静力触探试验课件.pptx
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1、1第第2章内章内 容容2.1试验设备和方法试验设备和方法2.2基本测试原理基本测试原理2.3试验成果的整理分析试验成果的整理分析2.4试验成果的应用试验成果的应用2.5小小 结结22.1 试验设备和方法试验设备和方法 静力触探测试(静力触探测试(Static Cone Penetration Test)简称静探)简称静探(CPT)。)。2.1.1 试验设备试验设备仪器一般由三部分构成,即:触探头,也即阻力传感仪器一般由三部分构成,即:触探头,也即阻力传感器;量测记录仪表;贯入系统。器;量测记录仪表;贯入系统。下图是静力触探仪的示意图。下图是静力触探仪的示意图。图图2-1是静力触探示意和得到的测
2、试曲线。是静力触探示意和得到的测试曲线。3静力触探仪示意静力触探仪示意4图图2-1 静力触探试验示意静力触探试验示意562.1.2 现场操作要点现场操作要点 按操作规程,详见参考资料。按操作规程,详见参考资料。72.2基本测试原理基本测试原理2.2.1 承载力理论承载力理论CPT的贯入类似于桩的贯入过程,故很早就有人将两者的贯入类似于桩的贯入过程,故很早就有人将两者进行比拟,提出用深基础极限承载力的相关理论来解释静力进行比拟,提出用深基础极限承载力的相关理论来解释静力触探的工作机理并由静力触探的测试结果推求深基础的极限触探的工作机理并由静力触探的测试结果推求深基础的极限承载力。承载力。基本思路
3、是假设地基为刚塑体,在极限荷载的作用下地基本思路是假设地基为刚塑体,在极限荷载的作用下地基中出现滑裂面,不同学者假定了不同的滑裂面,由此导出基中出现滑裂面,不同学者假定了不同的滑裂面,由此导出探头阻力和基础承载力之间的关系式。探头阻力和基础承载力之间的关系式。但由传统极限状态出发的理论不能解释稳定贯入的许多但由传统极限状态出发的理论不能解释稳定贯入的许多特征,计算结果依赖于对滑裂面几何特征的假设。特征,计算结果依赖于对滑裂面几何特征的假设。8深基础的破坏模式深基础的破坏模式92.2.2 孔穴扩张理论孔穴扩张理论孔穴扩张理论包括圆柱形和球形孔穴两种类型。该理论孔穴扩张理论包括圆柱形和球形孔穴两种
4、类型。该理论最初用于金属压力加工分析,随后引入土力学中,用柱状孔最初用于金属压力加工分析,随后引入土力学中,用柱状孔穴扩张解释旁压试验机理和沉桩,用球形孔穴扩张来估算深穴扩张解释旁压试验机理和沉桩,用球形孔穴扩张来估算深基础承载力和沉桩对周围土体的影响。球形孔穴在均布内压基础承载力和沉桩对周围土体的影响。球形孔穴在均布内压p作用下的扩张情况如图。当作用下的扩张情况如图。当p逐步增加时,孔周区域将由弹逐步增加时,孔周区域将由弹性状态进入塑性状态。塑性区随性状态进入塑性状态。塑性区随p值的增加而不断扩大。设值的增加而不断扩大。设孔穴初始半径为孔穴初始半径为R0,扩张后半径为,扩张后半径为Ru,塑性
5、区最大半径为,塑性区最大半径为Rp,相应的孔内压力最终值为相应的孔内压力最终值为pu,在半径,在半径Rp以外的土体仍保持弹以外的土体仍保持弹性状态。圆柱形孔穴在内压力下的扩张情况与上类似,只不性状态。圆柱形孔穴在内压力下的扩张情况与上类似,只不过一个属于球对称情况,另一个属于轴对称情况。过一个属于球对称情况,另一个属于轴对称情况。10up塑性区 C,puRuRprr弹性区 E,球形孔穴附近的塑性区域球形孔穴附近的塑性区域112.3试验成果的整理分析试验成果的整理分析1单孔触探成果的基本内容单孔触探成果的基本内容单孔触探试验的成果应包括以下几项基本内容:单孔触探试验的成果应包括以下几项基本内容:
6、(1)各触探参数随深度的分布曲线;)各触探参数随深度的分布曲线;(2)土层名称及潮湿程度(或稠度状态);)土层名称及潮湿程度(或稠度状态);(3)各层土的触探参数值和地基参数值;)各层土的触探参数值和地基参数值;(4)对于孔压触探,如果进行了孔压消散试验,尚应)对于孔压触探,如果进行了孔压消散试验,尚应附上孔压随时间而变化的过程曲线;必要时,可附锥尖阻附上孔压随时间而变化的过程曲线;必要时,可附锥尖阻力随时间而改变的过程曲线。力随时间而改变的过程曲线。122原始数据的修正原始数据的修正在贯入过程中,探头受摩擦而发热,探杆会倾斜和弯曲,在贯入过程中,探头受摩擦而发热,探杆会倾斜和弯曲,探头入土深
7、度很大时探杆会有一定量的压缩,仪器记录深度探头入土深度很大时探杆会有一定量的压缩,仪器记录深度的起始面与地面不重合,等等,这些因素会使测试结果产生的起始面与地面不重合,等等,这些因素会使测试结果产生偏差。因而原始数据一般应进行修正。修正的方法一般可按偏差。因而原始数据一般应进行修正。修正的方法一般可按相关规范的规定进行。主要应注意深度修正和零漂处理。相关规范的规定进行。主要应注意深度修正和零漂处理。133触探曲线的绘制触探曲线的绘制当使用自动化程度高的触探仪器时,需要的曲线可自当使用自动化程度高的触探仪器时,需要的曲线可自动绘制,只有在人工读数记录时才需要根据测得的数据绘动绘制,只有在人工读数
8、记录时才需要根据测得的数据绘制曲线。制曲线。需要绘制的触探曲线包括需要绘制的触探曲线包括psh或或qch、fsh和和Rf(=f/q100%)h曲线。曲线。142.4试验成果的应用试验成果的应用2.4.1 划分土层划分土层划分土层的根据在于探头阻力的大小与土层的软硬程度划分土层的根据在于探头阻力的大小与土层的软硬程度密切相关。由此进行的土层划分也称之为力学分层。密切相关。由此进行的土层划分也称之为力学分层。由图由图2-1,分层时要注意两种现象,其一是贯入过程中的,分层时要注意两种现象,其一是贯入过程中的临界深度效应,另一个是探头越过分层面前后所产生的超前临界深度效应,另一个是探头越过分层面前后所
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