工程勘察方案确定及各种测试手段安排讲解课件.ppt

1、 勘察方案确定 工程勘察方案确定及各种测试手段安排 室内测试方法及应用 原位测试方法及应用 勘察方案确定 土室内试验 物理指标测试 力学指标测试 土质与水质测试 特殊试验 勘察方案确定 物理指标测试 项目 取样特征 统计特征 工程作用 物理指标 比重 扰动样 分层 孔隙比用来算沉降量，目前铁路桥涵地基与基础设计规范中采用天然孔隙比和液性指数查表得地基承载力 容重算沉降量和承载力，边坡稳定性 含水量用来粉土湿度分类 所有物理指标用来分层 容重 原状样 分层 含水量 扰动样 分层 塑限 扰动样 分层 塑性指数用来土性定名 液限 扰动样 分层 液性指数用于粘性土状态分类 颗分 扰动样 分层 对砂土和

2、碎石土，可进一步定名，分层 勘察方案确定 勘察方案确定 力学指标 项目 取样特征 统计特征 试验指标 工程作用 力学指标 直剪 原状样 分层 C、计算承载力，计算边坡稳定性 无侧限抗压强度 原状样 重塑样 分层 灵敏度St=原状/重塑 对于饱和粘土的灵敏度判定 三轴 原状样 分层 C、计算承载力，边坡稳定性 压缩 原状样 分层 压缩系数 压缩指数 压缩模量 评价地基的压缩性，地基的均匀性，对计算某建筑不均匀沉降时按孔计算 高压固结 原状样 分层 前期固结压力 压缩指数 回弹指数 超固结比 不同固结历史（欠固结，超固结，正常固结，采用不同的沉降量计算公式。（不是每个工程都需要沉降验算）350KP

3、左右做高压固结（高层需要）击实试验 重塑样 最大干密度 最优含水率 路基、地基处理 回弹模量 原状样 分层 回弹模量 基坑开挖、隧道开挖 勘察方案确定 土质水质分析与特殊试验 项目 取样特征 统计特征 工程作用 土质 分析 水质 分析 水质 土质化学 成分分析 水样（2）代表整个场地 对钢筋和混凝土的腐蚀性 对钢结构的腐蚀性 特殊 试验 自由膨胀率试验，膨胀率试验 冻土密度试验，冻结湿度试验，冻土导热系数试验 有机质试验 黄土的湿陷性试验 渗透试验 承载比（CBR）：主要用于公路的基层和面层力学性能评价 勘察方案确定 土体原位测试方法 项目 适用条件 统计特征 试验指标 工程作用 载荷试验 所

4、有地层 场地 变形模量 基床系数 承载力，沉降量，提供参数（一级建筑）静力触探 软土、粘性土 分层 锥尖阻力 侧壁摩阻力 贯入时的孔隙水压力 承载力（主要是软土）桩基设计时提供桩侧摩阻力 判别地基土液化可能性及等级 动探 碎石土（钻孔内进行）分层 击数 估算地基承载力和压缩模量 标贯 砂土 粉土（钻孔内进行）分层 击数 估算承载力，判别砂土液化，估算压缩模量 勘察方案确定 土体原位测试方法 项目 适用条件 统计 特征 试验指标 工程作用 十字板剪切试验 饱和软粘土 （钻孔内进行）分层 不排水抗剪强度C、和灵敏度 承载力，判断软粘土的应力历史 计算基坑边坡的稳定性 旁压试验 各种岩土（钻孔内进行

5、）分层 初始压力 临塑压力 极限压力 旁压模量 地基承载力（铁路上用，建筑用变形模量评价，铁路上用地基弹性模量（基床系数）评价）侧压力系数 求地基土的变形模量，估算沉降量 扁铲侧胀试验 软土，一般粘性土 分层 侧胀模量 侧压力系数 侧基床系数 铁路上用，判别地基土液化可能性 现场大剪试验 一般是岩体（探坑）一个点 C、大型边坡，隧道工程 勘察方案确定 土体原位测试方法 波速测试 岩土（钻孔内进行）分层 剪切波速 判定场地土类别和场地类别（高层需要）压缩波速 隧道围岩分类，评价岩体完整性 动弹模 动泊松比 安评，估算场地卓越周期 现场渗透试验（注水试验和抽水试验）试坑（钻孔）分层 渗透系数 重要

6、工程或深基坑工程用 勘察方案确定 载荷试验 1、试验装置：目前国内普遍采用平板载荷试验装置主要由加荷系统加荷系统、反力系统反力系统、承压板、测力系统和观测系统五部分组成。其各部分机能是：加荷系统控制并稳定加荷的大小；反力系统反作用于承压板；承压板将荷载均匀传递给地基土；测力系统监测加、卸荷载的量值，观测系统完成地基土变形测定。勘察方案确定 载荷试验 重物式载荷试验装置 勘察方案确定 载荷试验 反力式载荷试验装置 勘察方案确定 载荷试验 2、试验成果应用试验成果应用 （1）确定地基土承载力特征值 （2）确定土的变形模量 勘察方案确定 载荷试验 绘制曲线：勘察方案确定 （1）当P-曲线上有明确的比

7、例界限点时，取该点所对应的临塑荷载，即：fak=P0（2）当极限荷载能够确定，且数值小于对应比例界限的荷载值的 1.5倍时，取极限荷载值的一半。（3）不能按上述两点确定时，如承压板面积为0.250.5m2，对于低压缩性土和砂土，可取S/b=0.010.015所对应的荷载值，对中、高压缩性土可取S/b=0.02所对应的荷载值。勘察方案确定 载荷试验 计算地基土变形模量 浅层平板载荷试验的变形模量E0（MPa），可按下式计算：SPdIE)1(200?SPdE?0深层平板载荷试验的变形模量E0（MPa），可按下式计算：勘察方案确定 静力触探试验静力触探试验 静力触探是用准静力将一个内部有传感器的触探

8、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记录下来，并绘制出随深度的变化曲线。根据贯入阻力与土的工程地质性质之间的定性关系和统计相关关系，通过触探曲线分析，即可达到对复杂土体进行地层划分、获得地基容许承载力和弹性模量、变形模量等指标，选择桩尖持力层和预估单桩承载力等岩土工程勘察的目的。勘察方案确定 静力触探试验 1、试验设备、试验设备 静力触探设备主要由贯入系统、探头和量测系统组成。勘察方案确定 静力触探试验静力触探试验 勘察方案确定 静力触探试验静力触探试验 2、试验成果应用试验成果应用 划分土类 划分土层

9、剖面 确定地基土承载力特征值 确定土的压缩模量Es和变形模量E0 勘察方案确定 动力触探试验 动力触探是利用一定的落锤能量，将一定尺寸、一定形状的探头打入土中，根据打入的难易程度(可用贯入度、锤击数或单位面积动贯入阻力来表示)判定土层性质的一种原位测试方法。可分为圆锥动力触探和标准贯入试验两种。圆锥动力触探圆锥动力触探：圆锥动力触探适用于强风化、全风化的硬质岩石、各种软质岩石及各类土。按锤击能量，可将圆锥动力触探分为轻型、重型、超重型三种。其中，轻型适用于一般黏性土及素填土，特别适用于软土；重型适用于砂土及碎石土；超重型适用于卵石、砾石类土。勘察方案确定 动力触探试验动力触探试验 试验成果应用

10、 （1）划分土类或土层剖面 （2）在地区性的经验基础上，根据触探成果指标确定砂土的孔隙比、相对密度，粉土、黏性土的稠度状态，估算土的强度、变形参数和地基土承载力以及单桩承载力，评价场地土均匀性，查明土洞、滑动面、软硬土层界面、检验地基加固与改良效果。勘察方案确定 动力触探试验动力触探试验 标准贯入试验标准贯入试验：标准贯入试验是用63.50.5kg的穿心锤，以762.0cm的自由落距，将标准规格的标准贯入器在孔底预打入土中 15cm，然后测记再打入30cm的锤击数，并把此锤击数作为标准贯入试验的锤击数N。该试验主要适用于一般黏性土、粉土和砂土，不适用于软塑流塑的软土 标准贯入试验除所用探头为对

11、开管式贯入器外，其他试验设备与圆锥动力触探相类似。勘察方案确定 动力触探试验动力触探试验 试验成果应用 划分土类或土层剖面 确定地基土承载力 进行饱和土和粉土的地震液化势判别 勘察方案确定 十字板剪切试验 十字板剪切试验是将插入软土中的十字板头，以一定的速率旋转，测出土的抵抗力矩，从而换算其土的抗剪强度。成果应用成果应用：计算土的抗剪强度C。计算土的灵敏度 绘制抗剪强度Cu随深度变化曲线 根据土层条件及地区经验，对不排水抗剪强度乘以修正系数进行修正。勘察方案确定 旁压试验旁压试验 旁压试验也称横压试验，是用可侧向膨胀的旁压器，对钻孔孔壁周围土体施加径向压力的原位测试技术方法。其基本原理是通过压

12、力体积控制装置使钻孔内的旁压器产生径向扩张，给孔壁土体施加压力，使土体产生相应变形，从而得到施加给孔壁的压力与土体变形关系，计算土的模量、强度和承载力等。旁压试验适用于黏性土、粉土、砂土、残积土、极软岩和软岩等。勘察方案确定 旁压试验旁压试验 成果应用成果应用：计算承载力特征值 量Em 计算旁压模 勘察方案确定 抽水试验抽水试验 随着高层建筑和深基础工程的发展，岩土工程勘察阶段往往要为基础施工提供岩土层的渗透系数、单位出水量、影响半径等水文地质参数。抽水试验和注水试验则是确定这些水文地质参数的常用方法。在岩土工程勘察阶段和施工开始阶段常用的抽水试验是稳定流单孔抽水试验和多孔抽水试验。单孔抽水试

13、验仅在一个钻孔中进行试验工作，是一种方法简便、成本较低的抽水试验方法，但只能取得含水层钻孔出水量与水位下降关系以及概略的取得渗透系数的资料；勘察方案确定 抽水试验抽水试验 成果应用成果应用：（1）绘制水位、流量历时曲线（2）绘制出水量与水位下降的关系曲线（3）计算渗透系数（4）计算影响半径 勘察方案确定 三峡老城滑坡注水试验 勘察方案确定 波速测试波速测试 波速试验是依据弹性波在岩土体内的传播理论，测定压缩波（P波）、剪切波（S波）或瑞利波（R波）在地层中的传播速度，间接推导出岩土体在小应变条件下动力参数的现场岩土测试技术。该试验适用于各类岩土体，兼有勘探和原位测试双重功能。勘察方案确定 岩体

14、室内试验 基本物理指标：比重、密度、孔隙率 吸水率和饱和吸水率，饱和系数 力学指标：抗压强度、软化系数、抗拉强度、抗剪强度 点荷载试验：点荷载试验是将岩块试件置于点荷载仪的两个球面圆锥压头间，对试件施加集中荷载直至破坏，然后根据破坏荷载求岩石的点荷载强度。此项测试技术的优点是，可以测试不规则岩石试件以及低强度和严重风化岩石的强度。确定各向异性系数，点荷载强度 勘察方案确定 岩石（岩体）原位测试 载荷试验：回弹试验：根据刚性材料的抗压强度与冲击回弹高度在一定条件下存在着某种函数关系的原理，利用岩体受冲击后的反作用，使弹击锤回跳的数值即为回弹值()。此值愈大，表明岩体愈富弹性、愈坚硬，反之，说明岩体软弱，强度低。据研究，岩体回弹值()和岩体重度()的乘积与岩体抗压强度呈线性关系，因此只要测得回弹值和重度，即可按图4.31求取岩体的抗压强度。用回弹仪测定岩体的抗压强度具有操作简便及测试迅速的优点，是岩土工程勘察对岩体强度进行无损检测的手段之一。特别是在工程地质测绘中，使用这一方法能较方便地获得岩体抗压强度指标。地应力测试