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文档简介
1、第一章1.土体原位测试和室内土工试验各自的优缺点。室内试验具有试验条件(边界条件、排水条件、应力条件和应变速率等)的可控性和建立在此基础上的计算理论比较清晰的优点,但是,室内试验需要取样和制样,而取样和试验过程中对土样的扰动,以及小的试样可能缺乏代表性原位测试的优点不只是表现在对难以取得不扰动土样或根本无法采样的图层,仍能通过现场原位试验评定岩土的工程性能,更表现在它不需要采样,从而最大限度地减少了对土层的扰动,而且所测定的土体体积大,代表性好。但是原位测试也有难以克服的局限性,首先原位测试的应力条件复杂,一般很难直观地确定岩土体的某个参数;其次,原位测试一般只能测定现场荷载条件下的岩土参数,
2、而无法预测荷载变化过程中的发展趋势。2.能否以原位测试全面取代室内土工试验?不能,两者各有其优缺点,是相互补充,相辅相成的。第二章1.为什么说载荷试验的结果是最可靠的,是原位测试中最重要的试验方法?实际上是模拟建筑物地基在受垂直荷载条件下工程性能的一种现场模型试验2.载荷试验的定义及分类。在和试验是在现场用一个刚性承压板逐级加荷,测定天然地基、单桩或复合地基的沉降随荷载的变化,借以确定它们的承载能力的现场试验;根据承压板的形式和设置深度不同,分为浅层、深层平板载荷试验和螺旋板载荷试验3.载荷试验的仪器设备。加荷系统:包括承压板和加荷装置,加荷装置分为千斤顶加荷装置和重物加荷装置两种反力系统:由
3、重物、地锚单独或地锚与重物联合提供量测系统:主要指沉降量测系统,承压板的沉降量测系统包括支撑柱、基准梁、位移测量元件和其它附件4.P-S曲线的特点。直线变形阶段:压力小于比例极限压力p0,p-s呈直线关系。土体中任一点产生的剪应力小于土体的抗剪强度,土的变形主要是土中孔隙体积的减小,土体变形主要是竖向压缩,且随时间的增长逐渐趋于稳定。剪切变形阶段:压力大于p0小于极限压力pu。p-s曲线斜率随压力的增大而增大,土体除竖向压缩外,在承压板边缘已有小范围内土体承受的剪应力达到或超过了土的抗剪强度,并开始向周围土体发展。土体的变形由土体的竖向压缩和土粒的剪切变位同时引起。破坏阶段:压力大于极限压力p
4、u,沉降急剧增大。在此阶段,即使压力不再增加,承压板仍不断下沉,土体内形成连续的滑动面,承压板周围土体发生隆起及环状或放射状裂隙,在滑动土体内各点的剪应力均达到或超过土体的抗剪强度。5.载荷试验的操作步骤。6.浅层平板载荷试验的技术要点及注意事项。A 试坑的尺寸及要求:浅层平板载荷试验的试坑宽度或直径不应小于承压板宽度或直径的3倍。试坑底部岩土应避免扰动,保持其原状结构和天然含水量,承压板下铺设不超过20mm的砂垫层找平,并尽快安装设备。B 承压板的尺寸一般根据试验土层的软硬或岩体裂隙密度选用合适的尺寸。对于浅层平板载荷试验,承压板面积不应小于0.25m2,当在软土和粒径较大的填土上进行试验时
5、,不应小于0.5m2。对于土的浅层平板载荷试验,可参照以下经验选取:C 位移量测系统的安装沉降测量元件(百分表、位移传感器等)应对称地布置在承压板上,百分表或位移传感器的测头应垂直于承压板。D 加载方式试验的加载方式一般采用分级加荷维持荷载沉降相对稳定法(慢速法)和分级加荷沉降非稳定法(快速法),以慢速法为主。加荷等级一般取10-12级,且不应小于8级。最大加载量不应小于设计要求的两倍。E 沉降观测采用慢速法时,对于土体,每级荷载施加后,第1小时内间隔5、5、10、10、15、15min测读一次沉降,以后每隔30min测读一次沉降。当连续两小时内,每小时的沉降量小于0.1mm时,认为沉降已趋稳
6、定,可加下一级荷载。采用快速法时,每级荷载施加后按间隔15min观测一次沉降。每级荷载维持2h,即可施加下一级荷载。最后一级荷载可观测至沉降达到相对稳定标准或仍维持2h。F 试验终止条件试验应尽量进行到试验土层达到破坏阶段,然后终止试验。当下述情况出现时即可停止实验:(1) 承压板周围的土明显地侧向挤出;(2) 沉降s急骤增大,荷载沉降(ps)曲线出现陡降段;(3) 在某一级荷载的作用下,24小时内沉降速率不能达到稳定;(4) 沉降量与承压板宽度或直径之比大于或等于0.06。7.浅层平板载荷试验的试验终止条件。(同上)8.P-S曲线的修正方法。(1)图解法若曲线初始段各点基本在一条直线上,将曲
7、线上各点同时沿s轴平移s0,使直线段通过坐标原点。(2)最小二乘法若曲线具有明显的直线段和拐点,可用最小二乘法求出最佳回归直线。s=s0+c0p,则修正后的沉降为,s=s-s09.利用载荷试验成果确定地基承载力的方法(包括浅层及深层平板载荷试验、单桩竖向抗压静载试验、岩石地基载荷试验等)比例界限压力p0p-s曲线拐点,必要时可结合s-lgt曲线或lgp-lgs曲线的特征确定。极限压力pu满足试验终止条件的前三条之一时,对应的前一级荷载即可确定为极限压力。(1)拐点法若曲线拐点明显,直接从p-s曲线上确定拐点作为比例界限压力p0 ,并取该比例界限压力p0所对应的荷载值作为地基土的承载力特征值。(
8、2)极限荷载法先确定极限压力,当极限压力小于对应的比例界限压力的荷载值的2倍时,取极限压力的一半作为地基承载力特征值。(3)相对沉降法若曲线为缓变曲线,无明显拐点,可取对应于某一相对沉降值(即s/b,b为承压板直径或边长)的压力作为地基土承载力。即在p-s曲线上取s/b为一定值所对应的荷载作为地基承载力特征值。当压板面积为0.250.5m2,可取s/b=0.010.015所对应的荷载,但其值不应大于最大加载量的一半。同一土层参加统计的试验点不应少于3点,当试验实测值的极差不超过其平均值的30%时,取此平均值作为该土层的地基承载力特征值fak。10.螺旋板载荷试验的特点。螺旋板载荷试验p-s曲线
9、和s-lgt曲线与试验土层的土性之间的理论关系与平板载荷试验有所不同。由于试验在土层中某一深度进行,p-s曲线上的特征值除了比例界限压力和极限压力之外,还有初始压力(p-s曲线直线段的起点)。在理论上初始压力相当于试验深度处上覆土层的自重压力。将螺旋板载荷试验假设为一刚性圆板作用在均质各向同性的弹性半无限体的内部(承压板埋置深度大于6倍板径),对于p-s曲线的直线段,可采用弹性理论来分析压力与沉降之间的关系11.载荷试验成果影响因素。A 承压板的尺寸一般来说,大的比小的好,最好与实际基础面积相同;但太大则需大的压力,有时难以达到。所以承压板的面积应适中1000cm2£A£5
10、000cm2B 沉降稳定(时间)标准C 承压板埋深D 地基土的均匀性12.深层平板载荷试验的试验终止条件。13.单桩竖向抗压静载试验试验终止条件。14.岩石地基载荷试验终止条件。15.岩石地基载荷试验确定地基承载力的方法。第三章1.静力触探试验的定义、分类及各类型静力触探试验的测试指标。定义:静力触探试验(Static Cone Penetration, CPT)是利用准静力以恒定的贯入速率将一定规格和形状的圆锥探头通过一系列探杆压入土中,同时测记贯入过程中探头所受到的阻力,根据测得的贯入阻力大小来间接判定土的物理力学性质的现场试验方法。静力触探首先在荷兰研制成功,因此静力触探也叫“荷兰锥”试
11、验。分类:按测量机理分:机械式静力触探和电测式静力触探。按探头功能分:单桥静力触探、双桥静力触探、孔压静力触探。2.静力触探试验仪器设备。A、贯入系统1)贯入装置:按其加压动力装置分电动机械式、液压式和手摇链条式2)探杆探杆是传递贯入力的媒介,为保证触探孔的垂直,探杆一般采用高强度合金无缝钢管制造。探杆也有一定的规格和要求,应有足够的强度,应采用高强度无缝管材,其屈服强度不宜小于600MPa。探杆与接头的连接要有良好的互换性。每根探杆的长度一般为1m,其直径应和探头直径相同;但单桥探头探杆直径应比探头直径小。 3)反力装置地锚、重物或地锚与重物联合使用B、量测系统1)探头2)记录仪器:量测记录
12、仪表测量与记录探头所受各种阻力3.静力触探试验的适用范围。根据静力触探,包括孔压静力触探试验结果,结合地区经验,可以用于以下目的:1)土类定名,并划分土层的界面;2)评定地基土的物理、力学、渗透性质的相关参数;3)确定地基承载力;4)确定单桩极限承载力;5)判定地基土液化的可能性静力触探试验适应于软土、粘性土、粉土、砂类土和含有少量碎石的土层4.电测式静力触探的优点。结构简单,易于加工,在软粘性土地区触探深度一般可达60米以上5.临界深度的概念。临界深度:在均质土层中,不论是锥尖阻力还是侧摩擦阻力,都存在“临界深度”的问题,即在一定深度范围内,均随着贯入深度的增大而增大,但达到一定深度后, q
13、c 和fs均达到极限值,贯入深度继续增加, qc 和fs不再增加。临界深度是土的密实度和探头直径的函数,土的密实度越大、探头直径越大,临界深度越大,但qc 和fs并不一致,一般而言, fs的临界深度比qc的要小。6.静力触探试验的步骤。a.布孔位,平整场地b.安装触探机 ,并调平机座(为使贯入压力保持垂直方向),把机座与反力装置衔接 c.将探头、测量电缆、探杆连接起来,并检查测量仪表,并调零d.将连着探杆的探头压入地下 ,同时记录深度值和测量仪表的数据7.静力触探试验的技术要求及试验要点。7.1 试验前的准备工作7.2 孔压探头的饱和处理:应对孔隙水压力探头进行饱和,这是保证孔压测量正确的关键
14、7.3 触探机的位置和高度7.4 触探仪的贯入7.5 孔压消散试验7.6 试验的终止8.影响静力触探试验成果的因素。孔隙水压力:超孔压的产生对土的强度和静探试验指标是有影响的,其影响程度因土的排水条件和贯入速率而异。温度的影响:温度的变化会引起电阻应变片电阻值的变化,从而产生零位漂移探孔(探头)的偏斜:探孔或探头的偏斜产生两个方面的问题:贯入探杆的长度不能正确反映实际贯入深度,分层界限不准;探头的倾斜使得测得的土层阻力严重失真。孔压传感器的位置与尺寸:一般而言, u1u2u3;对于应力历史不同的粘性土,孔压的变化形态也有所不同探头及探杆的规格 :ps > qc ,qc和fs都随锥底面积的
15、增大而减小;侧壁摩擦筒长度增大时, qc增大, fs减小。贯入速率:贯入速率不同,贯入阻力也不同孔压探头的饱和问题9.静力触探试验中零漂的概念、产生的原因及防治措施。静探探头贴有的电阻应变片对环境温度的变化非常敏感,温度的变化会引起电阻应变片电阻值的变化,从而产生零位漂移。产生温度变化的原因主要有:(1)标定时的温度与地下温度的差异;(2)量测时应变片通电时间过长,产生电阻热;(3)贯入过程中与土(特别是砂)摩擦产生热量。措施:(1)采用温度补偿应变片来补偿温度变化对应变测量的影响;(2)正式操作前将探头放在地下1m处,放置30min,使探头与地温平衡,再调仪器的初始零点。10.静力触探试验成
16、果的工程应用。10.1 土类划分及分层:1)土类的划分 2)土层的划分10.2浅基础设计方面的应用:承载力10.3深基础方面的应用:竖向承载力10.4地基处理质量控制10.5砂性土地基的液化评价第四章1.圆锥动力触探试验的概念。圆锥动力触探试验(Dynamic Penetration Test,简称DPT)是利用一定的锤击能量,将一定规格的圆锥探头打入土中,根据打入土中的难易程度(贯入阻力或贯入一定深度的锤击数)来判别土的性质的一种现场测试方法。2.圆锥动力触探试验的分类及各自的特点。按锤击能量的不同,划分为轻型、重型和超重型三种3.圆锥动力触探试验的用途及优缺点。根据圆锥动力触探试验指标,可
17、以用于以下目的:(1)进行地基土的力学分层;(2)定性地评价地基土的均匀性和物理性质(状态、密实度);(3)查明土洞、滑动面、软硬土层界面的位置利用圆锥动力触探试验成果,并通过建立地区经验,可以用于:(1)评价地基土的强度和变形参数;(2)评定天然地基的承载力;(3)估算单桩承载力。优缺点:(1)设备简单,且坚固耐用;(2)操作及测试方法容易,一学就会;(3)适用性广;(4)快速,经济,能连续测试土层;(5)有些动力触探,可同时取样,观察描述;(6)经验丰富,使用广泛;(7)试验误差大,再现性较差。4.圆锥动力触探试验的仪器设备。a. 探杆(包括导向杆) b.提引器(分内挂式和外挂式两种)c.
18、穿心锤d. 锤座e. 探头5.圆锥动力触探试验的基本原理。DPT 的基本原理可以用能量平衡法来分析。在一次锤击作用下的功能转换按能量守恒原理,其关系可写成: Em=Ek+Ec+Ef+Ep+Ee 式中: Em-穿心锤自由下落能量; Ek-锤与锤垫碰撞时损失的能量; Ec-锤垫弹性变形所消耗的能量; Ef-贯入时用于克服杆侧壁磨阻力所耗能量; Ep-由于土的塑性变形而消耗的能量; Ee-由于土的弹性变形而消耗的能量;考虑在动力触探测试中,只能量测到土的永久变形,故将和弹性有关的变形略去:Ep=e1e2e3Em (4-2)或近似有:Ep=0.6Em (4-3)假设经过N次锤击,探头贯入土中深度为h,
19、平均每次锤击传至探头的能量,也就是消耗于探头贯入土中所作功,即为:Ep=RdAh/N (4-4)式中:A探头的截面积(cm2);Rd 探头单位面积的动贯入阻力(J/cm2)也就有:6.各类型圆锥动力触探试验的技术要求及适用范围。A 轻型圆锥动力触探 1.仪器设备 2.试验方法与技术要求 (1)用轻便钻具钻至指定深度,放入探头和探杆,保持探杆垂直,对试验土层连续进行触探。(2)人工或机械提升10kg的穿心锤,落距为0.50m,自由下落。锤击频率控制在15-30击/min。记录每打入土层中0.30m时所需的锤击数。(3)若需描述土层情况时,可将触探杆拨出,取下探头,换钻头进行取样。(4)如遇密实坚
20、硬土层,当贯入0.30m所需锤击数超过100击或贯入0.15m超过50击时,即可停止试验。如需对下卧土层进行试验时,可用钻具穿透坚实土层后再贯入。B 重型圆锥动力触探试验方法与技术要求(1)试验前将触探架安装平稳,使触探保持垂直地进行。垂直度的最大偏差不得超过2%。触探杆应保持平直,连结牢固。(2)贯入时,应使穿心锤自由落下,落锤高度为0.76m。地面上的触探杆的高度不宜过高,锤座距孔口高度不宜大于1.5m,以免倾斜与摆动太大。(3)锤击速率宜为每分钟15-30击。打入过程应尽可能连续,所有超过5min的间断都应在记录中予以注明。(4)试验过程中,每贯入1m,将探杆转动1圈半,贯入深度超过10
21、m,每贯入20cm转动探杆1次,以减小探杆与土层的摩擦力。(5)对于一般砂、圆砾和卵石,触探深度不宜超过1215m;超过该深度时,需考虑触探杆的侧壁摩阻影响。(6)每贯入0.1m所需锤击数连续三次超过50击时,即停止试验。如需对下部土层继续进行试验时,可改用超重型动力触探。(7)本试验也可在钻孔中分段进行,一般可先进行贯入,然后进行钻探,直至动力触探所测深度以上1m处,取出钻具将触探器放入孔内再进行贯入。C 超重型动力触探:略7.影响圆锥动力触探试验成果的因素。动力触探的有效锤击能量 测试设备与方法的标准化动力触探设备贯入能力探杆长度的影响上覆压力的影响地下水的影响探杆偏斜的影响8.圆锥动力触
22、探试验成果的工程应用评定地基土的状态或密实程度确定地基土的承载力与变形模量确定单桩承载力标准值第五章1.标准贯入试验的概念。标准贯入试验(Standard Penetration Test,简称SPT)是一种在现场用63.5kg的穿心锤,以76cm的落距自由落下,将一定规格的带有小型取土筒的标准贯入器打入土中,记录打入30cm的锤击数(即标准贯入击数N),并以此评价土的工程性质的原位试验。2.标准贯入试验的用途及优缺点。利用标准贯入试验成果,并结合地区经验,可用于以下目的:(1)评价地基土的物理状态;(2)评价地基土的力学性能参数;(3)计算天然地基的承载力;(4)计算单桩的极限承载力及对场地
23、成桩的可能性做出评价;(5)评价场地砂土和粉土的液化可能性及等级。优点:标贯试验操作简单,地层适应性广,对不宜钻探取样的砂土和砂质粉土尤为适用,当土中含有较大碎石时使用受限制。标贯试验的缺点是离散性比较大,故只能粗略地评定土的工程性质。3.标准贯入试验的仪器设备。标准贯入试验设备主要由贯入器、触探杆(钻杆)和穿心锤三部分组成4.标准贯入试验的试验方法。(1)先用旋转钻进钻具钻至试验土层标高以上0.15m处,清除残土。(2)将贯入器放入孔内,避免冲击孔底,注意保持贯入器、钻杆、导向杆联接后的垂直度。测定贯入器所在深度,要求残土厚度不大于0.1m。(3)将贯入器以每分钟击打1530次的频率,先打入
24、土中0.15m,不计锤击数;然后连续贯入土中30cm,记录其锤击数,即为标准贯入击数N。若遇密实土层,锤击数超过50击时,应终止试验,并记录实际贯入深度S(cm)和累积击数n,并折算贯入30cm的标贯击数N=30n/ S 。(4)旋转钻杆,然后提出贯入器,取贯入器中的土样进行鉴别、描述记录,并测量其长度。将需要保存的土样仔细包装、编号,以备试验之用。(5)重复14步骤,进行下一深度的标贯测试,直至所需深度。一般每隔1m进行一次标贯试验。5.标准贯入试验的技术要求。(1)须保持孔内水位高出地下水位一定高度,以免塌孔,保持孔底土处于平衡状态,不使孔底发生涌砂变松,影响N值;(2)下套管不要超过试验
25、标高;(3)须缓慢地下放钻具,避免孔底土的扰动;(4)细心清除孔底浮土,孔底浮土应尽量少,其厚度不得大于10cm;(5)如钻进中需取样,则不应在锤击法取样后立刻做标贯,而应在继续钻进一定深度(可根据土层软硬程度而定)后再做标贯,以免人为增大N值;(6)钻孔直径不宜过大,以免加大锤击时探杆的晃动;钻孔直径过大时,可减少N至50%,建议钻孔直径上限为100mm,以免影响N值。6.标准贯入试验与圆锥动力触探试验的异同点。注意:标贯和圆锥动力触探测试方法的不同点,主要是不能连续贯入,每贯入0.45m必须提钻一次,然后换上钻头进行回转钻进至下一试验深度,重新开始试验。另外,标贯试验不宜在含有碎石的土层中
26、进行,只宜用于粘性土、粉土和砂土中,以免损坏标贯器的管靴刃口。7.标准贯入试验成果的工程应用。地基土的液化判别评定地基土的承载力确定单桩承载力地基处理效果检测第六章1.十字板剪切试验的概念及适用条件。十字板剪切试验(Vane Shear Test,简称VST)是一种通过对插入地基土中的规定形状和尺寸的十字板头施加扭矩,使十字板头在土体中等速扭转形成圆柱状破坏面,经过换算评定地基土不排水抗剪强度的现场试验。这种方法在软土地区得到了广泛应用,主要用其测定饱水软粘土的不排水抗剪强度。适用于灵敏度St10,固结系数cv 100(m2/a)的均质饱和软粘土2.十字板剪切试验的用途及优缺点。十字板剪切试验
27、可用于以下目的:(1)测定原位应力条件下软粘性土的不排水抗剪强度;(2)评定软粘性土的灵敏度;(3)计算地基的承载力;(4)判断软粘性土的固结历史。VST主要用于测定饱水软粘土的不排水抗剪强度。它具有下列优点:(1) 不用取样,特别是对难以取样的灵敏度高的粘性土,可以在现场对基本上处于天然应力状态下的土层进行扭剪。所求软土抗剪强度指标比其他方法都可靠。(2) 野外测试设备轻便,操作容易。(3) 测试速度较快,效率高,成果整理简单。其缺点是仅适用于江河湖海的沿岸地带的软土,适应范围有限,对硬塑粘性土和含有砾石杂物的土不宜采用,否则会损伤十字板头。3.十字板剪切试验的分类及仪器设备。根据十字板仪的
28、不同可分为普通十字板仪和电测十字板仪;根据贯入方式的不同又可分为预钻孔十字板剪切试验和自钻式十字板剪切试验。十字板剪切试验所需仪器设备包括十字板头、试验用探杆、贯入主机和测力与记录装置仪器等。4.十字板剪切试验的基本原理。十字板剪切试验的原理,即在钻孔某深度的软粘土中插入规定形状和尺寸的十字板头,施加扭矩,将土体剪切破坏,测定土体抵抗扭损的最大力矩,通过换算得到土体不排水抗剪强度cu值(假定0)。5.十字板剪切试验的技术要求。6.十字板剪切试验方法与步骤。1)平整场地,安装机架,并固定2)把板头压至测试深度3)卡住钻杆,并调零4)转动手柄,旋转钻杆,使板头产生扭矩(每10秒使摇柄转动一圈,每转
29、动一圈测记应变读数一次。 )5)测量扭矩直至峰值出现6)松动钻杆7)完全扰动测试土体,重复2-5测量扰动土的剪切强度。7.影响十字板剪切试验成果的因素。十字板头的旋转速率1)剪切(旋转)速率越大,抗剪强度越大,应规定一个统一的旋转速率(1°/10s)2)对一般粘性土,最大的抗剪强度出现在20-30之间,所用时间为3-5min,属不排水抗剪强度土的各向异性1)在板头范围内,土的非均一性2)天然土层的抗剪强度的非等向性十字板头的规格指十字板头的形状、板厚及轴杆直径等。板厚及轴杆直径越大,板头插入土中对土的扰动越大,抗剪强度越小排水条件测定的结果为土的不排水抗剪强度(j=0时的C值),但实
30、际测试中,已有部分排水,所测Cu值偏大,应修正8.十字板剪切试验成果的工程应用。1.评定软土地基承载力(=0)根据中国建筑科学研究院和华东电力设计院积累的经验,可按式(6-15)评定地基土的承载力: fk=2cu(使用值)+h (6-15)2.确定地基土强度的变化3.检验地基处理效果第七章1、旁压试验的概念、分类。试验主要是通过旁压器在竖直的孔内加压,使旁压膜膨胀,由旁压膜(或护套)将压力传给周围土体(或软岩),使土体(或软岩)产生变形直至破坏,并通过量测装置测出施加的压力和土变形之间的关系,然后绘制应力-应变(或钻孔体积增量、或径向位移)关系曲线。按照将旁压器放置土层中的方式,旁压试验分为:
31、 预钻式旁压试验 自钻式旁压试验 压入式旁压试验2、旁压试验的优缺点、适用范围。优点:旁压试验的优点是和静力载荷测试比较而显现出来的。它可在不同深度上进行测试,所求地基承载力值基本和平板载荷测试所求的相近,精度很高。预钻式设备轻便,测试时间短。缺点:受成孔质量影响大,在软土中测试精度不高。 使用范围:粘性土、粉土、砂土、碎石土、极软岩和软岩等。 3、旁压试验的基本原理。典型的旁压曲线(压力p-体积变化量V变化曲线或压力p-测管水位下降值S变化曲线)可分为三段: 段(曲线AB):初步阶段,反映孔壁受扰动土的压缩;段(直线BC):似弹性阶段,压力与体积变化量大致呈直线关系;段(曲线CD):塑性阶段
32、,随着压力的增大,体积变化量逐渐增大,最后急剧增大,达到破坏4、旁压试验的仪器设备。总体而言,旁压试验所需的仪器设备主要由旁压器、变形测量系统和加压稳压装置等部分组成。5、预钻成孔式旁压试验中成孔质量对试验曲线的影响。图中各种旁压曲线反映了成孔质量对试验曲线的影响。a线为正常的旁压曲线;b线反映孔壁严重扰动,因旁压器体积容量不够而试验提前终止;c线反映孔径太大,旁压器的膨胀量有相当一部分消耗在空穴体积上,试验无法进行;d线则反映孔径太小,或者有缩孔现象,试验前孔壁已受到挤压,所以曲线没有前段。6、旁压试验中预钻成孔需要注意的事项。(1)针对不同性质的土层及深度,可选用与其相应的提土器或与其相应
33、的钻机钻头。(2)孔径一般要求比所用旁压器外径大23mm为宜;钻孔深度应以旁压器测试腔中点处为试验深度。(3)预钻成孔的孔壁要求垂直、光滑,孔形圆整,并尽量减少对孔壁土体的扰动。(4)试验必须在同一土层,否则,不但试验资料难于应用,且当上下两种土层差异过大时,会造成试验中旁压器弹性膜的破裂,导致试验失败。7、旁压试验仪器校正及其方法。试验前,应对仪器进行弹性膜(包括保护套)约束力校正(率定)和仪器综合变形校正(率定),目的是为了校正弹性膜和管路系统所引起的压力损失或体积损失。 具体校正项目的确定依据下列情况确定:l 旁压器首次使用或旁压仪较长时间未用,两项校正均需进行。l 更换弹性膜(或保护套
34、)需进行弹性膜约束力校正,为提高压力精度,弹性膜经过多次试验后,应进行弹性膜复校试验。l 加长或缩短导压管时,须进行仪器综合变形校正。1)弹性膜约束力的校正 方法:旁压器竖立于地面,按试验加压步骤适当加压(0.05MPa)使其自由膨胀。先加压,当测水管水位下降至近36cm时,退压至零,反复5次以上,再进行正式校正。具体操作、观测时间等均按正式试验步骤进行。压力增量采用10kPa,观测时间为1min。据此绘制P-V(S)曲线。2)仪器综合变形校正 方法:将旁压器放入校正筒内,在旁压器受到刚性限制的状态下,按试验加压步骤对旁压器加压,压力增量为100kPa,逐级加至800kPa以上,观测时间与正式
35、试验一致,绘制P-V(S)曲线,为一斜线,其斜率S/p即位仪器综合变形校正系数。8、旁压试验数据的整理。l 绘制弹性膜约束曲线和仪器综合变形曲线l 数据校正l 绘制旁压测试曲线9、影响旁压试验成果精度的因素。(1)成孔质量:软土的扰动对测试结果的影响很大,必须根据土类选择不同的钻孔方法(2)加压方式:分为加压速率与加压等级两个方面加压等级一般按预估土的临塑压力或极限压力而定,为它们的1/81/12加荷速率反映了不同的试验条件,如排水或不排水(3)旁压器构造和规格(4)旁压测试临界深度的影响:在均质土层中测试,Pf自地表向下逐渐增大,当超过一定深度后,才趋近一个常数值,这个土层表面一定深度就称为
36、临界深度。砂土中表现明显,临界深度随砂土密实度的增加而增加,一般为13m。在临界深度内,由于地面是临空面,土体可以产生较明显的垂向变形,而在临界深度以下,因上覆土层压力加大,限制了垂向变形,基本上只有径向变形。10、旁压试验成果的工程应用。u 确定地基土的承载力u 确定单桩的轴向承载力u 确定地基土层旁压模量u 确定地基土的变形模量作业部分1、某场地中进行载荷试验,承压板面积5000cm2,试坑深度2.5m,其中第二号试验点的资料如下表所示,试确定该试验点土层的比例界限、极限荷载及地基土的承载力。荷载N/kN255075100125150175200225250承压板沉降值S/mm566.97
37、.710.512.515182542注:荷载增至250kN后,变形速度加快,加荷后30min,变形值为42mm,于是停止试验。解:(1)根据数据绘制P-S曲线,根据曲线可见,当荷载小于等于100kN时,各数据点基本呈一条直线,故可确定比例界限对应的压力p0为100kN;而当压力加至250kN后,沉降急剧增大,曲线出现陡降段,故可确定其前一极压力为极限荷载,即pu=225kN。(2)曲线拐点明显,同时,2 p0=200kNpu=225kN,根据拐点法可取比例界限压力p0所对应的荷载值作为地基土的承载力特征值,即fak=100/5000*10-4=200kPa2、某民用建筑场地中进行载荷试验,试坑
38、深度为1.8m,圆形承压板面积为5000cm2,试验土层为黏土,修正后的P-S曲线具有明显的比例极限值,比例界限为200kPa,直线段斜率为0.06mm/kPa,该粘土层的变形模量为( )A 7.6MPa;B 8.6MPa;C 9.6MPa;D 10.6MPa解:根据岩土工程勘察规范10.2.5,对于浅层平板载荷试验,有:其中,I0=0.785,=0.42,d=,则有:E0=0.785*(1-0.422)*79.8*10/0.06=8598.8kPa=8.6MPa答案为B3、某民用建筑场地为砂土,采用圆形承压板载荷试验,试坑深度1.5m,承压板面积2500cm2,修正后初始直线段方程为S=0.
39、05P,式中S为承压板沉降(mm),P为承压板底面压力(kPa),则该砂土层的变形模量为( )A 8MPa;B 10MPa;C 12MPa;D 14MPa解:根据岩土工程勘察规范10.2.5,对于浅层平板载荷试验,有:其中,I0=0.785,=0.3,d=,则有:E0=0.785*(1-0.32)*56.4*10/0.05=8057kPa=8.06MPa答案为A4、某砂土场地进行螺旋板载荷试验,试验深度为10m,螺旋板直径为0.5m,P-S曲线初始段为直线,直线段与S轴截距为4mm,直线段终点压力值为180kPa,实测沉降值为9.5mm,该砂土层变形模量为( )A 4.1MPa;B 7.2MP
40、a;C 10.3MPa;D 13.4MPa解:根据岩土工程勘察规范10.2.5,对于螺旋板载荷试验,有:其中,查表10.2.5有,d/z=0.5/10=0.05,=0.437,则有:E0=0.437*180/(9.5-4)*500=7150kPa=7.15MPa答案为B5、某场地的三个浅层平板载荷试验成果见下表。按现行建筑地基基础设计规范该土层的地基承载力特征值最接近( )试验点号123比例界限对应的荷载值/kPa160165173极限荷载/kPa300340330A 170kPa;B 165 kPa;C 160 kPa;D 150 kPa解:根据建筑地基基础设计规范附录C:(1)各试验点比例
41、界限对应的荷载值p0、极限荷载pu及地基承载力特征值分别有:试验点1:p0=160pu/2=150,取fak1= pu/2=150kPa;试验点2:p0=165pu/2=170,取fak2= p0=165kPa;试验点3:p0=173pu/2=165,取fak3= pu/2=165kPa;(2)三次试验的地基承载力特征值平均值为=(150+165+165)/3=160kPa,极差=165-150=15kPa30%=0.3*160=48kPa,故可取该场地地基土层的地基承载力特征值fak=160 kPa。+答案为C。荷载P(kN)1、下图为某场地天然地基浅层平板载荷试验成果P-S曲线。试验采用圆
42、形承压板,面积为0.25m2。试验中,当荷载加至110kN后,沉降急剧增大,承压板周围土体出现隆起和环状裂纹。根据该图计算场地土层变形模量并分别采用三种方法确定该场地天然地基的承载力特征值(注意:本次试验中采用相对沉降法时,可取相对沉降值s/b=0.015)。沉降(mm)某场地天然地基浅层平板载荷试验P-S曲线解:(1)确定比例界限压力和极限荷载:由图可见,P-S曲线拐点明显,取拐点压力作为比例界限压力p0,即p0=50/0.25=200kPa;而由已知条件,荷载加至110kN后,沉降急剧增大,承压板周围土体出现隆起和环状裂纹,则可取其前一级压力作为极限荷载pu,即pu=100/0.25=40
43、0kPa。(2)确定该场地天然地基的承载力特征值A 拐点法:曲线拐点明显,取比例界限压力p0所对应的荷载值作为地基土的承载力特征值,即fak= p0=200kPa;B 极限荷载法:pu=400kPa2 p0,可取极限压力的一半作为地基承载力特征值,即fak=0.5 pu=200kPa;C 相对沉降法:由已知条件,相对沉降值s/b=0.015,其中承压板直径,则对应的沉降值s=0.015*0.564*103=8.46mm,则可查图得相应的荷载为56kN,则地基承载力特征值fak=56/0.25=224kPa2、下图为某场地天然地基浅层平板载荷试验成果P-S曲线。试验采用圆形承压板,面积为0.25
44、m2。试验中,当荷载加至440kPa后,沉降急剧增大,承压板周围土体出现隆起和环状裂纹。(1)试确定其比例界限压力P0和极限压力Pu;(2)计算场地土层变形模量。(3)根据该图分别采用三种方法确定该场地天然地基的承载力特征值(注意:本次试验中采用相对沉降法时,可取相对沉降值s/b=0.015)。沉降(mm)荷载P(kPa)某场地天然地基浅层平板载荷试验P-S曲线解:方法同上题。(1)p0=200kPa;pu=400kPa。(2)拐点法:fak= p0=200kPa;B 极限荷载法: fak=0.5 pu=200kPa;C 相对沉降法:fak=210kPa3、某场地中进行载荷试验,圆形承压板面积
45、0.25m2,试坑深度2.0m,其中第二号试验点的资料如下表所示。当荷载增至500kPa后,变形迅速加快,沉降急剧增大,承压板周围土体出现隆起和环状裂纹,停止试验。载荷试验成果表荷载P/kPa50100150200250300350400450500沉降S/mm3.44.86.27.69.111.513.917.623.234.51.绘制P-S曲线,并修正(须简要说明);2.确定比例界限压力p0和极限压力pu(须说明理由);3.试根据拐点法、极限荷载法及相对沉降法确定地基承载力特征值(注意:本次试验中采用相对沉降法时,可取相对沉降值s/b=0.011)。荷载P(kPa)沉降(mm)解:(1)绘
46、制P-S曲线,如图中蓝色曲线,初始段各点基本在一条直线上,但该直线并不通过原点,与s轴截距为2,故将曲线上各点同时沿s轴向上平移2mm,使直线段通过坐标原点,即为修正后的P-S曲线,如图所示的红色曲线。(2)比例界限压力p0、极限压力pu(及地基承载力的确定方法同前两题:p0=250kPa;pu=450kPa。(3)拐点法:fak= p0=250kPa;B 极限荷载法: pu=450kPa2 p0=2*250=500kPa,可取极限压力的一半作为地基承载力特征值,即fak=0.5 pu=225kPa;C 相对沉降法:s=0.011*0.564*103=6.2mm,则可查图得相应的荷载为220k
47、Pa,则地基承载力特征值fak=220kPa1、在某建筑场地的岩石地基上进行了3组岩基载荷试验,实验结果如下:实验编号比例界限对应的荷载值(kPa)极限荷载值(kPa)164019202510158035601440根据试验结果确定的岩石地基承载力特征值最接近下列哪一个选项?并说明确定的过程。A 480kPa B 510kPa C 570kPa D 820kPa解:根据建筑地基基础设计规范附录H,3次实验中岩石地基承载力特征值可分别确定如下:实验1#:P0=640=Pu/3=1920/3=640,fak1=640kPa;实验2#:P0=510Pu/3=1580/3=526.7,fak2=510
48、kPa;实验3#:P0=560Pu/3=1440/3=480,fak3=480kPa;取3次实验所得地基承载力特征值的最小值作为本场地岩石地基承载力特征值,即fak=480kPa,答案为A。2、某建筑基槽宽5m,长20m,开挖深度为6m,基底以下为粉质黏土,在基槽底面中间进行平板载荷试验,采用直径800mm的圆形承压板,载荷试验结果显示,在P-S曲线线性段对应100kPa压力的沉降量为6mm。试计算基底土层的变形模量E0值最接近下列哪个选项?A 6.3MkPa B 9.0MPa C 12.3MPa D 14.1MPa解:根据已知条件,实验深度大于5m,但试坑尺寸超过承压板直径的3倍,所以仍为浅
49、层平板载荷试验,则根据岩土工程勘察规范10.2.5,对于浅层平板载荷试验,有:其中,I0=0.785,=0.38,d=800mm,则有:E0=0.785*(1-0.382)*800*100/6=8955.28kPa=8.96MPa答案为B3、对某高层建筑工程进行深层载荷试验,承压板直径0.79m,承压板底埋深15.8m,持力层为砾砂层,泊松比为0.3,实验结果显示P-S曲线直线段斜率为p/s=169kPa/mm,根据现行岩土工程勘察规范,计算该持力层的变形模量最接近( )A 58.3MPa;B 38.5MPa;C 25.6MPa;D 18.5MPa解:根据岩土工程勘察规范10.2.5,对于深层
50、平板载荷试验,有:其中,查表10.2.5有,d/z=0.79/15.8=0.05,=0.437,则有:E0=0.437*169*0.79*103=58.3MPa答案为A4、某建筑工程基础采用灌注桩,桩径600mm,桩长25m,低应变检测结果表明这6根基桩均为I类桩。对6根基桩进行单桩竖向抗压静载试验的成果见下表,该工程的单桩竖向抗压承载力特征值最接近下列哪一选项?( )试桩编号1#2#3#4#5#6#Qu(kN)288025802940306035303360A 1290kN;B 1480kN;C 1530kN;D 1680kN解:由已知条件,6次试验的单桩竖向抗压极限承载力平均值为:kN极差
51、=3530-2580=95030%*=0.3*3058.3=917.5,则去掉一个最大值,即3530kN重新计算如下:极差=3360-2580=78030%*=0.3*2964=889.2,则可取剩下的5次试验的平均值作为单桩竖向抗压极限承载力,即Qu=2964kN,而该工程的单桩竖向抗压承载力特征值Ra=Qu/2=2964/2=1482kN答案为B。 1、某碎石土场地地下水埋深为1.5m,在12.0m处进行重型圆锥动力触探,贯入14cm的锤击数为63击,地面以上触探杆长度为1.0m,如确定碎石土的密实度,修正后的锤击数为( )A 25.7;B 25.2;C 24.4;D 23.6解:根据岩土
52、工程勘察规范3.3.8及附录B,有:N63. 5=1·N63. 5杆长=12+1=13.0m,动探击数实测值N63. 5=63/14*10=45,则查表B. 0.1有1=0.5425(根据杆长和动探击数实测值查表B. 0.1线性内插),则:N63. 5=0.5425*45=24.4答案为C2、某碎石土场地进行重型圆锥动力触探试验,测试深度2.8m,触探杆长度4.0m贯入15cm的锤击数为32击,则该碎石土层的密实度为( )A 松散;B 稍密;C 中密;D 密实解:同上题,有:N63. 5=1·N63. 5杆长=2.8+4=6.8m,动探击数实测值N63. 5=32/15*1
53、0=21.3,则查表B. 0.1有1=0.824(根据杆长和动探击数实测值查表B. 0.1线性内插),则:N63. 5=0.824*21.3=17.6,查表3.3.8-1可知密实度为中密。答案为C3、某场地勘察时在地下10m砂土层中进行标准贯入实验,实测击数为35击,地面以上标准贯入杆长2.0m,地下水位为0.5m,该点砂层的密实度为( )A 松散;B 稍密;C 中密;D 密实解:直接查岩土工程勘察规范表3.3.9,N30,密实状态。(规范条文直接说明,根据标贯击数评价砂土密实度,直接采用实测值,无需修正)答案为D。4、某民用建筑场地地表下15m处砂土层实测标准贯入锤击数为18击,场地地下水位
54、2.0m,该点砂层的密实度为( )A 松散;B 稍密;C 中密;D 密实同上题,答案为C 中密。5、某工业建设场地为砂土,地表下5.5m处标准贯入击数为19击,该砂土的密实度为( )A 松散;B 稍密;C 中密;D 密实同上题,答案为C 中密。6、某粉土试样的室内试验指标如下:=26%,=19.4kN/m3,Gs=2.65,该土样的密实度和湿度为( )A 中密,湿;B 中密,饱和;C 密实,湿;D 密实,饱和解:根据土力学基本知识:粉土的孔隙比e=根据岩土工程勘察规范3.3.10,查表3.3.10-1,e=0.721<0.75,密实状态;查表3.3.10-2,=26%,20%<<30%,湿度状态为湿。答案为C。7、某饱和粉土试样室内试验结果:=32%,Gs=2.66,该土样的密实度和湿度为( )A 中密,湿;B 稍密,湿;C 中密,很湿;D 稍密,很湿解:饱和度为1,根据土力学基本知识:,同上题,根据表3.3.10-1,中密状态;查表3.3.10-2,=32
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