工程地质原位测试

工程地质原位测试第四章十字板剪切实验第三章静力触探第二章动力触探第一章静力载荷试验第五章旁压试验123546第七章现场波速测试第八章岩体声波测试第六章扁铲侧胀试验第十章岩体回弹锤击试验第九章岩体变形试验岩石点荷载试验第十一章岩体强度测试7891011目录一.概况1.原位测试:就是在土原来所处位置基本保持土的天然结构，天然含水量及天然应力状态测定土的性能方法。2.与一般试验方法比较具有以下优点①可在拟建工程场地进行测试,不用取样。②原位测试涉及的土体积比室内试验样品要大得多，因而更能反映土的宏观结构对土的性质影响。③很多土原位测试技术方法可连续进行，可得到完整土层剖面及物理力学性质指标。④土的原位测试，一般具有快速经济优点。绪论3.土的测试方法可归纳为以下两类：①土层剖面测试法：如静力触探，动力触探。②专门测试法：如载荷试验，旁压试验，标准贯入试验，十字板剪切试验，压水.注水试验。4.土的原位测试缺点:①原位测试技术发展历史较短,对测试机理及应用的研究都有待于进一步深入.②难于控制测试中的边界条件,如排水条件,应力条件.③目前为止,土的原位测试技术所测出数据和土的工程性质关系仍建立在大量统计经验关系之上。

绪论一.载荷试验：保持地基土的天然状态和模拟建筑物的荷载条件，通过一定面积的承压板向地基施加竖向荷载，观察地基土变形和强度规律的一种原位试验。1.目前静力载荷试验适用范围：⑴平板载荷试验适用天然地基，复合地基。⑵螺旋板载荷试验适用天然地基⑶基桩静载荷试验适用基桩第一章静力载荷试验2.载荷试验所依据技术规范：⑴《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）适用地基土，基岩载荷⑵《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）适用平板，螺旋板载荷试验⑶《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）适用基桩静载荷试验⑷《高层建筑岩土勘察规范》（JGJ72-2004）适用深井载荷试验⑸《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）适用复合地基载荷试验第一章静力载荷试验3.试验过程：①在承压板上逐级加荷，观测记录各级压力下沉降量S随时间变化情况；②一般待前级压力沉降稳定后，在加下一级压力；③直到某级压力下沉降量随时间增长而不能稳定到一定值；④得出各级压力P对应的稳定沉降值S，及最后级荷载下沉降量S的趋势值；⑤作出P~S关系曲线。

4.试验结果：P~S曲线反映承压板下2.0倍承压板宽度深度范围内土层强度及变形特性。第一章静力载荷试验5.载荷试验基本理论体现在三方面：①直线变形阶段：压密阶段,压力小于比例界限P0，P~S为直线关系。②剪切变形阶段：当压力P0＜Pi＜Pu（极限），P~S呈曲线关系，除土体压密外，还有局部剪切破坏。③破坏阶段：压力Pi＞Pu，即使压力增加极小沉降急剧增加。二.试验仪器设备：①加荷稳压装置：包括刚性承压板，立柱，油压千斤顶，稳压器②反力装置：包括堆重系统，地锚系统第一章静力载荷试验③观测装置：包括百分表，基准梁三.载荷试验技术要求：

1.试验位置选择：依据场地均匀性，结合上部工程要求，选择有代表性地点。

2.试坑宽度：为承压板直径4~5倍，至少3倍，以满足半空间表面受荷边界条件。

3.加荷等级：①第一级施加荷载（包括设备重量）宜接近于挖除土的自重。②此后每级加荷重量与土的力学强度有关，一般为预估极限承载力1/8~1/10。③一般软粘土每级加荷增量为0.1~0.25kg/cm第一章静力载荷试验第一章静力载荷试验第一章静力载荷试验第一章静力载荷试验第一章静力载荷试验第一章静力载荷试验第一章静力载荷试验4.沉降观测：①采用慢速法：对于土体，每级荷载施加后，间隔5min、5min、10min、10min、15min、15min测读一次沉降，以后间隔30min测读一次沉降，当连续2h、且每小时沉降量不大于0.1mm时，可认为沉降达到稳定标准，可施加下一级荷载。对于岩体，间隔1min、2min、2min、5min、测读一次沉降，以后间隔10min测读一次，当连续三次读数之差小于0.01mm时，可认为沉降达到稳定标准，可施加下一级荷载。②采用快速法：每加一级荷载按间隔15min观测一次沉降，每一级荷载维持2h,即可施加下一级荷载，最后一级荷载可观测至达到上述沉降相对稳定标准或仍维持2小时。③采用等沉降速率法：控制承压板以一定的沉降速率沉降，测读与沉降相应的所施加荷载，直至试验达到破坏阶段

5.试验终止条件：⑴载荷试验一般加荷到设计承载力2倍即可终止试验。⑵从积累经验出发，加荷到破坏荷载为好。⑶出现下列现象可认为已达到极限条件：①承压板周围土面出现明显裂缝并隆起②24小时沉降速度无减小趋势或加荷后沉降急剧增加。③总沉降已达承压板直径或宽度1/12。④、本级荷载的沉降量急剧增加，P~S曲线出现陡降段。对于深层平板载荷试验，承压板采用直径0.8m的刚性板，紧靠承压板周围外侧的土层高度不应小于80cm，终止试验条件如下：1、沉降量急剧增加，P~S曲线出现可判定极限承载力的陡降段，且总沉降量超过0.04b（b为承压板直径）；2、在某级荷载下24h沉降速率不能达到稳定标准；3、本级荷载下的沉降量大于前一级荷载下沉降量的5倍；4、当承压板下持力层坚硬，沉降量较小时，最大加载量已达到或超过地基土承载力设计值2倍。第一章静力载荷试验6.应在现场随时绘制P~S曲线，lgp~lgs曲线以便及时掌握试验进程。四.试验资料整理整理内容：①检查原始资料②效正沉降数据③绘制效正后P~S曲线㈠沉降数据效正：⑴试验测得各级压力下的沉降值，绘制P~S关系曲线，该曲线是确定地基变形模量，承载力及土的应力~应变关系等重要依据。⑵所测得变形值并非都是相应压力下产生变形和真实反映地基土P~S规律。⑶由于各种因素干扰使测读变形与真实变形存在一定差异。第一章静力载荷试验⑷这种差异造成P~S曲线不通过座标原点，及观测数据离散性。⑸由于土的性状不同，P~S曲线形状也不同，有拐点型，圆滑型，不规则型。1.拐点型P~S曲线效正：①比例界限点以前各点，根据C和Pi值计算Si②比例界限点以后各点按下式计算效正后的Si

pi：比例界限点前某级荷载si：效正后变形值si：比例界限点后某级荷载对应变形值s0：座标原点效正值第一章静力载荷试验⑴图解法求s0及c：在P~S曲线上找出比例界限点，从比例界限点引一条直线，使比例界限前的各点均匀靠近直线，直线与纵座标交点截距为S0,将直线上任一点S，P代入下式求c：⑵选点法：在P~S座标中点出各相应pi，si点，依据这些点总体规律找出近似比例界限点位置，通过该点引出一直线，使其均匀通过该点之前各观测数据点，然后在引出直线上取相近三点

M（Pm，Sm），N（Pn，Sn），I（Pi，Si）第一章静力载荷试验第一章静力载荷试验⑶最小二乘法：

是一种较精确数理统计方法，直线部分拟合曲线si=s0+c.pi计算出si与相应压力下观测值si间误差最小。第一章静力载荷试验2.园滑型和不规则型P~S曲线的效正:

对于这类曲线效正主要采用国内刘祖德教授提出求S0方法,假设三个相邻荷载增量均为△P，各级荷载下的曲线斜率C呈等量递增：第一章静力载荷试验五.试验资料应用：㈠确定地基土的承载力：

1：强度控制法:以比例界限p0作为地基土承载力.适用于硬塑~坚硬粘性土.粉土.碎石土。①P~S曲线上有明显直线段，采用直线段终点对应压力为比例界限点p0。②P~S曲线上无明显直线段：

a:某级荷载下沉降增量超过前一级荷载增量2倍：△Sn＞2△Sn-1的点对应压力为比例界限点p0。

b:绘lgp~lgs曲线，曲线转折点对应压力为比例界限点p0.c:绘p~△s/△p曲线，曲线转折点对应压力即为比例界限点p0。第一章静力载荷试验㈡计算地基变形模量：①当比例界限点清楚,P~S呈直线关系E0:土的变形模量(MPa)μ:土的泊松比,碎石土0.25,砂土和粉土0.30,粉质粘土0.35,粘土0.42p:承压板上总荷载(kN)s:与荷载P相应的沉降量(cm)d:承压板直径(cm)②对园滑型,不规则型P~S曲线,仍采用同样公式,SP的选择非常重要:

粘性土:S=0.02B所对应总荷载P

砂土:S=0.015B所对应总荷载P

第一章静力载荷试验2.相对沉降控制法：根据沉降量和承压板宽度s/b确定：①对一般粘性土，粉土宜采用相对沉降量s/b≤0.02所对应压力为地基承载力。②对砂土宜采用s/b=0.01~0.015所对应压力为地基承载力。

3：极限荷载法：①P~S曲线上比例界限点出现后，土体很快达到极限荷载，即p0与pu接近:fk=pu/fs(fs=2~3)②比例界限p0与pu不接近:fk=p0+(pu-p0)/fs③通过控制沉降量给出P0.02，P0.015等值再用Pu/fs,fs=2~3,从中取小值为容许承载力第一章静力载荷试验六.复合地基载荷试验JGJ-79-91中规定复合地基载荷试验要点为:1.单桩复合地基载荷试验的压板可用圆形或方形,面积为一根桩承担处理面积;多桩复合地基载荷试验压板可用方形或矩形,其尺寸按实际桩数所承担的处理面积确定.2.压板底高程应与基础底面设计高程相同,压板下应设50mm厚中粗砂找平层.3.加荷等级为8~12级,总加载量不宜少于设计要求值2倍.第一章静力载荷试验

4.每加一级荷载Q,在加荷前后应各读记压板沉降S一次,以后每30分钟读记一次,当一小时内沉降增量小于0.1mm时即可加下一级荷载,对饱和粘性土地基中的振冲桩或砂石桩,一小时内沉降增量小于0.25mm时即可加下一级荷载.5.当出现下列现象时可终止试验.①沉降急剧增加,土被挤出或加荷板周围出现明显裂缝.②累记沉降量已大于压板宽度或直径10%③总加荷量已为设计要求值的2倍以上.第一章静力载荷试验6.卸荷分三级等量进行,每卸一级,读记回弹量,直至变形稳定.7.复合地基承载力基本值确定:①当Q~S曲线上有明显的比例极限时,可取该比例极限所对应的荷载.②当极限荷载能确定,而其值又小于对应比例极限荷载值1.5倍时,可取极限荷载的一半.③按相对变形值确定:a.振冲桩和砂石桩复合地基:对以粘性土为主地基,可取s/b或s/d=0.02所对应荷载(b.d压板宽度或直径).第一章静力载荷试验

以粉土或砂土为主的地基,可取s/b或s/d=0.015所对应荷载.b.土挤密桩复合地基,可取s/b或s/d=0.01~0.015所对应的荷载,灰土挤密桩复合地基,可取s/b或s/d=0.008所对应的荷载.c.深层搅拌桩复合地基:可取s/b或s/d=0.004~0.01所对应荷载.

8.试验点的数量不小于3点,当满足其极差不超过平均值的30%时,可取其平均值为复合地基承载力标准值.第一章静力载荷试验第一章静力载荷试验第二章动力触探一.概况：1：动力触探（DPT）：利用一定落锤的能量，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；锤击数或探头单位面积贯入阻力）来判断土层性质的一种原位测试方法。将探头换为标准贯入器，则称为标准贯入试验。2.动力触探的应用：（1）划分不同性质的土层。（2）确定土的物理力学性质。3.动力触探类型：（1）园锥动力触探：轻型；重型；超重型（2）标准贯入4.适用范围：轻型：粘性土；粉土；粉砂；重型：粘土；粉质粘土；粉砂；粉土砂土；碎石土；超重型：碎石土；标准贯入：淤泥及碎石土之外。第二章动力触探第二章动力触探园锥动力触探类型类型

轻型重型超重型落锤锤重(kg)10±0.263.5±0.5120±1落距(cm)50±276±2100±2探头直径(mm)407474锥角(0)606060探杆直径(mm)254250~60贯入指标深度(cm)301010锤击数N10N63.5N120第二章动力触探

二.轻型动力触探

1.试验设备:由锥形探头，触探杆，穿心锤三部分。触探杆直径一般25mm金属杆，每根长1m，穿心锤10kg。

2.试验要点：①先用钻具钻至试验标高，然后对所试验土层连续锤击贯入，测记每贯入30cm的锤击数N10②试验时每次穿心锤落距50cm，自由下落，探杆垂直。③遇硬土层，可先用钻具穿过硬层，再连续贯入，贯入深度小于4.0m粘性土.④根据贯入击数查表求地基土承载力。第二章动力触探三.重型动力触探：

1.设备：触探头，触探杆，穿心锤

2.穿心锤每次落距76cm，保持自由下落,使探头连续贯入，贯入速率15~30击/min3.记录贯入深度和锤击数：①记录一阵击贯入量和相应锤击数。一般5击为一阵击，软土一阵击小于5击。②密实硬土可记录每贯入10cm锤击数。

4.根据一阵击的锤击数和贯入量按下式换算成每贯入10cm的锤击数N63.5。

N63.5=N.10(cm)/S(cm)s一阵击的贯入量

n一阵击的击数5.对于砂土，松散~中密的园砾，卵石，触探深度在1~15.0m范围内，一般不考虑侧壁摩擦影响。

6.触探杆长度效正：当杆长大于2.0m按下式效正：

第二章动力触探7.地下水影响效正：对地下水位虑以下中粗砂，砂砾，园砾，考虑地下水对锤击数影响效正：

8.适用范围及应用适用于砂土，碎石土，贯入深度在1~20m①划分土层和确定滑动面位置②确定承载力③确定砂土孔隙比及密度第二章动力触探第二章动力触探土的分类N63.5砂土密度空隙比

砾砂＜55~8松散稍密＞0.650.65~0.508~10＞10中密密实0.50~0.45＜0.45粗砂＜55~6.5松散稍密＞0.800.80~0.706.5~9.5＞9.5中密密实0.70~0.60＜0.60中砂＜55~6松散稍密＞0.900.90~0.806~9＞9中密密实0.80~0.70＜0.70第二章动力触探四.超重型动力触探1.主要解决密实的卵石，埋深大或厚度大的卵石层。2.设备：锤重120kg，落距1.0m，探杆直径50~63mm,记录N120，每贯入10cm锤击数。五.标准贯入试验1.设备:带排水气孔的对开式贯入器,导向杆,锤垫,穿心落锤,探杆2.试验要点:①与钻探配合进行,先钻到需要进行试验土层标高以上约15cm,清孔后换用标准贯入器,并量得深度尺寸。第二章动力触探第二章动力触探②以15~30击/min贯入速率将贯入器打入试验土层中，先打15cm不记击数，继续贯入30cm，记录锤击数，若贯入击数较大，也可记录小于30cm的锤击数，按下式换算成贯入30cm锤击数N。N=30n/s③拔出贯入器，取出贯入器中土样进行编录及鉴别。④若需进行下一深度贯入实验，重复上述步骤,一般每1.0~1.5m进行一次。⑤若不能保证孔壁稳定，可用泥浆或套管护壁

3.影响因素及效正:①触探杆长度影响:当用标贯击数查表确定承载力及指标应对锤击数进行触探杆长度效正。②地下水影响：对于有效粒d10在0.1~0.05mm范围内饱和粉细砂，其密度大于某一临界密度时，贯入阻力将会偏大（透水性小,标贯产生孔隙水压力使N偏大）相应于此临界密度锤击数为15击，当贯入击数＞15击时，可用下式修正第二章动力触探

③土的自重压力影响：依据室内试验，砂土自重压力对标贯试验有很大影响，表现在同样标贯击数不同深度砂土，相对密度可能不同，主要是砂土自重应力影响N击数在评价砂土液化时建议采用下式修正：第二章动力触探4：实用范围及成果应用：①该方法主要用于粘性土.粉土.砂性土地基的勘察，触探深度一般为20m。②利用标贯击数可以划分土层③确定土的承载力根据标贯击数确定承载力时，现场击数应经下式修正：第二章动力触探第二章动力触探④确定砂土密实度相对密度：⑤判别砂土液化《建筑抗震设计规范》（GB5011-2001）中规定对饱和土液化判别用标准贯入试验方法：

1、首先根据地层条件进行初步判别：饱和土液化判别6度时，一般情况下可不考虑，但对液化沉降敏感的乙类建筑物可按7度考虑，7~9度时乙类建筑物可按原烈度考虑。

2、饱和砂土或粉土为第四纪晚更新世Q2及其以前的可判别为不液化，当粉土的粘粒（粒径小于0.005mm的颗粒）含量百分率（7度、8度、9度）分别不小于10、13和16时可判别为不液化。

3、采用天然地基的建筑，当上覆非液化土层厚度和地

下水位深度符合下列条件之一时，可不考虑液化影响。

du＞d0+db-2

dw＞d0+db-3du+dw

＞1.5d0+2db-4.5

式中：du：液化土特征深度（m，查表）；

d0：当上覆非液化土层厚度（m，计算时应将淤泥及淤泥质土排除）；

db：基础埋置深度（m,不超过2m时应采用2m）；

dw

：地下水位深度（m,应按建筑物使用期内年平均最高水位）。

4、当初步判别认为需进一步液化判别时，应用标准贯入试验。适用于15.0m深度范围内饱和砂土，粉土，且某一深度砂土标贯数据＞5个，当实测标贯击数（未经杆长修正）N63.5小于按下式确定临界值时，则可判为可液化砂土。

第二章动力触探

⑥确定粘性土的状态和无侧限抗压强度:

第二章动力触探N63.5＜22~44~88~1515~30＞30稠度状态极软软中等硬很硬坚硬qu(kpa)＜2525~5050~100100~200200~400＞400

N63.5与粘性土的状态液性指数IL关系:第二章动力触探N＜22~44~77~1818~35＞35IL＞11~0.750.75~0.50.5~0.250.25~0＜0稠度状态流动软塑软可塑硬可塑硬塑坚硬第三章静力触探

一.静力触探(CPT)1.概念:用静力将探头以一定的速率压入土中,利用探头内力的传感器,通过电子量测仪器将探头受到贯入阻力记录下来,由于贯入阻力与土层性质有关,因此通过贯入阻力变化情况,达到了解土层工程性质目的.2.明显优点:a.测试连续,快速,效率高。

b.测试数据精度高，再现性好。

c.采用电测技术，便于实现测试过程自动化。第三章静力触探

二.静力触探的贯入设备

1.加压装备：①手摇式轻型静力触探②齿轮机械式静力触探③全液压传动静力触探

2.反力装置：①利用地锚作反力②利用重物作反力③利用车辆自重作反力三.探头

1.工作原理：静力触探就是通过探头传感器实现一系列量的转换：土的强度→土的阻力→传感器应变→电阻变化→电压变化及输出→电子仪器放大器记录下来→测定土的强度指标

第三章静力触探

2.实现上述目的需运用三个方面原理①材料弹性变形虎克定律：②电量变化电阻率定律：③电桥原理：

3.探头结构：①单桥探头：由带外套筒的锥头，传感器，顶柱，电阻应变片。②双桥探头：设计有侧壁摩擦传感器，锥尖传感器组成。③孔压静力触探探头：在双桥探头基础上增加透水陶粒做成透水滤器和一个孔压传感器。第三章静力触探

4.探头标定：①电阻应变仪：②自动记录仪③数字式测力仪四.现场试验工作：㈠试验前准备工作：第三章静力触探第三章静力触探

㈡.现场实测工作：①确定试验前的初读数：将探头压入地表以下0.5cm左右，经一定时间后将探头提升10~25cm，使探头在不受压情况下与地温平衡，此时仪器上读数即为初读数。②贯入速度控制在0.5~1.0m/min。③一般每贯入10cm测读一次微应变，也可根据土层情况增减，但不超过25cm④由于初读数不是一个固定数值，每贯入一定深度2.0m，将探头提升5~10cm测一次初读数。⑤接卸钻杆时，钻杆不容许转动，以防电缆被扭断。每结束一孔，将探头锥头卸下，并把泥砂擦干净。第三章静力触探

五.成果的整理及应用：㈠成果整理：①初读数处理：②贯入阻力计算

第三章静力触探

③摩阻比计算：以百分比表示各对应深度侧壁摩阻力与锥头阻力比值。

④划分土层标准：静力触探主要测定土的比贯入阻力，但是比贯入阻力即使是同一土层也不完全一致，有一个变化范围：第三章静力触探范围六、影响静力触探成果的因素

1、贯入速率；

2、探头面积；

3、探头结构型式；

4、临界深度；

5、成层土的影响。

七.静力触探的应用：

1.确定土层剖面和土的类别：主要依据qc值及fs/qc（摩阻比）分类。

2.确定天然浅基础承载力：

3.确定单桩承载力：①传统方法太沙基静力平衡公式：

②采用静探资料求承载力：

第三章静力触探第三章静力触探4.确定土的变形指标

Es(压缩模量)=3.72Ps+1.260.3≤Ps＜5E0(变形模量)=9.79Ps-1.260.3≤Ps＜3E0(变形模量)=11.77Ps-4.693≤Ps＜65.确定土的不排水强度

Cu=0.0308Ps+0.041≤Ps＜15Cu=0.0388Ps-0.0641≤Ps＜15Cu=0.0564Ps+0.018Ps＜7Cu=qc/14适用于软粘土

Cu=qc/10-14适用于软粘土

6.判别砂土液化:⑴临界比贯入阻力法

第三章静力触探设计烈度78910Ps0(0.1Mpa)60~70120~135180~200220~250第三章静力触探第三章静力触探⑵临界贯入阻力.锥尖阻力法:烈度7度8度9度Ps0(Mpa)5~611.5~1318~20qc0(Mpa)4.6~5.410.5~11.816.4~18.2土性砂土砂土砂土塑性指数Ip≤33＜Ip≤77＜Ip≤101.00.60.45第三章静力触探第四章十字板剪切实验一.十字板剪切试验（VST）在钻孔内直接测定软粘土的抗剪强度。它所测得抗剪强度值相当于不排水剪的抗剪强度或残余抗剪强度，或无侧限抗压强度1/2。它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。根据十字板仪的不同：普通十字板试验、电测十字板试验。根据贯入方式不同：预钻孔十字板试验、自钻孔十字板试验。二.试验设备：⑴开口钢环式⑵轻便式⑶电测式㈠开口钢环式：利用涡轮旋转插入土中的十字板头，借开口钢环测定土的抵抗力矩，从而计算出土的抗剪强度。是目前国内最常使用的一种剪切仪，其优点是施加的力偶对转杆不产生额外推力，配合钻机使用也较方便。

1.仪器结构及规格：测力装置：借钢环的拉伸变形来反映施加扭力大小，主要组成部件有：传动部分、底座部分。

第四章十字板剪切实验第四章十字板剪切实验第四章十字板剪切实验

十字板头：常采用矩形十字板头，径高比1:2标准形，常用规格为：

50mm×100mm（适用稍硬粘土）

75mm×150mm（适用软粘土）轴杆：按轴杆与十字板头连接方式：分为离合式，牙嵌式

2.试验方法及技术要求：①用回转钻开孔，并用旋转法下套管至预定试验深度以上3~5倍套管直径。②将十字板头，离合器，轴杆与试验钻杆逐节接好后下入孔内，使十字板头离合器咬合③装上底座及测力装置④试验开始读秒：以每10秒一度速度旋转，使最大扭力值在1分钟达到，每转一度第四章十字板剪切实验

测记钢环变形一次,直到土体剪损,继续读数1min,此时峰值或稳定值百分表读数为原状土剪切破坏时总作用力Ry。⑤拔下连接导杆与测力装置的特制键，套上摇把连续转动导杆，使土体完全破坏，按4步骤测定扰动土的总作用Rc。⑥轴杆与十字板头离合器分离,按以上步骤测定机械阻力Rg。

3.资料整理及应用：⑴计算土的抗剪强度第四章十字板剪切实验⑵计算扰动土抗剪强度：第四章十字板剪切实验

⑶计算土的灵敏度：

st≤2低灵敏度土

2＜st≤4中等灵敏度土

st≥4高灵敏度土⑷绘制抗剪强度与深度关系曲线,了解抗剪强度与深度变化规律。⑸绘制抗剪强度与回转角关系曲线，了解土的结构性和受剪时的破坏过程。

第四章十字板剪切实验第四章十字板剪切实验(6)评定软土地基承载力

fk=2cu+γ.hγ.土重度(kn/m3)h.基础埋置深度(m)三.电阻应变式十字板剪切试验：

利用静力触探的贯入设备将十字板头压入到不同的试验深度,借助齿轮的扭力装置旋转十字板头，用电子仪器量测土的抵抗力矩，从而计算土的抗剪强度。第五章旁压试验

一.概况

1、预钻式旁压试验(PMT):是岩土测试的重要手段之一,试验把一个园柱型充满水旁压器放入钻孔中预测深度,通过旁压器膨胀向孔壁土体施加侧向压力使土体变形,通过量测装置,测出施加压力和土体变形之间关系,从而求出地基土变形模量和地基土承载力。

2、适用范围：可塑以上粘性土，粉土，中密以上的砂土，碎石土软质岩石。

二.仪器结构及规格主要由旁压器，量测及控制系统，加压系统组成。第五章旁压试验第五章旁压试验1.旁压器：①目的是在钻孔中对孔壁施加压力。由一个空心园柱筒和固定在金属筒上弹性膜组成，分三腔式和单腔式。②三腔式中腔为量测腔，上下腔为辅助腔，上下两腔与金属管连通而与中腔严密封闭。③弹性膜紧附在旁压器腔室外壁，在上中下三腔室端部用套环固定，保证通水加压后三腔各自膨胀。④为防止弹性模被压破，可在弹性模外加一层金属保护套。2.量测及控制系统由水箱，量管，压力表，导管组成，量管最小刻度1mm，压力表最小刻度5kpa。第五章旁压试验3、加压系统:

由高压氮气瓶连接减压阀组成,无高压氮气瓶时，也可用普通打气筒。三.仪器标定：1、弹性膜约束力：由于弹性膜具有一定厚度，在试验过程中施加压力并未全部传递给土体，同时，弹性膜本身侧限作用使压力受到损失，这种损失值称为弹性膜约束力。2、仪器综合变形：由于旁压仪的调压阀，量管，导管压力计等在加压过程中会产生变形，造成水位下降或体积损失，这种水位下降或体积损失值称为仪器综合变形。第五章旁压试验第五章旁压试验

⑴弹性膜约束力标定方法：①旁压器置于地面，打开中腔和上下腔阀门使其冲水，当水灌满旁压器并返回规定刻度时，将旁压器中腔中点位置放在与量管水位相同高度，计下压力表初读数。②逐级加压，每级压力10kpa，使弹性膜自由膨胀，量测每级压力下量管水位下降值。③直到量管水位下降值接近40cm停止加压。④记录绘制压力~水位下降值关系曲线，即为弹性膜约束力标定曲线。⑤s轴的渐近线所对应的压力即为弹性膜的约束力Pi。第五章旁压试验第五章旁压试验⑵仪器综合变形标定：①旁压器放进有机玻璃管或钢管内，使旁压器在受到径向限制的条件下进行逐级加压，加压等级100kpa，直到旁压仪的额定压力为止。②根据记录压力p和量管水位下降值s绘制p~s曲线，曲线上直线段的斜△s/△p率即为仪器综合变形校正系数。四.试验工作:1.成孔:用回转钻或其它钻进方法成孔,孔要直,孔壁要光滑,直径比旁压器外径大2~8mm.孔深比最终试验深度略深20~40cm,保证旁压器下腔在膨胀时有足够空间.

第五章旁压试验2.冲水:将旁压器置于地面,打开水箱阀门,使水流入旁压器中腔和上下腔室,待量管水位升高到一定高度,提起洋压器使中腔的中点与量管水位齐平(旁压器内不产生静水压力,不会使弹性膜膨胀),后关掉筏门,此时记录的量管水位即是试验初读数.3.放置旁压器:旁压器放入钻孔中预定深度,将量管阀门打开,旁压器产生静水压力,计算旁压器内产生静水压力,并记录量管水位下降值。第五章旁压试验第五章旁压试验第五章旁压试验

加压等级（kpa)临塑压力前临塑压力后淤泥淤泥质土流塑状态粘性土粉土粉细砂＜15≤30

软塑状态粘性土粉土疏松黄土稍密中~粗砂稍密很湿粉细纱15~2530~50

可塑~硬塑粘土粉土一般黄土中密中粗砂15~5050~100

坚硬粘性土粉土密实中粗砂50~100100~200

中密~密实碎石土＞100＞200

五.资料整理：

1.压力及变形量效正：第五章旁压试验第五章旁压试验2.绘制旁压试验曲线：根据效正后的压力和水位下降值绘制P~S曲线，或根据效正后压力和体积绘制P~V曲线。

3.特征值的确定：⑴初始压力P0确定：旁压试验曲线直线段延长与V轴的交点V0或S0，由该点作与P轴平行线相交于曲线点所对应的压力即为P0值。⑵临塑压力Pf确定：旁压试验曲线直线段终点，即直线段与曲线第二个切点所对应压力即为Pf⑶极限压力Pl的确定：旁压试验曲线过临塑压力后，趋向于S轴的渐近线的压力即为Pl值。第五章旁压试验

六.影响旁压测试成果精度的主要因素:1.成孔质量:一方面要求钻孔垂直,横截面呈圆柱形,孔径大小与旁压器直径匹配.令一方面孔壁土体尽可能少扰动.2.加压方式:体现在加压等级与加压速率方面.3.仪器构造与规格:一般认为有效长径之比是旁压器设计关键因素.L/D=4~104.临界深度:Pf.Pl.随深度加大而明显增加,到某一深度Pf.Pl不变,或趋势明显减缓,这一深度称为临界深度.第五章旁压试验第五章旁压试验

七:成果应用:㈠计算地基土承载力:㈡:计算旁压模量:

第五章旁压试验㈢.计算变形模量和压缩模量

1.变形模量与旁压模量关系

2.旁压变形参数与变形模量和压缩模量的关系:

第六章扁铲侧胀试验第一节概述扁铲侧胀试验（简称DMT）:最早由意大利人马尔歇蒂创立的一种原位测试方法。尽管这种新型试验设备从生产到如今时间不长，但它以设备经济、操作简单、实验结果的重复性好、兼自钻式旁压与静力触探于一体从而获得更多岩土特性参数等优点，很快获得国际岩土工程界关注，并在全球四十多个国家广泛应用。在我国越来越多单位将扁铲侧胀试验应用到岩土工程勘察中。《岩土工程勘察规范》（GB50021-2002）和一些地方、行业标准首次将该方法列入，《铁路工程地质原位测试规程》（TB10041-2003）还对该技术成果作了具体规定。第六章扁铲侧胀试验

该方法在我国由于起步较晚，目前还处于积累工程经验阶段。依据扁铲侧胀试验成果，并结合地区工程实践经验，其工程应用在如下几个方向：

1.土层划分及定名

2.估计土的应力历史

3.计算土的静止侧压力系数k和侧向基床系数

4.计算土的不排水强度第六章扁铲侧胀试验

扁铲侧胀试验适用于：软土、一般粘性土、粉土、黄土和松散-中密的砂土。在软土和松散土中适宜性较好，随着土的坚硬程度增加或密实程度的增大，其适宜性较差。与其他的原位测试技术一样，扁铲侧胀试验应用于新的土类或新的地区时，应在通过对比研究，建立适合于研究对象的扁铲侧胀试验指标与岩土工程参数的经验关系式或半经验半理论关系式，不宜照搬、套用现成的公式。第六章扁铲侧胀试验

第二节试验基本原理一、概述扁铲侧胀试验中扁铲探头是一个具有特定规格的不锈钢钢板，在扁铲的一侧安装了一圆形钢磨片。并通过一条穿过探杆的气电管路与地表的测控箱连接，气电管路用以传输气压和传递电信号。测控箱通过气压管和一个气源相连，以提供气压使膜片膨胀。试验由贯人扁铲探头开始，在贯入至某一深度后暂停，使用测控箱操作使膜片充气膨胀，在充气鼓胀过程中得到如下两个读数：第六章扁铲侧胀试验

A读数：膜片鼓胀距离基座0.05㎜时的气压值；

B读数：膜片鼓胀距离基座1.10㎜时的气压值。在到达B点之后，通过测控箱上的气压调控器释放气压，使膜片缓慢回缩到距离基座0.05mm时，此时的气压值记为C读数然后，探头继续往下贯人至下一试验深度。在每一试验深度都重复上述试验过程，读取A、B的读数，在需要的时候测记C读数。第六章扁铲侧胀试验第六章扁铲侧胀试验

二、试验原理：扁铲试验时，整个膨胀过程中膜片的变形量较小，因而可将其视为弹性变形过程。膜片的向外鼓胀可假设为在无限弹性介质内部，在圆形膜片面积上施加均布荷载△p。如果弹性介质的弹性模量为E，泊松比为μ，膜上任一点的位移量S为：

第六章扁铲侧胀试验

（6-1）式中：

R.钢膜片的半径

r.膜上任一点到膜片中心点的距离当r=0时，由式（6-1）可得膜片中心点的位移量S（0）按下式计算：第六章扁铲侧胀试验

（6-2）将公式（6-2）加以变换，得（6-3）公式（6-3）中，R和S（0）分别为膜片的半径（30㎜）和膜片中心的位移量（1.10㎜）为已知值：第六章扁铲侧胀试验

而即为膜片从基座鼓胀到基座1.10㎜时的压力增量（p1-p)。因此，公式（6-3）表示压力增量与被测试土的性质直接相关。

第三节仪器设备及其工作原理扁铲侧胀试验的仪器设备包括扁铲探头、测控箱、贯入设备和气压源。其设备性能及工作原理如下：第六章扁铲侧胀试验

一、扁铲探头

1、扁铲探头和弹性钢膜片扁铲探头如下图所示，探头长230-240㎜，宽94—96㎜，厚14一16㎜；扁铲探头具有楔形底端，利于贯穿土层，探头前缘刃角12°一16°。圆形钢膜片固定在探头一个侧面上(图8-4)。钢膜片直径为60㎜，正常厚度为0.20㎜（在可能剪坏探头的土层中，常使用0.25㎜厚的钢膜）。第六章扁铲侧胀试验第六章扁铲侧胀试验2、探头的工作原理探头的工作原理如图所示。其工作原理就如一个电开关。绝缘垫将基座与扁铲体（包括钢膜片）隔离，图中基座与测控箱电源的正极相连，而钢膜片通过地线与测控箱的负极相连。在自然状态下，彼此之间被绝缘体分开，电路处于短开状态。而当膜片受土压力作用而向内收缩与基座接触时，或是受气压作用使膜向外鼓胀，钢校在弹簧作用下与基座接触时，则电路形成回路，使测控箱上的蜂鸣声响起。第六章扁铲侧胀试验

在进行扁铲侧胀试验中，当扁铲贯入土层后，钢膜片受土压力的作用向里收缩，膜片与基座接触，蜂鸣声响起。到达试验位置后，操作人员开始通过测控箱对膜片施加气压，在一段时间内膜片仍保持与基座接触（蜂呜声不断）。当内部气压力达到与外部压力平衡时，膜片开始向外移动并与基座脱离（蜂鸣声停止）。蜂鸣声停止提醒操作者读取A读数第六章扁铲侧胀试验

继续向内充气加压，膜片继续向外移动，膜片中心向外移动达到1.10㎜时，钢柱在弹簧作用下与基座底部接触，则蜂鸣声再次响起，提醒操作者记录B读数。在读取B读数后，通过排气卸除内部压力，膜片在外部土（水）压力作用下缓慢回收，当膜片回到距基座0.05㎜时，蜂鸣声再次响起，读取C读数。第六章扁铲侧胀试验第六章扁铲侧胀试验

二、测控箱

1、测控箱的组成测控箱如图所示，一般包括两个压力计（也有采用一个压力计）、与气压源（airtank）的接口、与气电管路的接口、接地电缆接口、检流计和蜂鸣器。另外还有总阀和微调气流控制阀，用来控制加压时的气体流量（加压增量），以及肘节式排气阀和慢速排气阀，使测试系统能够顺利排气（释放压力），并满足读取C读数的要求。第六章扁铲侧胀试验第六章扁铲侧胀试验2、压力计平行连接的两个压力计，具有不同的量程：一个小量程的压力计（量程为1MPa），当读数达到满量程时会自动退出工作；另一个大量程的压力计（量程一般为6MPa）。当采用人工读数时，刻度不同的两个压力计能够保证适当的测量精度，同时也能较好地适应不同的土类（从软弱的到坚硬的土层）。

3、气流控制阀第六章扁铲侧胀试验

测控箱上的气流控制阀可控制从气压源传输到扁铲探头上的气流。其中，总阀用来关闭或开启气源与探头控制系统的连通；微调阀是用来控制在试验中气体流量，也可以用来关闭气源与探头控制系统的连通。肘节式排气阀可以使操作者迅速的排除系统内的压力，慢速排气阀则可以缓慢的释放气流以获得C读数。第六章扁铲侧胀试验3、电路

4、气电管路

三、气压源扁铲侧胀试验用高压钢瓶储存的高压气体作为气压源，气体应该是干燥的空气或氮气。根据一只充气15MPa的10L气压瓶，在中等密实度土用25m长气电管路做试验，一般可进行约1000个测点。试验点间距采用0.20m，则试验总延米为200m。需要注意耗气量随土质密度和管路长度而变化。第六章扁铲侧胀试验

四、贯入设备贯人设备是将扁铲探头贯人预定土层的机具，通常采用的有静力触探（CPT）机具、标准贯人试验（SPT）锤击机具和液压钻机机具等。在一般土层中，通常采用静力触探机具，而在较坚硬的粘性土或较密实的砂土层压入困难时，可以采用标贯机具来替代。锤击法会影响试验精度，CPT设备较为理想，应优先选用。若采用CPT机具贯入时，贯入速率应控制在20cm／min左右。贯人探杆与扁铲探头通过变径接头连接。第六章扁铲侧胀试验第四节试验方法与技术要求一、扁铲探头膜片的标定

膜片的标定就是为了克服膜片本身的刚度对试验结果的影响，通过标定可以得到膜片的标定值△A、△B，可用于对A、B、C读数进行修正。标定应在试验前和试验后各进行一次，并检查前后两次标定值的差别，以判断试验结果的可靠性。第六章扁铲侧胀试验

在大气压力下，因为膜表面本身有微小的向外的曲率，自由状态下膜片的位置处于A、B之间的某个位置（即介于距离基座0.05-1.10㎜），如图8-9所示。△A是采用率定气压计通过对扁铲探头抽真空，使膜片从自由位置回缩到距离基座0.05㎜（A位置）时所需的压力（应该是吸力）；而△B是通过对扁铲探头充气，使膜片从自由位置到B位置时所需的气压力。下图为膜片在不同状态的位置第六章扁铲侧胀试验第六章扁铲侧胀试验1、标定过程

标定时，应先关闭排气阀，膜片标定时各部分的布置如图所示。然后用率定气压计对扁铲探头抽气，膜片因受大气压作用，从自然位置移向基座，待蜂鸣器响（此时膜片离基座小于0.05㎜）停止抽气；然后缓慢加压，直至蜂鸣器停止响声（膜片离基座为0.05±0.02㎜）时候，记下测控箱上的读数，此时的读数即为△A。该读数值为负值，但在记录时应记为正值，具体原因见后求解P0的分析。第六章扁铲侧胀试验

继△A读数后，继续对扁铲探头施加气压，直至蜂鸣器再次响起（膜片离基座为1.10±0.03㎜）时的气压值即为△B。在标定过程中，抽气和加压均应缓慢进行，以获取比较准确的△A和△B值。下图为标定时的仪器布置图第六章扁铲侧胀试验第六章扁铲侧胀试验2△A△B数值的合理范围

现场试验测定的A、B、C读数都需经△A△B修正，其数值对试验成果十分重要，所以要求△A△B值应在一定范围内。一般△A在5-25kPa之间，理想值为15kPa；△B在10-110kPa之间，理想值为40kPa。若不在该范围内，则此膜片不能用于扁铲侧胀试验，需要对膜片进行老化处理。第六章扁铲侧胀试验3、膜片的老化处理

无论什么时候采用新膜片时，都应对膜片进行老化处理。新膜片的标定值一般不在△A△B的允许范围之内，通过老化处理可以得到稳定的△A△B值。未经老化的膜片在测试中其△A△B的值会出现变化，表现不稳定。一般地，膜片的老化处理采用人工时效的方法进行。第六章扁铲侧胀试验

利用标定气压计对新膜片缓慢加压至蜂鸣器响（B位置，膨胀1.10±0.03㎜）时，记下△B的数值，连续数次，倘若△B均在允许适用的范围之内，不必再进行老化处理。若不在此范围内，加压至300kPa，蜂呜器响后，排气降压至零。用300kPa的气压循环老化几次，每一次从零开始，若老化几次后，△B的值达到允许范围，则停止老化。第六章扁铲侧胀试验

假如△B的值以300kPa压力老化处理后仍偏高，可以将压力增至350kPa进行循环老化，倘仍不生效，可以用50kPa作为一级递升重复老化，直到△B的值降到标定允许范围之内。通常施加的加压小于600kPa，循环老化就可以使其达到要求，在空气中标定膜片，最大压力不应超过600kPa。第六章扁铲侧胀试验

二、试验前期准备工作试验若采用静力触探CPT机具贯入扁铲探头，应先将气电管贯穿在探杆中。在贯穿时，要拉直管路，让探杆一根根沿管路滑行穿过，尽量减小管路的绞扭。探杆需备足，以试验最大深度再加2-3根为宜。倘用钻机开孔锤击贯入扁铲探头，气电管路可不贯穿钻杆中，而采用按一定的间隔直接用胶带绑在钻杆上。气电管路贯穿探杆后，一端与扁铲探头连接。然后通过变径接头，拧上第一根探杆，待测试时一根一根的连接。第六章扁铲侧胀试验

检查测控箱、气压源等设备是否完好，需估算一下气压源是否满足测试的要求，然后彼此连接上，再将气电-管路的另一端跟测控箱的插座连接。地线接到测控箱的地线插座上，另一端夹到探杆或贯入机具的机座上。检查电路，是否连通。第六章扁铲侧胀试验

三、测试过程扁铲探头贯入速度应控制在2cm/s左右，试验点的间距可取20~50cm。在贯入过程中，排水阀始终是打开的。当扁铲探头达预定深度后，进行如下测试操作：

1、关闭排气阀，缓慢打开微调阀，当蜂鸣器停止响的瞬间记下气压值，即A读数；

2、继续缓慢加压，直至蜂鸣器响时，记下气压值，即B读数；

3、立即打开排气阀，并关闭微调阀以防止膜片过分膨胀而损坏膜片；

4、接着将探头贯入至下个试验点，在贯入过程中，排气阀始终打开，重复下一次试验。第六章扁铲侧胀试验5、如在试验中需要获得C读数，应在步骤4中，打开微排阀而非打开排气阀，使其缓慢降压直至蜂鸣声停后再次响起（膜片离基座为0.05mm）时，此时记下的读数为C值。

6、加压的速率对试验的结果有一定影响，因而应将加压速率控制在一定范围内。压力从0到A值应控制在15s之内测得，而B值应在A读数后的15~20s之间获得，C值在B读数后约1min获得。这个速率是在气电管路为25m长的加压速率，对大于25m的气电管路可适当延长。第六章扁铲侧胀试验7、试验过程中应注意校核差值（B-A）是否出现B-A＜△A+△B，如果出现，应停止试验，检查原因，是否需要更换膜片。

8、试验结束后，应立即提升探杆，从土中取出扁铲探头，并对扁铲探头膜片进行标定，获得实验后的△A.△B值。若在允许范围内，并且试验前后△A.△B值相差不应超过25kPa，否则试验的数据不能使用。

第六章扁铲侧胀试验第五节试验数据整理一、实测数据修正现场实测A、B、C读数应对钢膜片和压力表零飘进行修正以求得膜片不同位置时的膜片与土之间的接触压力p0.p1.p2

第六章扁铲侧胀试验p1膜片膨胀至1.10mm时的压力（kPa）

p2膜片回到0.05mm时的终止压力（kPa）

zm压力表零漂（kPa）p0：膜片向土中膨胀之前的接触压力（kPa）二、扁铲试验中间指数计算 根据p0、p1、p2，可计算扁铲侧胀试验中间指数：扁铲土性指数ID、扁铲水平应力指数KD、扁铲侧胀模量ED和侧胀孔压指数UD，并绘制ID、KD、ED和UD与深度的关系曲线。

1、扁铲土性指数ID

第六章扁铲侧胀试验

u0为未贯入前试验深度处的静水压力（kPa），一般可按u0=10×（试验深度-地下水位）进行计算。

2、水平应力指数KD

式中，是未贯入前试验深度处的竖向有效压力（kPa）。第六章扁铲侧胀试验3、扁铲侧胀模量ED

如将定义为扁铲模量ED，当时，则由式（8-3）可得由于扁铲侧胀模量ED缺乏关于应力历史方面的信息，一般不能作为土性参数直接使用，而需要ID、KD相互结合使用4、侧胀孔压指数UD第六章扁铲侧胀试验

三、岩土特性参数计算评价利用试验结果评价土性参数是扁铲侧胀试验的重要应用。但由于我国进行扁铲侧胀试验的应用和研究较晚，目前积累的成果还不多，因此本节中论述的扁铲侧胀试验经验公式和评价方法大多基于国外的研究成果。

1、土的划分和定名从求得的压力P0和P1发现，在粘土中P0和P1的值比较接近，而在砂土中相差比较大。根据扁铲土性指数的定义，ID可以反映不同土类的这种差异。Marchetti（1980）根据土性指数ID对土体进行分类。第六章扁铲侧胀试验

我国行业标准《铁路工程地质原位测试规程》（TB10041-2003）建议，根据ID值按表8-1进行土类划分。表8-1是在Marchetti（1980）的土质分类表（表8-2）的基础上，结合我国国内的研究成果，对部分分类界限值作了调整后得出的。

第六章扁铲侧胀试验2、不排水抗剪强度CuMarchetti（1980）突出粘性土（ID＜1.2）的不排水抗剪强度Cu可用下面公式计算：

第六章扁铲侧胀试验Lacasse（1988）等人用现场十字板试验、室内单剪试验、三轴压缩试验，对上述公式进行验证，得到下列结果：十字板试验：

室内单剪试验：

室内单剪试验：第六章扁铲侧胀试验

以上情况说明Marchetti给出的土的强度上限。

3、估计土的应力历史

Marchetti根据与室内固结试验对比，得到粘性土中KD与OCR的关系式：

Lunne（1987）考虑了塑性指数对OCR的影响，对ID<1.2的土，剔除了下列关系：第六章扁铲侧胀试验

式中：m为塑性指数有关的经验指数，其值在1.35~1.67之间，随IP的增大而减小。

4、测定土的静止侧压力系数K0

对于粘性土，研究表明，侧胀水平应力指数与土的静止侧压力系数之间具有良好的相关性，Marchetti提出的K0统计表达式为：第六章扁铲侧胀试验

我国铁道原位测试规程建议的估算静止侧压力系数的经验关系式为：

Baldi（1986）等人对砂土进行DMT和CPT

试验，提出一个用和估算K0的反相关关系。

第六章扁铲侧胀试验

此外扁铲侧胀试验成果还有许多工程应用，这里不再叙述，考虑到这是一种新的试验方法，很多经验关系式在不断提出，同时也在不断修正和验证。第七章现场波速测试一.概况：

1.波速测试:利用弹性波在不同介质中的波速差别来达到测试目的。

2.使用范围：适用于测定各类岩土的波速，确定与波速有关参数，检查岩土加固与改良效果。

3.测试方法：①地震折射波法，②单孔波速法，③面波法，④跨孔波速法二.单孔波速法：㈠仪器设备：分为震源及测试仪器两部分第七章现场波速测试第七章现场波速测试

①击板法:将激振板放在距孔口1.0m处,木板上压500kg重物,用木锤或铁郎头,水平敲击木板端部,木板与地面产生剪切力,使地层产生剪切波,木板规格:长2.5~3.0m,宽0.3m,厚0.05m②弹簧激振法:由木板.弹簧.穿心锤组成,利用弹簧弹力冲击地板,使地板与地面产生剪切波.③定向爆破法:类似迫击炮筒的装置,炸药在炮筒内爆炸后的后座力使炮架与地面产生强大剪切力,产生剪切波.2.测试仪器:

由孔内三分量检波器与地震仪组成.第七章现场波速测试①三分量检波器是三个单个检波器按相互垂直x.y.z方向固定并密封在一个无磁性圆形筒内,一般在地面用气筒向附在三个检波器外壳的胶囊充气,使其对着孔壁或孔底压紧,竖向检波器接收纵波,水平检波器接收横波.②地震仪:目前常用Es-1210.Es-1225.Es-2401等型号进口地震仪,也采用国产设备DZQ12-1型浅层地震仪.

特别是进口仪器,具有信息增强功能,突出有效信号,降低噪音及干扰因素,时间分辨精度高.第七章现场波速测试(二)测试方法1.平整场地,使激振板离孔口水平距离1.0m上压500kg重物。

2：接通电源,在地面检查测试仪器正常后可进行试验.3.把三分量检波器放入孔内预定深度,在地面用气筒充气,胶囊膨胀,使三分量检波器紧贴孔壁.4.用木锤敲击激振板一端,使地面产生剪切波经地层传播,使孔内三分量检波器水平检波器接收S波信号,该信号经电缆送入地震仪放大,第七章现场波速测试

求地震仪获得三次清晰波形,反向敲击,以同样获得三次清晰波形为止.5.胶囊放气,孔内三分量检波器放到下一测试点位置,重复上述步骤.6.该工作测试完后,检查记录是否完整,并测定孔内水位.(三)资料整理:1.波形鉴定:①压缩波速度比剪切波快,压缩波为初至波.第七章现场波速测试

②敲击木板正反两端时,剪切波波形相差180度,而压缩波不变.③压缩波传播能量比剪切波快,在孔口一定深度后,它们波形特征,压缩波幅度小,频率高，剪切波幅度大,频率低.2.波速计算:

地震波行走的路程是斜距而不是垂距,因此采用垂距计算波速时应将斜距读时效正为垂距读时效正.第七章现场波速测试三.跨孔波速法:1.仪器设备：震源设备:①孔内剪切锤.②电火花震源.2.试验方法:①在完成两个以上钻孔中,量测两孔之间距离,并测孔斜与方位.②将剪切锤与垂向检波器放入孔内同一深度同一地基土层充气固定好.③将缆绳上拉或重锤自由下落冲击剪切锤固定在孔壁活动板,使临近孔内检波器接收剪切波,记录仪记录三次清晰波形为止.④松开孔内剪切锤与检波器,准备下一测点⑤测试完后,检查野外测试是否完整.第七章现场波速测试第七章现场波速测试

3.波速计算:四.波速资料的应用1.测定地基土的动弹性参数:

第七章现场波速测试2.划分场地土类型和场地类别:

场地土指场地范围内一般深度在15.0~20.0m以内的地基土,按《建筑抗震设计规范》〔GB50011-2010〕场地土类型和场地类别按下列方法确定:⑴场地土类型的划分:

依据新规范场地土类型的划分如下表所示⑵场地类别的评定:

建筑场地类别应根据场地的等效剪切波速和覆盖层厚度来划分.第七章现场波速测试类型土层平均剪切波速Vse(m/s)无剪切波速坚硬土或岩石Vse＞500稳定岩石,密实的碎石土中硬土250＜Vse≤500中密~稍密碎石土,中密的砾粗中砂fk＞200kpa粘土、粉土、坚硬黄土中软土140＜Vse≤250稍密砾粗中砂除松散外细粉砂，fk＜200kpa粘土粉土,fk＞130kpa填土、可塑黄土。软弱土Vse≤140淤泥、淤泥质土,松散砂,新近沉积粘土、fk＜130kpa填土、流塑黄土

土层的等效剪切波速计算公式为：

Vse=d0/t式中:Vse:土层等效剪切波速（m/s）；

d0:计算深度（m），取覆盖层厚度和20m二者的较小值；

t:剪切波在地面至计算深度之间的传播时间；

di:计算深度范围内第i层土层的厚度；

Vsi:计算深度范围内第i层土层的剪切波速；

n:计算深度范围内土层的分层数。第七章现场波速测试

规范中场地覆盖层厚度的定义为：⑴一般情况下，应按地面至剪切波速大于500（m/s)的土层顶面确定。⑵当地面5m以下存在剪切波速大于相邻上层土剪切波速2.5倍土层，且其下卧岩土的Vse均不小于400（m/s)时，可按地面至该土层顶面距离确定。⑶剪切波速大于500（m/s）的孤石、透镜体视同周围土层。⑷土层中的火山岩硬夹层，应视作刚体，其厚度应从覆盖土层中扣除。

场地类别划分依据下表：等效剪切波速ⅠⅡⅢⅥVse＞5000250＜Vse≤5005≥5140＜Vse≤250＜33~50＞50Vse≤140＜33~1515~80＞803.判别砂土液化

⑴天津：Vscri=Kv(ds-0.0133ds2)1/2

Kv:地震系数，烈度为70时取42,80时取60；

ds

：测点在地层中所处深度。

Vsi＞Vscri不液化，反之液化；⑵国家地震局力学所建立的判别式：

Vscri=Kv｛［1+0.125（ds-3）ds-0.25-0.05（dw-2）］(3/ρs)1/2｝0.2Kv:烈度为7、8、9时，分别取145、160、175dw地下水埋深；第七章现场波速测试

4.计算场地的卓越周期:

地震波在土层中传播时,经过不同性质界面的多次反射,将出现不同周期的地震波,若某一周期的地震波与地表土层固有周期相近时,由于共震作用,这种地震波振幅得到放大,此周期称为卓越周期.

第八章岩体声波测试

一:声波测试：是一项比较新的测试技术,在工程岩体中被