岩土工程测试第二章 载荷试验

河南城建学院岩土工程测试技术第二章载荷试验第一节概述第二节荷载试验的原理与仪器设备第三节试验技术要求和操作步骤第四节试验资料整理与应用第五节其它类型的载荷试验河南城建学院岩土工程测试技术第一节概述载荷试验（PlateloadTest，简称PLT）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，借以确定他们的承载力的现场试验。河南城建学院岩土工程测试技术河南城建学院岩土工程测试技术载荷试验按承压板的形状有平板与螺旋板之分；按用途可分一般载荷和桩载荷；按承压板的设置深度及特点分为浅层和深层平板载荷试验。本章主要介绍浅层平板静力载荷测试。河南城建学院岩土工程测试技术载荷试验的应用：确定地基土的比例界限压力、极限压力；确定地基土的变形模量；估算地基土的不排水抗剪强度；确定地基土的基床系数。优点：对地基土不产生扰动，结果最可靠、最具有代表性，可直接用于工程设计。是确定承载力的最主要方法。缺点：价格昂贵、费时。河南城建学院岩土工程测试技术第二节载荷试验的原理与仪器设备河南城建学院岩土工程测试技术一、载荷试验原理0P/kPaS/mmP—S曲线P0Pu1、直线变性阶段P≤P02、剪切变形阶段P0＜P＜Pu3、破坏阶段Pu≤P河南城建学院岩土工程测试技术对于直线变形阶段，可用弹性理论分析压力与变形之间的关系。1、对于各向同性弹性半空间土的变形模量为：E0=I0I1K(1-u2)b2、对于非均质各向异性弹性半空间土的变形模量随深度的变化规律可表示为：E0z=E0+nvz河南城建学院岩土工程测试技术1、加荷系统承压板、加荷装置2、反力系统重物、地锚3、量测系统支撑柱、基准梁、位移测量元件等。二、试验仪器设备河南城建学院岩土工程测试技术第三节试验技术要求和操作步骤一、试验技术要求1、试坑的尺寸及要求2、承压板的尺寸3、位移量测系统的安装≥承压板宽度的3倍≤20mm的砂垫层浅层平板载荷试验≥0.25m2软土、填土≥0.5m2强夯处理后的地基土＞1m2一般粘性土地基：0.5m2碎石类土：碎石直径的10～20倍岩石类土或均值密实土：0.1m2河南城建学院岩土工程测试技术4、加载方式慢速法：分级维持荷载沉降相对稳定法；快速法：有地方经验时，分级加荷沉降非稳定法。加荷等级的划分为10～12级，不应小于8级，最大加载量不应小于地基承载量设计值的2倍。5、沉降观测慢速法：每加一级荷载间隔5、5、10、10、15、15min测读一次沉降，以后间隔30min测读一次，连续2h，且每小时沉降量不大于0.1mm时可施加下一级荷载。快速法：每加一级荷载间隔15min测读一次沉降，每级荷载维持2h可施加下一级荷载。河南城建学院岩土工程测试技术6、试验终止条件承压板周围土体出现明显的侧向挤出；本级荷载的沉降量急剧增大，p-s曲线出现陡降段；某级荷载作用下24h沉降速率不能达到稳定标准；总沉降量与承压板直径之比超过0.06。河南城建学院岩土工程测试技术千分表二、试验设备的安装及操作步骤河南城建学院岩土工程测试技术第四节试验资料整理与应用1、绘制压力-沉降量关系曲线P-s曲线的特征：I段直线段II段曲线段III段直线段一、试验资料整理2、P-s曲线的修正图解法最小二乘修正法河南城建学院岩土工程测试技术确定地基的承载能力试验成果的应用确定地基土的变形模量确定地基土的基床反力系数估算地基土的不排水抗剪强度河南城建学院岩土工程测试技术二、地基的承载力确定（1）拐点法比例界限P0作为地基承载力的标准值或特征值。（2）极限荷载法PU<2P0，极限荷载的一半作为地基承载力特征值。（3）相对沉降法对于缓变曲线，s/b为一定值时所对应的荷载为地基承载力特征值。承压板面积为0.25-0.50m2，s/b=0.01-0.015河南城建学院岩土工程测试技术三、计算变形模量E0

1、对于各向同性地基土，地表有超载（在地表以下一定深度）土的变形模量为：E0=I0I1K(1-u2)b2、对于各向同性地基土，地表无超载

E0=I0K(1-u2)b河南城建学院岩土工程测试技术四、计算地基沉降量(sj)河南城建学院岩土工程测试技术五、地基基床系数的确定1、K0=（p2-p1）/（S2-S1）2、K0=E0/H3、K=E0/[I0I1(1-u2)b]河南城建学院岩土工程测试技术六、估算地基土的不排水抗剪强度

τ

=c+σtanφPu

=c+σ土层侧向应力tanφ河南城建学院岩土工程测试技术七、测试精度影响因素1、承压板的尺寸的影响B<45cm(5000cm2)时，沉降量随B的增加而降低；B45cm(5000cm2)时，沉降量随B的增加而增加；由于基础宽度一般均超过30cm，所以B不宜太小。S(mm)045B(cm)河南城建学院岩土工程测试技术一般来说，最好与实际基础面积相同；但承压板尺寸太大则需大的压力，有时难以达到。所以承压板的面积应适中1000cm2A5000cm2。河南城建学院岩土工程测试技术2、承压板埋深载荷测试的影响深度一般为1.5-2倍承压板宽度（或直径）；在影响深度范围内土性应保持一致，否则测试成果就不能反映出土层的真实性质；如果场地土层多，且都是重要的持力层，应分层做载荷试验；如果土层较薄，达不到2倍承压板的宽度，就应采用小的承压板或螺