜片膨脹至0.05mm、1.10mm和回到0.05mm 的壓力A、B、C 值;

　　5) 扁鏟側(cè)脹消散試驗，應(yīng)在需測試的深度進(jìn)行，測讀時間間隔可取1min、2min、4min 、8min 、15min 、30min 、90min 以后每90min測讀一次，直至消散結(jié)束。

　　2、 扁鏟側(cè)脹試驗成果

　　1) 對試驗的實測數(shù)據(jù)進(jìn)行膜片剛度修正：

　　式中p0-膜片向土中膨脹之前的接觸壓力(kPa);p1-膜片膨脹至1.10mm 時的壓力(kPa);

　　p2-膜片回到0.05mm 時的終止壓力(kPa);zm-調(diào)零前的壓力表初讀數(shù)(kPa);

　　2) 根據(jù)p0、p1和p2 計算下列指標(biāo)：

　　式中ED-側(cè)脹模量(kPa);KD-側(cè)脹水平應(yīng)力指數(shù);

　　ID-側(cè)脹土性指數(shù);UD-側(cè)脹孔壓指數(shù);

　　u0-試驗深度處的靜水壓力(kPa);σvo-試驗深度處土的有效上覆壓力(kPa)。

　　3) 繪制ED、ID、KD和UD與深度的關(guān)系曲線。

　　3、扁鏟側(cè)脹試驗應(yīng)用

　　根據(jù)扁鏟側(cè)脹試驗指標(biāo)和地區(qū)經(jīng)驗，可判別土類，確定粘性土的狀態(tài)，靜止側(cè)壓力系數(shù)、水平基床系數(shù)等。

　　九、波速測試

　　波速測試適用于測定各類巖土體的壓縮波、剪切波或瑞利波的波速，可根據(jù)任務(wù)要求，采用單孔法、跨孔法或面波法。

　　1、 單孔法波速測試的技術(shù)要求

　　1) 測試孔應(yīng)垂直;

　　2) 將三分量檢波器固定在孔內(nèi)預(yù)定深度，處并緊貼孔壁;

　　3) 可采用地面激振或孔內(nèi)激振;

　　4) 應(yīng)結(jié)合土層布置測點測點，的垂直間距宜取1～3m層，位變化處加密，并宜自下而上逐點測試。

　　2、跨孔法波速測試的技術(shù)要求

　　1) 振源孔和測試孔，應(yīng)布置在一條直線上;

　　2) 測試孔的孔距在土層中宜取2～5m，在巖層中宜取8～15m，測點垂直間距宜取1～2m;近地表測點宜布置在0.4倍孔距的深度處，震源和檢波器應(yīng)置于同一地層的相同標(biāo)高處;

　　3) 當(dāng)測試深度大于15m時，應(yīng)進(jìn)行激振孔和測試孔傾斜度和傾斜方位的量測，測點間距宜取1m。

　　3、面波法波速測試可采用瞬態(tài)法或穩(wěn)態(tài)法，宜采用低頻檢波器，道間距可根據(jù)場地條件通過試驗確定。

　　4、 波速測試成果分析應(yīng)包括下列內(nèi)容：

　　1) 在波形記錄上識別壓縮波和剪切波的初至?xí)r間;

　　2) 計算由振源到達(dá)測點的距離;

　　3) 根據(jù)波的傳播時間和距離確定波速;

　　4 )計算巖土小應(yīng)變的動彈性模量、動剪切模量和動泊松比。

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