水运工程地基与基础学科考试复习要点

2007新大纲规定1.考试题型共有四种形式：单选题、判断题、多选题和问答题。多选题选项全部正确得满分，选项部分正确按比例得分，出现错误选项该题不得分。2.《地基与基础》考试包括：土工试验基础知识35%、土工试验25%、土工合成材料15%、现场测试25%。第一章土工基础知识

1、土的形成

我国的土大部分形成于第四纪或是新第三纪时期，按照地质营力和沉积条件可分为残积土（风化后在原处）和运积土。当土中有机质含量大于5％-10％时会对工程产生不利影响。

岩石可分为：岩浆岩、沉积岩、变质岩2、土的组成

土由固相、液相和气相三相部分组成。

固相：土由原生矿物（石英云母长石等）和次生矿物（高岭石蒙脱石等）组成，通过颗粒分析试验可以对土的级配进行确定，级配好的土压实度高、渗透性小、强度高。液相：分为结合水（吸附在颗粒表面）和自由水两种。

结合水：物理化学作用，对细粒土的影响大。

自由水：分为毛细管水和重力水。毛细管水的作用是表面张力和重力。重力水可以传递动水和静水压力，但不能承受剪力。含水率测得是两者含量之和。

气相：开口和闭口气泡。闭口气泡使得土的渗透性减小，弹性增大，承载力降低，密度减小，变形缓慢。3、国家标准《土的工程分类》规定:

采用粗细粒统一体系分类法。工程用土主要是按照土的工程性质（如粒径、级配、塑性、有机质/压缩性等）进行分类。其中主要性质有：

（1）颗粒粒径

工程上将相近粒径的土合成一组叫粒组，其中大于0.075mm的叫粗粒，其性质主要取决于粒径大小和级配。小于0.075mm的叫细粒，其性质主要取决于矿物组成。

（2）塑性指数（Ip=Wl-Wp）

塑性指数相同，土的性质不一定相同，因为随着液限的变化土的性质变化也很大。

作为建筑地基的土，其分类可见教材第6页，要注意粒径和塑性指数对土分类的影响。如细粒土分类的依据有粒径、塑性指数、稠度。《港口工程地质勘察规范》（JTJ240-97）规定：按颗粒级配或塑性指数分为碎石土、砂土、粉土和粘性土碎石土按照大于2mm粒粒径进行再分分类砂土按照小于2mm粒粒径进行再分分类，用Ccc、Cu表示组成成特征（颗粒粒级配），密密实度可由标标贯击数判定定。粉土按照大于0.0775mm粒径径和粘粒含量量以及塑性指指数（小于110）进行再再分类。（冻冻胀最严重）粘性土按照小于0.0775mm粒径径以及塑性指指数（大于110）进行再再分类。天然含水率大于液液限，天然孔孔隙比大于11.0的粘性性土为淤泥性性土填土由人类活动堆积的的土塑性图（细粒土分类）：液限为横坐标，塑性指数为纵坐标。

有机土的测定:(1)有机质呈黑色、青黑色或暗色，有臭味，弹性和海绵感。

（2）将试样放在105-110烘箱中，如试样的液限小于烘前的液限1/3时，试样为有机质。

需要说明的是：各种分类法中没有软土、冻土、盐渍土的称谓，也没有有机土、砂、石料等。4、土的结构

土粒可分为三种类型：

单粒结构：在动力作用下易液化，如粉土。

絮凝结构：孔隙大，对扰动敏感。

片堆结构：各向异性。5、土的物理性质指标

是最基本的工程特征，是衡量土的工程性质的关键。

（1）三相指标：必须明确字母含义，m、V分别表示质量和体积；a、W、s、v分别表示空气(air)、水(water)、土粒(soil)、孔隙(volume)。必须清楚指标试验指标（天然密度ρ、含水率W、土粒比重Gs）和换算间接指标的含义和计算过程。（可利用三相图辅助计算）

三项基本物理指标：天然密度、含水率、相对密度。

干密度不属于试验指标。密度

1）天然密度ρ：总质量与总体积之比。2）饱和密度ρsat：孔隙全为土水的质量与总体积之比

3）浮密度ρ’：土粒质量与同体积的水质量之差与总体积之比（饱和密度－1）

4）干密度ρd：土粒质量与总体积之比，是填土施工的控制指标。

饱和密度>天然密度>干密度>浮密度

5）含水率w：水的质量与土粒质量之比。

6）土粒比重Gs：土粒质量与同体积4摄氏度水的质量之比，数值上等于土粒密度。

7）孔隙比e：孔隙体积与土粒体积之比（e=Gs/ρd－1=土粒比重/干密度－1）8）孔隙率n：孔隙体积与总体积之比(n=e/(1+e))

9）饱和度Sr：水体积与孔隙体积之比.(含水率小并不意味着饱和度小)

注意：孔隙体积＝充水的孔隙和未充水孔隙体积土的空隙体积为零不能说明土的密度最大。不同土样（甲、乙）含水率与饱和度没有关系。

（2）无粘性土的相对密度

其性质主要取决于粒径、级配。用相对密度来表示土的状态，掌握两个计算公式（P5）并判断土的相对密度。

干密度计算公式：ρd=ρ/(1+W)

疏松土：[0,1/3]中密土：(1/3,2/3]

密实土：(2/3,1]（3）粘性土的稠度三个界限含水量：液限、塑限、缩限。土从液限到缩限体积是不断减小的，缩限以后不再改变。根据三个界限求得的指数为：塑性指数和液性指数。塑性指数：Ip=WL-Wp，用整数表示（如15），可用来判别粘性土的分类。其值越大表示越具有高塑性，粘粒含量越多。液性指数：IL=(W-Wp)/Ip可判别粘性土状态。

坚硬：IL≤0;可塑：0<IL≤1.0;流动：IL>1.0含水率与软硬程度无关。6、土中水的运动规律

（1）水的毛细作用主要存在于0.002－0.5mm的孔隙中，如细砂土、粉土、湿砂中。湿砂土表现出的假粘聚力湿由于毛细压力形成的，不同于粘性土的粘聚力。

达西定律(V=ki)：认为渗透属于层流，一般只适用于砂性土。对于粘性土由于存在结合水的粘滞作用，需要加入起始水力坡降进行修正(V=k(i-io))。（3）渗透力是渗透水流作用于土体上的拖拽力，与水力坡降成正比。当渗透力向上时，常常造成流砂、管涌等危害。（4）冻土现象主要是指土体冻结时地面膨胀的冻胀现象和融化后土体强度急剧降低的冻融问题。例题1已知土样体积V＝37.5，湿土重Mo＝0.6711N，烘干后重M＝0.4915N，比重Gs=2.68，计算孔隙比和饱和度。

解：

公式：e=Gs/ρd－1；ρd＝ρ/（1＋W）;W=M水/M干土；

Sr=V水/V孔隙；Gs＝M干土/V土粒；

可求得：

(1)W=M水/M干土＝（0.6711－0.4915）/0.4915=36.5%

ρd＝ρ/（1＋W）=67.11/37.5(1+0.365)=1.311

e=Gs/ρd－1=2.68/1.311-1=1.04(2)V水=67.21-49.25=17.96

V土粒＝M干土/Gs=49.15/2.69=18.27

V孔隙＝V-V土粒=38.4-18.27=20.13

Sr=V水/V孔隙=17.96/20.13=89.22%例题2某细粒湿土质量为190g，烘干后为145g，土样液限为36％，塑限为18％，则求土塑性指数、液性指数、状态并命名。

解：

（1）塑性指数Ip=36%-18%=18命名为粘土。

（2）液性指数

含水率W=(190-145)/145=31.03%

Il=(W-Wp)/Ip=(31.03%-18%)/18%=0.72为可塑状态。1、某1.5m3的土样，重度为17.5KN/m3，含水率30％，土粒重度27KN/m3，则土粒体积为多少？(0.748m3)

2、若土样孔隙体积为土粒体积的0.95倍，若土样孔隙为水充满时（若土粒重度为27KN/m3），土样重度为多少?(13.8KN/m3)

3、土样含水率15％，干重度16KN/m3，孔隙率0.35，天然重度10KN/m3，求饱和度。（68.5％）

4、土的天然密度为1.7g/cm3，含水率22.2％，土粒比重2.727g/cm3，求孔隙比，孔隙率，饱和度。（0.96，49％，62.9％）

5、含水率为4％的湿砂100kg，其中水的重量多少？7、土样和试样制备

为保证试验成果的可靠性，要统一土样试样的制备方法和程序。试样质量不是越大越好。

一般试验适用于粒径小于60mm的扰动土，并以含水率和密度作为控制指标。

原状土：用铁皮筒或取土器（直径大于100mm）取土。

扰动土：用四分法取样。

（1）原状土试样制备

注意：环刀内壁涂凡士林；环刀下压方向与天然土层方向一致；余土进行含水量测定。（2）扰动土试样制备1）碾压过筛加水浸润一昼夜备用：

物理性质试验（液塑缩限）过0.5mm；水理及力学性质试验（如直剪无侧限）过2mm：

击实试验过5mm。2）试样制备：

击样法就是根据环刀体积算出所需土样数量，用单层或三层法击实。

压样法就是用静力压到所需密度，粘性土压时最好有排气孔和透水石。

两种方法对力学性质有一定的影响。（3）试样饱和1）浸水饱和法：砂性土

2）毛细管饱和法：渗透系数大于10-4cm/s的土，注意两端放滤纸和透水石，水面不要淹没试样，时间不少于2昼夜。

3）抽气饱和法：渗透系数小于等于10-4cm/s的土（粘性土），需要凡士林密封，粘性土需静置10小时，饱和度不应低于95％。

需要掌握试样加水量的计算（P23）第二章含水量及界限含水量试验土工试验分为室内和现场试验。含水量是施工质量控制的重要依据，界限含水量可用来计算塑性指数和液性指数，也是粘性土分类和估计地基承载力的依据。可以判断土体状态和塑性范围。1、含水量试验（试验步骤）（1）烘干法设备：烘箱、天平（感量0.01g）、干燥器数量：15—30克，砂土稍多些。温度：105—110，有机土（含量大于5％）在65—70度烘干，结果一般比实际偏大。时间：粘性土大于8小时，砂土大于6小时。烘干后放入干燥器冷却。（2）酒精法适用于现场。燃烧3次。结果略低于烘干法。

试验结果精确到0.1％（如15.2％）

测定原状土样的物理力学指标时，含水率可用重塑土样的含水率。

2、界限含水量试验界限含水量是土的固有指标与环境无关。

（1）平衡锥式液限仪法使锥体在15秒入土10mm时就是土的液限。否则需要加水或吹干后再试验。

（2）液塑限联合测定法理论依据：根据极限平衡理论，当圆锥角为30度时，圆锥入土深度与含水量在双对数坐标上呈直线关系。试验时使的锥体在5秒时分别下降3、17毫米左右（太大或太小时制样困难），然后再控制几组在3—17毫米之间，然后将数据绘制在双对数坐标上，查找17和2毫米所对应的含水量就是土体的液限和塑限。《土工试验方法标准》和《公路土工试验规程》分别采用76克和100克的锥入土。（3）滚搓法当滚搓到3毫米直径断裂时，含水量就是塑限（不是含水率）。注意土体的断裂是水分减少的结果，而不是用力过大或土条太长的原因，其准确度取决于操作者的经验。搓成条状不断裂的土塑性越高。4、成果应用（1）我国《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002

用塑性指数划分细粒土。

（Ip>17为粘土，10<Ip<17为粉质粘土）

（2）用液性指数判别粘土的状态。

（坚硬：IL≤0;可塑：0<IL≤1.0;流动：IL>1.0）第三章密度和比重试验方法主要有：环刀法（细粒土）、蜡封法（坚硬易碎）、灌砂法和灌水法（砂砾石野外适用）。

（1）环刀法

一般选用体积为60立方厘米的环刀，施工现场检查压实度时用的较大些；环刀壁越薄越好；

试验时先做比环刀内径大的土柱，再压入环刀。

（2）蜡封法

适用于易破碎和不规则的土（去掉松、浮和棱角土）。用蜡封法封闭土体测土体体积。蜡的温度刚过熔点，不要出现气泡，试样要缓慢放入。所用水的密度随温度变化，因此要测水温。（3）灌砂法（注意标准砂密度测定步骤）适用于粒径小于15mm的试样。在试坑中灌入标准砂，然后求得土的密度。试坑尺寸必须与试样颗粒粒径相一致（P36）。开挖试坑时必须将松动的土全部取出，否则结果偏高。可以使用套环减少试坑表面不平带来的误差。灌砂过程中切忌不要震动。

现场密度的测定方法主要有灌砂法、环刀法、核子密度仪法、钻芯法四种。2、比重试验（试验步骤）比重是土粒在105—110度下烘干后与同体积4度纯水质量之比。数值上等于土粒密度。可以消除加速度带来的影响，是无量纲量。主要用来计算孔隙比和进行分类。方法有：比重瓶法、浮称法、虹吸筒法。(1)比重瓶法

适用于粒径小于5mm的土。

用砂浴煮沸是为了去掉土中的空气，砂和低液限粘土大于30分钟，高液限粘土不少于60分钟。

（2）浮称法适用于粒径大于等于5mm，且粒径为20mm的质量应小于总质量的10％。

试样要洗净浸水1昼夜，然后放入篮中摇动排除空气。

（3）虹吸筒法

适用于粒径大于等于5mm，且粒径为20mm的质量应大于等于总质量的10％。

试样要洗净浸水1昼夜后晾干。

注意事项：

对于有可溶性盐或有机质的土样，可用中性液体代替纯水，用真空抽气代替煮沸法。3、砂的相对密度试验（试验步骤）仅仅用密度（孔隙比）不能完全说明砂土的状态，只有相对密度才能解释砂的紧密程度。

（1）最大干密度试验（最小孔隙比）

用振动锤击法进行。

分三次倒试样进行锤击，每次锤击高度应该相同，水平振击时击数也应该相同。

计算最小孔隙比：emin=Gs/ρdmax(2)最小干密度试验（最大孔隙比）用漏斗法。

使砂从漏斗口离砂面1—2厘米，缓慢流入量筒中，然后倒转量筒几次，取的最小干密度。

计算最大孔隙比：emax=Gs/ρdmin注意事项：

（1）测最大干密度时用最优含水率的砂样。测最小干密度试验用干试样。

（2）容器内径对结果有影响，内径越大，测得的干密度越大。第四章颗粒分析试验颗粒分析是测定土中各不同粒径的粒组质量占总质量的百分数的方法。是各粒组的相对百分比含量。可以对土进行分类，判断工程性质。

试验成果可以画成粒径分布曲线。横坐标为粒径的对数值，纵坐标为小于某粒径的土粒含量占总量的比例，曲线平缓说明：粒径相差大，级配好，易于压实。由此可计算某以粒径组的含量。砂土从曲线上可以计算两个有用的指标。不均匀系数Cu和曲率系数Cc（P45）。

Cu＝d60/d10（反映土粒分布范围）

Cc＝d302/d10d60（反映土粒分布形状）d10、d30、d60—小于某粒径的土粒含量分别为10％、30％、60％的粒径。如果不均匀系数Cu≥5，同时曲率系数Cc＝1—3，那么该土级配好。同一类土级配均匀的比不均匀的压实干密度要低查得某土样颗粒级配曲线上A点(0.5mm,76%)和B点(0.3mm，58%)，则该土中粒径为0.3-0.5mm的土重占总干土重的百分数为(18%)方法主要有：筛分法、密度计、移液管法

筛分法：适用于0.075mm<d≦60mm的土。

密度计、移液管法：适用于d<0.075的土。

1、筛分析法（试验步骤）

首先将试样过2毫米的筛分成粗粒和细粒两组；

如果粗粒组含量少于10％则不需要在分析粗粒组；

如果细粒组含量少于10％则不需要分析细粒组，如果量大则可四分法后再进行筛分，筛分摇震时间一般为10—15分钟。

注意事项：

当小于2mm的颗粒用四分法取样时，结果为（P48）：

X＝100ap/b2、密度计法(试验步骤)

（1）司笃克原理：土颗粒在水中开始使加速运动，由于受到水粘滞阻力作用最后会等速下沉，粒径太大太小都不适用。

（2）试验原理：粒径为d的颗粒以速度v经过时间t后，下降距离为L=vt,粒径大于d的下降距离肯定大于L，所以L平面以上只有粒径小于d的颗粒，测出此处的比重与原来的比重相比较，即可求出粒径小于d的颗粒百分数。（颗粒越大下沉越快）试验开始：加入分散剂六偏磷酸钠进行分散土粒；上下搅拌各30次共1分钟，使土颗粒在水中均匀分布；将密度计放入液体10—20秒后读数。

密度计的作用：测量悬液密度；测量土粒沉降的距离。

校正：当悬液不等于20度时，温度计要进行校正。

甲乙密度计的可读和分度值范围。（P49）

当含盐量大于0.5％时需要洗盐。

3、移液管法

试验原理:按照固定的几组粒径颗粒在某一深度（10厘米或者5厘米）处所需要的时间,计算颗粒含量；

上下搅拌各30次共1分钟，使土颗粒在水中均匀分布；将移液管放入液体10厘米10秒后吸取悬液。第五章击实试验（试验步骤）压实可以使土体强度增加、变形减小、渗透降低。土的压实与含水量、压实功、压实方法密切相关。击实试验可求得最大干密度ρdmax和最优含水量wop。可以用来计算压实度（ρd/ρdmax）。

击实不是固结也不是压缩过程，而是在不排水条件下颗粒重组（排列）的过程，可减少土的塑性变形和渗透系数。主要影响因素：含水率、击实功、土种类、级配、粗粒含量等。击实（曲线）特征原理：含水率低时，土粒表面含水层薄，土粒错动困难土粒任意排列，干密度低；含水率增加后，吸水层厚，土粒易于错动，土粒定向排列，干密度增加。当含水率增加到某值后，由于封闭气泡在土体内，击实功消耗在孔隙气体上。体积不再变化。试验注意事项：

（1）应根据塑限确定加水量。使得含水量一个在塑限附近，另外分别有2个试样含水量大于和小于塑限，且各个试样之间相差2％—3％。如9％、11％、13％（塑限）、15％、17％。然后浸润一夜。

（2）筒壁应涂油便于脱模，分层击实时应进行刨毛处理。

（3）最后一层击实高出筒应小于5毫米（轻型）或6毫米（重型）。

(4)击实曲线与饱和曲线不应该相交。(5)压实功不同，求得最大干密度和最优含水量也不同。（击实功越大，最大干密度值越大，最优含水量值越小）。当含水率很高时，提高击实功效果不大。（6）击实筒有大小之分试验，大击实筒（内径15.2cm）适用于粒径小于38mm颗粒，小击实筒（内径10.0cm）适用于粒径小于25mm颗粒。

一般用大击实筒，轻重型区别：

轻型:锤重2.5落高30击数27；重型:锤重4.5落高45击数98。

（7）试样分为：干法和湿法最大干密度:干法大于湿法

最优含水量:干法小于湿法。

粘土试样不宜用烘干试样。

（8）加水量公式(P57)：

m=mo(W-Wo)/(1+Wo)

(式中mo、Wo分别表示土现在的质量和含水量，m、W表示需要加水的质量和要达到的含水量)。（9）无粘性土击实曲线在含水较小含水率时，由于假粘聚力的存在，击实功消耗在克服假粘聚力上，出现最小干密度。随着含水率的增加，假粘聚力消失，得到了较高的干密度。因此无粘性土的填筑需要不断加水才能压实。（无粘性土填筑一般通过相对密度来控制）（10）两次试验密度差值应小于0.05g/cm3。

（11）压实度计算：P＝ρds/ρdmax(12)塑性指数越高，其最大干密度越小。

例题1击实试验时有试样2006g，含水量为10.2％，如果要得到含水量为13.2%的试样，加水多少？

解：m=mo(W-Wo)/(1+Wo)

＝2006x(13.2%-10.2%)/(1+10.2%)=54.6g第六章渗透固结试验1、渗透试验（试验步骤）

渗透是水在孔隙中的流动，水力坡降越大渗透力越大。渗透系数K是指：水力坡降为1时水的渗透速度。试验分为两种：

常水头试验：适于粗粒土（砂性土）。测定在固定水位差下一定时间内的渗透量。渗透性大小主要取决于土的粒径和级配。(水流的快，如渗透量固定，时间难控制)。变水头试验：适于细粒土（粘性土）。测定在固定的渗透量下所需要的时间。达西定律的渗透属于层流，由于细粒土在起始比降以前、粗粒土在某一比降以后不属于层流，因此不适用达西定律。（1）常水头试验土样分层装入圆筒，如粘粒多则需要铺2厘米的粗砂以防止细粒冲走；

每层都需要从底部充水饱和；

试样上方铺1—2厘米砾石层做缓冲层防止放水时冲散土颗粒；

测压管应与溢水孔齐平,否则说明仪器有气。

（2）变水头试验饱和从试样上部进行；

试验在固定的渗透量不同水位差下进行5-6次。注意事项：1）试验用水：进行脱气，或者使用土中的天然水。

2）水温：比试样温度高3—4度,防止试样出现气泡。

3）不同压实度的试样渗透系数不同，因此试验必须是在设计密度下测定。

4）土的渗透速并不是实际流动的速度。

5）保证试验效果措施：煮沸脱气、充分饱和、测压管水位稳定后记录水位2、固结试验（试验步骤）

主要仪器：环刀、加压设备、百分表、秒表

由于应力作用引起土应变随时间变化的过程叫固结。土体固结与渗透性有密切关系。可以得到压缩指标（P64）。

本试验是单向固结试验，在压缩仪中指产生竖向压缩无侧向变形。假定（P15）：

（1）土体是饱和的。

（2）压缩是由于孔隙体积的减小。

（3）排水在竖向发生。

（4）符合达西定律。

（5）荷载是均匀的一次施加有效应力：通过土体颗粒的接触面传递的应力。

孔隙水应力：饱和土体中由孔隙水来承担或传递的应力。

附加有效应力：是固结过程中有效应力的增量。

超孔隙水应力：是固结过程中孔隙水应力的增量。它们与附加应力有关系。固结过程（如吹填土的固结）是超孔隙水应力和附加有效应力转化的过程，固结试验的数学表达式：

p=ｕ+σ‘＝ｕ↘+σ’↗=σ’＝σ

（孔隙水压力是存在的，但超孔隙水压力不存在了）。

固结度：是指在某一固结应力作用下，经过某一时间后土体发生固结或孔隙水应力消散的程度，公式为U=St/S。为了实用，将不同固结应力分布情况下土层的平均固结度与时间因数之间绘成曲线，供查找。如果知道了最终沉降量，那么可以求某一沉降量的值或其所需要的时间。

固结试验是根据太沙基固结理论建立的。试验方法主要有：

（1）常规固结试验每级加荷时间为24小时，加荷率为1（即每级压力比上一级增加1倍）。

（2）快速固结试验

砂性土加荷时间每级1小时，粘性土2小时。最后一级应为24小时。（3）前期固结压力试验

主要是最后一级加荷应大于前期固结压力或自重压力的5倍以上，采用e-lgP曲线测定。

注意事项：

1）试样两端应放置滤纸和透水石。

2）加荷前应预加1kpa的力使得仪器结合紧密。

3）若为饱和试样应在容器内注满水，非饱和试样应用棉纱围住透水石避免水分蒸发。

4）若需要确定前期固结压力，加荷率应小于1，最后一级应大于1000kpa，使曲线末端出现直线段。5）由增加的有效应力产生的固结为主固结，应力不变化下产生的固结为次固结。

6）固结时间t与时间因数T、土层厚度H、固结系数Cv之间的关系有：

t=TH2/Cv如果是双面排水，H应取土层厚度的一半。固结度相同时，时间因数T也相同。

可见固结时间与试样厚度平方成正比。因此单面排水是双面排水时间的4倍。

7）土体中实际渗透速度比理论的要小。

8）若只测压缩系数，则稳定标准为每级荷载下试样变化小于0.05mm/h.若需测固结系数，则稳定标准一般为每级荷载24小时。例题1已知用2厘米厚试样做双面排水试验，达到某一固结度时用8分钟时间，那么同样土样如果厚为8米时，达到相同固结度需多长时间？

解：公式：t=TH2/Cv

由于两者试样和固结度（决定时间因数）均相同，故Cv、T也均相同，双面排水取厚度的一半，两者T/Cv比值相同，则：

t1=T1H12/Cv1;t2=T2H22/Cv2t2=8x8002/4=1280000分钟第七章抗剪强度试验1、土的抗剪强度理论（1）莫尔圆（三轴剪切原理）在三轴压力作用下，在土体内任何一个平面上都作用着一个合应力，可以分解法向应力σ和切向应力τ，如果某一个平面上只有法向应力而没有切向应力，则该平面称为主应力面。由材料力学可知：一个微小单元体（立方体）的三个主应力面是正交的，则三个主应力σ1、σ2、σ3也是正交的。其中最大最小的主应力分别就是σ1、σ3（利用P18公式可进行换算）。利用大小主应力可以画出莫尔圆。莫尔圆示意图（2）库仑定律（直剪试验原理）土体中任何一个滑动面上存在着库仑定律，近似直线表示：τ＝C+σtgΦτ—土的抗剪强度

C—土的粘聚力

σ—滑动面的法向应力

Φ—内摩擦角

通过剪切试验可以得到不同法向应力σ下的抗剪强度，把它们绘制在坐标上,得到直线的截距和倾角就是该土的C和Φ。（3）极限平衡和强度理论

利用库仑直线和莫尔圆判断土体是否破坏！看图：如果利用土体试验数据可以得到库仑定律直线，那么根据土体存在的状态数据画出的莫尔圆C与直线相交，那么土体已经破坏，如果莫尔圆B相切则是极限状态，如果是莫尔圆A则没有破坏，或者说数据点在直线外侧则破坏了，内侧没有破坏。同时可得到：土中某点破坏时，与中主应力σ2无关。破坏面与大主应力作用面（σ1）夹角为α＝45＋Φ/2。

有关土的极限平衡状态的说法：

1.莫尔应力圆与抗剪强度线相切，土体达到极限状态。

2.土中任意面达到抗剪强度时，土体处于极限平衡状态。

3.剪切破坏面与最大剪应力作用面有夹角（α＝45＋Φ/2）。

4.土体剪切破坏只有莫尔应力圆与抗剪强度线相切后才发生。例题1：设地基土的内摩擦角Φ为30，粘聚力C为10，地基中某点的大小主应力σ1、σ3分别是138.4、100，问该点是否已经破坏？根据C和Φ确定库仑直线和莫尔圆。据图计算得到OA=[CctgΦ+(σ1+σ3)/2]sinΦ=68.2>莫尔圆的半径=19.2。因此可确定该地基土处于稳定状态。2、直接剪切试验（试验步骤）

绘制剪应力随位移变化的曲线，确定抗剪强度，然后画出法向应力与抗剪强度的直线关系，即可确定粘聚力和内摩擦角两个强度指标。

仪器有应力控制和应变控制式两种。一般用应变控制式。

剪切方法有：快剪、固结快剪和慢剪。剪切强度指标可以估算地基承载力、评价土体稳定性、计算地基沉降量。1）快剪

施压后立即快速剪切（3—5分钟破坏），不发生固结（需放置不透水设施，周围涂凡士林）。多用于渗透系数小于10-6cm/s的粘性土，用来模拟土体厚施工速度快的情况。

2）固结快剪

固结后立即剪切，剪切过程中不固结。适用渗透系数小于10-6cm/s的粘性土和砂性土（砂土即使施工速度很快，土体也会很快就排水固结完成）。用来模拟已经完全固结后又突然施加荷载的情况。

3）慢剪

施加压力经过3—16个小时固结，然后再剪切约1—4小时。实际工程中很少注意事项：1）渗透系数大于10-6cm/s的不能做快剪试验。

2）如剪切曲线上无峰值出现，则应使位移达到6mm，取剪切位移为4mm时的剪应力为抗剪强度。

3）固结快剪和慢剪时主固结完成的标准是变形小于0.005mm/h。

4）抗剪强度：正常固结：快剪<固结快剪<慢剪。

超固结：固结快剪最大5）与剪切速率有关，越快强度越大。（不考虑固结）

6）饱和粘性土的抗剪强度指标与排水条件和剪切速率有关，与孔隙水压力、试样大小无关。（注意：无粘性土的粘聚力为0）注意事项：

（1）在试样两端以及侧面涂凡士林。

（2）试验时如有峰值出现，则剪到3％—5％轴向应变时可停止，如无峰值出现则应剪到25％轴向应变时停止，取15％对应值。（3）破坏面是沿最软弱面（但直剪试验不是）。对于脆性土，破坏面与水平面的夹角α＝45＋Φ/2。

(4)如果是饱和软粘土（Φ＝0），则其不排水抗剪强度是无侧限抗压强度的1/2。（5）灵敏度是原状土与重塑土无侧限抗压强度的比值。公式（P71）为：S＝q/qˊ。两土样应有相同的密度和含水量，重塑土样应立即进行试验，防止强度恢复。4、三轴剪切试验使3—4个试样（试样高度与试样直径的比应为2.0～2.5）分别在不用的围压（x、y、z三个方向）下施加变化的轴向压力，直到破坏，确定抗剪强度参数（内摩擦角和凝聚力）。该试验可控制排水条件，且剪切面不固定的。分3类：UU、CU、CD（1）不固结不排水试验（UU）在试验中不允许排水，可得到总的或有效的强度参数和孔隙水压力。其强度包线不是直线。

试验时如测力计出现峰值则剪切到5％轴向应变就可停止，如无峰值应剪切到15％—20％的轴向应变。

（2）固结不排水试验（CU）

试样在某一压力下固结，然后在不排水情况下剪切破坏。可得到总的或有效的强度参数和孔隙水压力。

若土层薄，渗透性大，施工速度慢可采用此种方法。（3）固结排水试验（CD）试验中允许排水固结，可得到有效的强度参数。剪切过程中应打开排水阀排水。

CU与CD测得的有效应力指标差值较大。

注意事项：

1）试样饱和分三种方法：抽气法、水头法、反压力法。

2）粘性土分5—8层制样，粉质土分3—5层制样。

3）剪切速率问题：

UU试验速率对强度影响不大（0.5%—1.0％）；CU试验相对要慢，并且粘性土(0.05%—0.1%)要比粉质土(0.1%—0.5%)慢；CD试验要缓慢的剪切(0.003%—0.012%)。也就是说：UU>CU>CD。4）当主应力差无峰值时，采用15％的轴向应变时的应力差值作为破坏值。

5）在CD试验中，孔隙水压力消散95％时算作固结完成。

室内测定土的抗剪强度可以用十字板剪切仪、直剪仪、三轴仪等，但无侧限抗压强度仪不是。第八章土的动力特性试验动三轴试验是圆柱试样在三轴应力下固结（固结一般大于12小时）后在不排水条件下做振动试验。也就是说在动荷载不排水条件下，土体孔隙水压力上升强度下降甚至会液化。研究土在动荷载作用下应力—应变—孔压的发展规律。一般比静荷载下的强度大变形小。1、小应力作用用来确定剪切（动）模量和阻尼比（两者为双曲线关系）。施加逐渐增大（荷载率为1）的各级荷载，记录每级荷载下应力—应变曲线或滞回圈，每级荷载振动尽可能少，模拟强震时n=10-15，考虑动力机器时n＝50-60当应变波形不对称或孔压较大时停止。

2、大应力作用

用来确定土的动强度和抗液化强度。当应变达到5％或孔压达到侧压时停止。注意施加的荷载不能太小也不能太大，防止试样不能破坏或破坏太早动强度的确定（P85）：

（1）试样在围压σ3－1下固结，用三个不等的动应力分别得到不同振动周数下的应变值，直到达到应变破坏（一般为5％），得到曲线。见图1。

（2）在5％破坏应变下得到三组动应力（σd）与破坏周数(lgn)的关系，大致成直线。同样绘制在围压σ3－2、围压σ3－3下的直线。见图2。

（3）得到在某一破坏周数下的破坏动应力（即动强度）σd1、σd2、σd3。绘制振动应力圆即可得到动强度指标。见图3。注意事项：

1）振动试验中荷载是等幅的拉压对称的正弦波，一般为1HZ。

2）测量的孔压对于砂土才有意义，粘性土传递消散慢不能准确反应动孔压变化。

3）液化判定原则（P86）：孔压等于初始固结压力；应变峰值超过5％；破坏时振动次数超过预估的限值。即应力、应变和孔压判定。第九章软基加固主要方法1、地基基础知识

地基受荷载作用将产生应力和变形。地基的破坏形式可分为两种：地基内应力超过了土体的强度导致的破坏和变形超过允许值而导致的建筑物破坏。土力学研究的核心问题就是：强度、变形和稳定。沉降变形中的体积变和形状变形分别是由正应力和剪应力引起的。（1）地基应力

地基内部应力包括自重应力和附加应力。

1）自重应力：指土体自重在地基内产生的应力。如果有地下水，那么水面下的土应力包括有效应力（由土体骨架传递的应力）和孔隙水应力（由水传递的应力）。对图b计算:σ=γwh1+γsath2=ｕ+σ‘=γw(h1+h2)+γ＇h22）附加应力：由于外部荷载左右在地基内产生的应力。①如果是集中力直接作用在地基上，则计算公式为(P10)：σZ＝3PZ3/2πR5例计算点1（Z＝3，R＝2）和点2（Z＝2，R＝3）附加应力之比：σ1/σ2=(27*243)/(32*8)=25.6②如果集中力通过一基础作用在地基上，怎么解决呢？首先计算基础底部的压力，然后计算附加应力。图a：po=P/A图b荷载偏心如果太大，超过B/6,那么pmin<0，也就是说基础一端的底部将脱离地基，这是不允许的。（不偏心为矩形，偏心小于B/6为梯形，等于B/6为三角形,大于B/6,为对角三角形）在实际工程中，一般是将基础埋入地下一定深度D，。那么此时的基底压力为基底附加应力（p13）：

p=po－γD

基底压力将降低，对工程有利。

得到基底压力后，基底压力作用角点垂直下方的附加应力计算为：

σZ＝kopoko可查表，ko=f(L/B，Z/B)，与基础宽度B、长度L、点的深度Z有关。注意：

（1）对刚性基础而言，砂性土和粘性土的基底压力分布形状随着荷载的增加先不同后相同。

（2）荷载开始作用粘性土时，基底的附加应力分布与起始孔隙水压力分布相同。2）基础沉降计算

1）压缩定律特点：土体的压缩本质是空隙的压缩，也就是由于空气和水排出引起的。压缩指标主要有压缩系数、压缩指数、压缩模量等，可以通过室内和现场试验求得。压缩系数：由e-p曲线上找出压力p=100、200kpa对应的孔隙比，连接两点直线斜率，即压缩系数：av=(e1－e2)/(p2－p1)是评价土体压缩性的指标，其值越大压缩性越大（即越陡），土土越容易压缩。如果土的塑性指数相同，那么液限增大时土的压缩性液增大。压缩指数：由e-lgp曲线看出，当压力达到一定值时，曲线呈直线，此时的斜率就是压缩指数Cc=(e1－e2)/lg(p2/p1)。也是值越大压缩性越大。（由e-lgp曲线还可以得到回弹指数和先期固结压力）

压缩模量：在有侧限条件下土体的应力增量与应变增量之比。

压缩指数、压缩系数、压缩模量（变形模量）可用来评价土体的压缩性。根据压缩曲线特性，可得到公式(P13)：ΔH/H1=Δe/1+e1

ΔH、Δe—分别为土垂直变形和孔隙比变化量。

H1、e1—在压强p稳定后的土样高度和孔隙比。2）先期固结压力由原始压缩曲线和再压缩曲线可以看出：在某一压力下，两者对应的孔隙比不同，这说明土体性质受应力历史的影响。工程上把历史上受到的最大有效应力Pc与现在的有效应力Po的比值叫超固结比，即：

OCR=Pc/Po

显然OCR>1是超固结土，＝1为正常固结土，<1为欠固结土。

这个值的大小影响土的压缩性和抗剪强度，其中欠固结土的压缩性最大强度最小，超固结土的压缩性最小强度最大。但与土的软硬没有任何关系。

也并不是固结系数（与孔隙比、压缩系数有关）越大压缩量就越大。3）地基沉降计算

用分层总和法求。假设压缩是孔隙体积减少引起的，土粒本身压缩不计，压力分布是均匀的，土体无侧向变形。

压缩层的厚度确定:用竖向附加应力与自重应力的比值来确定。

粘性土：当计算此值为0.2，该深度范围为压缩层。计算时压缩层中各分层的厚度取<0.4B(B为基础的宽度)，压缩后的变形量为(P15)：

ΔH/H1=Δe/(1+e1)→ΔH=H1Δe/(1+e1)→ΔS＝ΔH=H1Δe/(1+e1)→

S=ΣΔS（3）地基承载力

由于附加应力过大的剪切破坏或过大的沉降和沉降差都是引起地基破坏的形式。剪切破坏主要有整体剪切（低压缩性的坚硬土）、局部和刺入剪切（高压缩性软土）破坏等。(1)地基承载力确定方法1）原位试验：现场平板载荷试验、标准贯入试验、静力触探试验等。载荷试验曲线如图：曲线分为弹性阶段（直线）、弹塑性阶段（剪切）、塑性破坏阶段（破坏），相应的荷载为临塑荷载和极限荷载。2）理论公式：

普朗特尔公式，适用饱和软粘土；

太沙基公式，适用条形基础；

极限平衡理论（代替了87规范的汉森公式）。

3）规范表格法：

《建筑地基基础设计规范》编制了满足强度和变形的承载力表供查对。（2）影响地基承载力的因素

太沙基公式：

fu=γBNr/2+γDNq+CNc

式中：γ、C—土的容重、粘聚力

B、D—基础宽度和埋置深度

Nr、Nq、Nc—承载力系数，为土的摩擦角Φ的函数。

由公式可知：当地下水位以下时，容重变为有效容重，此时承载力降低；基础宽度增加，基础埋深增加，增加抛石厚度，放慢加荷速度，承载力都会增加。但对于粘性土，虽然基础宽度增加基底压力减小，但是应力影响深度将增加，沉降可能变大。几点说明：

（1）按照塑性区开展深度来确定地基的容许承载力方法就是将地基中的剪切破坏区限制在某一范围内，视地基土能承受多大的基地压力。可知当塑性区深度为0时，地基可承受的基底压力就是临塑压力。

（2）浅基础的地基极限承载力是指地基中局部土体处于极限平衡状态时的荷载。

（3）验算地基承载力用固结快剪强度指标。例题1：某饱和粘土层厚厚度为10mm，自重压力P1=100kppa，考虑在上上面增加荷载载的值P2=1550kpa,,求压缩量。(资料见表)P(kpa)P(kpa)100200300e1.120.990.91解：ΔH/H1=Δe//1+e1→ΔH=H1Δe//1+e1

则ΔH=10xx0.17//(1+1..12)=440.1cmm注意：如果知道压压缩系数应该该想到公式：：av=(e1－e2))/(p2－－p1)。例题2某矩形基础础受均布荷载载P，则基础中中心下Z处与基础角角点下2Z处的附加应应力有何关系系？解：A点：将基础划分成成4均分，则附附加应力为4个部分角点点下附加应力力的和：

σ1＝4KP＝f[(L/2)//(B/2)),Z/(BB/2)]PP=4f[(L//B),2ZZ/B]P

BB点：

σ2＝KP=ff[(L/BB),2Z//B]P因此有：σ1＝44σ2例题3某条条形基础宽度度为2米，埋置在砂砂土层中，埋埋深为0.66米，地基受到到的荷载为11500KNN/m，已知知地基土的参参数：C=00，φ＝30，γ＝18。用太沙基基公式计算地地基的极限荷荷载并验算地地基稳定性（稳稳定系数Ko取3）。2、软基处理软基：：含水量大于于液限，孔隙隙比小于1..0的粘性土土以及标贯击击数小于4的砂性土地地基。主要特特点是：高含含水量、孔隙隙比大、压缩缩系数高、渗渗透系数小、承承载力低。

处处理方法主要要有：排水固固结法、井点点法、强夯法法、振冲法、深深层搅拌法以以及换填法等等。

（1）排水固结结法

排水固结结效果和排水水条件密切相相关，有效的的方法是增加加排水途径，缩缩短排水距离离。其结构分分为加压系统统和排水系统统。1）加压分为堆载法法、真空预压压法、堆载真真空联合法。

a堆载法可利用重物分级施加，要严格控制加荷速率，需要设置砂垫层或竖向排水体。普通砂井井径比<10.袋装砂井或塑料排水板井径比<25.b真空预压法固结压力一次施加，不会产生剪切破坏，在排水过程中渗流引起的附加应力使得有效应力增加，孔隙水压力减小，提高了加固效果，便于大面积施工，无剪切变形。固结后真空压力就转化为有效应力。如铺设多层时。热合缝应大于20厘米。不适用于地下水充足的情况.稳定标准为：连续5-10天沉降小于等于2mm/d。

真空预压施工顺序为：铺砂垫层－打竖向排水通道－在砂垫层表面铺设真空设备，挖压膜沟－铺塑料薄膜、压沟－安装泵管路－布设沉降杆、抽气观测。c堆载－真空空联合法是设设计荷载大于于80kpaa的情况适用用，一般真空空10天后可堆载载，对淤泥质质土要20-30天。

2）排水系统统又又水平向向和垂直向两两种。

水平向向主要是砂垫垫层，厚度一一般为陆上大大于0.5米，水下大于于1.0米，起排水和反反滤作用。主主要在加固深深度小于5米时使用。

垂直直向主要是使使用砂井、砂砂袋或塑料排排水板，布置置成等边三角角形或正方形形。

（2）振冲法可分为为振冲挤密和和振冲置换法法。1）振冲挤密靠振冲冲器振动使饱饱和砂层液化化颗粒重新排排列的同时载载水平振动下下通过填料（砂砂和碎石）使使砂层挤密。

根据振冲器加速度大小，加固区可划分为流态区、过渡区、挤密区、弹性区。只有过渡区和挤密区才有挤密效果。振冲孔位间距一般在1.8—3.5之间。孔位形状为三角形或正方形。注意事项：

①振动动越大，振动动距离越大。但但是扩大的多多是流态区，因因此挤密效果果比一定成正正比。

②颗粒越细，产产生的流态区区越大，故对对粉质砂土效效果不好。

③③饱和土的抗抗剪强度越低低，需要的振振动速度越小小，挤密范围围越大，因此此载振冲时要要加水。

2）振冲置换换适用于抗剪剪强度大于330kpa的的粉土和粘性性土。在地基基中成孔，填填入碎石等成成桩构成复合合地基起，到到应力集中或或扩散（垫层层）的作用，同时具有排水作用。间距为1.5—2.5米，桩长4—7米，布置成三角、正方或矩形。注意事项：

①施工工采用由里向向外或一边到到一边，对很很软的土要隔隔排、隔点进进行。

②控制注水量量，过多过少少都易塌孔。

③严格控制填料量、留振时间和密实电流。（3）强夯法适用于粗粒土，对于粉土、粘性土效果不好。在加固过程中起到挤密（排气）、固结（排水）、预压变形（颗粒重排）作用。

施工要点（P93）：

1）采用重锤低落的原则。

4）土层厚含水量大的土夯击间距要大。2）一般单点夯击33—10下，夯击击2—5遍。颗粒越细细的土每点的的夯击数要少少，遍数越多多。击数应满满足最后两击击平均每击沉沉降小于5ccm。砂土可可间隔1－2周（连续进进行），粘性性土每遍间隔隔的要2—4周，随着时时间延长其承承载力逐渐提提高。

3）夯点呈三三角或正方形形，最后一遍遍要进行满夯夯，且要重叠叠1/4直径。

(44)深层水泥泥搅拌法是加加固饱和软粘粘土的方法，通通过外加剂与与土体之间的的物理化学反反应来提高地地基承载力。注意事项：

1）压压浆时不允许许断浆或堵塞塞，喷浆和提提升管道时要要严格按照设设计速度。

22）对于相接接的两根桩施施工间隔要小小于24小时。第十章触探试验（试试验步骤）1、静力触探（CPPT）

利用加压和和反力装置将将探头压入土土中来测试土土性质的方法法，可以测得得锥尖侧壁阻阻力、比贯入入阻力和孔隙隙压力（饱和和土），来判判定砂土、粉粉土、粘性土土土层性质（土土层划分画柱柱状图、土类类判别、土承承载力、单桩桩承载力、变变形模量、地地基沉降量、液液化判别、固固结系数）。

注意事项：：

（1）反力装置置可以利用地地锚、重物或或车辆自重。

（2）探头有防水密封性，应3个月标定一次，传感器应至少3级精度，标定时应采用额定荷载的1/10或者1/20。标定试验要分级加、卸荷载重复3次。（3）测孔之间距离至至少2米，平行试验验要小于3米。

（4）初次测试试时，应将探探头在地下11—2米处放30分钟后提提升5厘米读数或调调零，以保证证温度恒定。

（5）每10厘米测一次数据，一般每2米提升10厘米一次进行调零。

（6）三桥探头（可测孔压）在试验时不准提升和碰撞探杆，防止破坏饱和状态。

（7）分层时（P101），可根据测得的比贯入阻力的变动范围不超过一定值时作为一层；也可根据锥尖阻力，结合侧壁阻力进行分层；对于很薄的土层，如果测得的两个大小比贯入阻力之比小于2，则可认为时一层。2、动力触探(DPPT)(试验验步骤)利用落锤将将探头打入土土中的难易，得得到贯入度、击击数等来判定定土性的方法法。

主要用来确确定探查土层层、加固地基基检测、确定定物理力学性性质（孔隙比比、密实度、粉粉性土状态）、地地基和桩的强强度、承载力力和变形参数数。

据击锤重量量分为轻、中中、重、超重重型（P1002）。常用用的是轻型（适适用粘性土等等软土）和重重型（砂土及及砾石等）。类型类型锤重（kg）落距（cm）贯入度标准（/cm）贯入深度适用性轻型105030<4米软土重型63.57610(同中超重型)12—15米砂砾石注意事项：

（1）为为保证探杆垂垂直，每探入入1米，应将探杆杆旋转1.55圈，探入超过过10米时，每0.22米旋转一次。

（2）在贯入过过程中应连连连续进行。锤锤击速率控制制在15—30击/分钟。

（3）当贯入击击数大于某一一值时（如轻轻型大于1000击，重型型大于50击）可停止。重重型连续大于于50击时可换换超重型。

（4）要进行长长杆、中型侧侧壁等影响校校正。地下水水位影响校正正公式为：NN63.5＝1.1N´63.5+11.0

孔压压触探可对测测得的阻力进进行修正。第十一章平板载荷荷试验（试验验步骤）通过在一一定尺寸的刚刚性承载板上上分级加荷载载，观测压力力与变形的原原位试验。主主要应用：

（1）是确定地地基承载力的的准确方法。

（2）计算土的变形模量。

（3）估算土的不排水抗剪强度和极限填土高度。1、一般技术要求（P111）（1）设备：承载板、加压系统、反力系统、观测系统。

（2）一般承载板面积在2500-5000平方厘米，对于软土或填土应相应增大。

（3）如果承载板在基坑底部，基坑宽度应大于承载板宽度的3倍。

（4）加荷方式：

加荷值据压缩性：低中土加50kpa，高土25kpa,软土10kpa.

1）慢速法：等荷载分级施加，每10、10、10、15、15、30分钟观测沉降量，直到2小时内每小时不超过0.1毫米可施加下级荷载。

2）快速法：每级荷载隔15分钟观测一次。每级荷载维持2小时。

3）等速沉降法：控制等速度沉降，观测施加荷载值。（5）破坏标准(符合合条件之一即即可)

1)荷载不变变条件下，224小时的沉沉降速度不变变或增大。

22）承载板周周围隆起或有有裂缝。

3）相对沉降降量（S/BB）大于1/112。2、资料整理

（1）确确定P—S曲线的临塑塑压力(Py)和极限压力(Pu)。

临塑压力：当当有直线段时时，以直线段段终点为准；；当无直线段段时，画成双双对数曲线，以以第一个拐点点为准。可以以作为极限承承载力使用。

极限压力：以曲线上第二个拐点或S/B=0.06的荷载或以破坏荷载的前一级荷载为准。（2）地基承载力[σσ]确定1）极限荷载载法：极限荷荷载除以安全全系数，f==Pu/kk。

2）比例极限限法（强度控控制法）:以临塑荷载载的值，f==Py。

3）相对沉降降法：如承载载板面积在22500-55000平方方厘米之间，则则对于低压缩缩性土取S//B=0.001—0.0155为准，对高高压缩性土，以以S/B=00.02为准准（太沙基校校正后）。

（3）变形模量量Eo

可按按照公式由施施加的压力和和沉降量计算算。也可：用用慢速法或修修正后的直线线段斜率确定定排水的变形形模量。

用等等速沉降法直直线段斜率确确定不排水的的变形模量。3、注意事项1）承承载板影响范范围不超过其其宽度的2倍，因此只只能了解浅层层地基土特性性。

2）对于透水水性差的软粘粘土由于加荷荷速度与实际际差异大获得得的参数不准准确。

3）一般得到到的承载力比比实际偏低些些，变形模量量也是近似的的。第十二章标准贯入入试验（SPPT）是动力触触探的一种，是是将63.55kg的锤从从76cm高把把贯入器先打打入土中15厘米，再计计数打入土中中30厘米的击数数，击数大说说明承载力高高。适用于砂砂土和粘性土土（不要饱和和）。主要应应用（P115）：

（1）查明场地地剖面和软弱弱夹层。

（2）判定地基基承载力、变变形模量一级级物理力学指指标。

（3）预估单桩桩承载力和选选择持力层。

（4）判定砂土密实度及内摩擦角、粘土稠度以及液化可能。1、试验要求

（1）要要清楚孔底残残土干净，废废土高度小于于5cm。

（2）如再水下下进行时，孔孔内水位要高高于孔外，以以防止扰动土土体。

（3）当击数大大于50时，可停停止试验。计计算锤击数。

2、资料整理(P117)

（1）地下水位影响校正。

《港口工程地质勘察规范》：

水下中粗砂：N＝N`＋5

水下粉砂：当击数大于15时,大于15部分折半计算。（2）杆长修正

《建筑筑地基基础设设计规范》：：当杆长大于于3米时：N＝αN`。总的趋趋势是不再修修正。

（3）持力层的的选择

一般选选择击数再330—50土层。

（4）可对砂土土相对密实度度、内摩擦角角进行估算。砂砂土承载力标标准值可按照照N63.55或N10查表得得到（粗砂和和细砂的判别别标准是不同同的P1199）；

粘性土承载力力标准值或无无侧限抗压强强度可按照N633.5或e查；

素填土可可按照N100查。第十三章旁压试验验（PMT）在钻孔中放置可充充水扩张的旁旁压器，测定定在充水后压压力遇变形的的关系。可以确定地基承载载力、变形模模量、单桩容容许承载力以以及地基沉降降计算。分为预钻式和自钻钻式试验两种种。1、技术要点

（1）旁旁压沿深度11米测试一次。

（2）荷载以临临塑荷载的11/5或极限限荷载的1//10分级施施加。

（3）加荷稳定定时间多用33分钟标准。

（4）荷载应随随着社度的增增加而加大。

<10米，大于1000kpa;

20—30米,2000kpa;

>30米，2500kpa。

(5)荷载要求在15秒内加到设计值。（6）旁压曲线d如图所所示。

AB为接触阶段，荷荷载压力用来来填充空隙BBC为准弹性变形形阶段，终点点为临塑荷载载CD为塑性变形阶段段，达到极限限荷载。a曲线钻孔太小或缩缩孔，试验前前就有压力。b曲线孔壁扰动，旁旁压器容量不不够。c曲线孔径太大，旁旁压器的膨胀胀量大部分消消耗在空穴体体积上。2、注意事项

（1）当当旁压器增加加的体积等于于原孔的体积积时的荷载就就是极限荷载载，一般需要要通过延长曲曲线得到。

（2）实际压力力小于压力表表的读数。因因此需要对膜膜进行标定。需需标定的5种情况(P122));

新使用用的；

新膜使使用3—4次的；

旧膜使使用6－8次的；

停止试试验2昼夜的；

膜取取出出现拉翻翻时。（3）自钻式试验中止止条件：本级级的变形量大大于前一级的的3倍或总变形形值达到了最最大容许值。

(4)可以确定地基承载力的试验有：静力触探、标准贯入、平板载荷、旁压试验。第十四章十字字板剪切试验验（FVT）试验步骤骤十字板剪切切试验可对饱饱和软粘土的的不排水抗剪剪强度（即内内摩擦角为00时的粘聚力力值）进行测测试。最大优优点是避免了了扰动带来的的强度下降。1、技术要点

（1）十十字板插入深深度大于孔径径的5倍；孔间距距大于0.775—1米。

（2）十字板插插入土后应停停留5分钟，太短短或太长会使使强度减小或或增大。

（3）剪切速度度一般为1度/10秒，过过快（粘滞性性）过慢（固固结）会使强强度增加。一一般3-100分钟出现峰峰值后应继续续剪切1分钟。

（4）测出峰值值后应快速转转动3—6周，测重塑塑土的强度。2、成果应用

（1）饱饱和软粘土的的抗剪强度和和灵敏度。

（2）地基加固固效果和强度度变化规律。

（3）测定地基或边坡滑动面位置。

（4）可计算地基容许承载力。

3、注意事项

（1）十字板的规格：板高/板宽=2，刃角60度，面积比＝13％—14％（越小越好）。

（2）由于圆柱侧面和顶面达到剪切破坏不是同时的，因此强度的并不是真正的峰值，是一种平均抗剪强度。4、试验的主要影响响因素（P1136）

（1）十字板剪剪切速度

（2）土的各向向异形成层性性。

（3）土的渐进进性破坏效应应。

（4）土层扰动动。第十五章土中中应力测试利用埋设设在土中的压压力盒测试土土中总应力和和孔隙水应力力的变化，推推算强度随时时间变化的规规律，控制施施工速度。

11、总应力测测试

土压力计分分为卧式和竖竖式两种。一一般用电阻应应变式和钢弦弦式。可以在在0—40度环境下工工作。卧式用于于土压力测试试，竖式用于于土与结构物物之间的接触触土压力测试试。填埋是回回填土应与压压力计周围土土一致。标定时应逐级加、卸卸荷载，并重重复3次。

2、孔隙水压压力测试

电测试孔隙隙水压力计可可以测试深度度大于10米的孔隙水压压力，可多个个测头同时测测量。

有封闭和开开口式。封闭闭式包括电测测（钢弦、电电阻、差动）和和流体压力（液液压和气压平平衡式）

仪器埋设：：土层硬时用用钻孔埋设法法，钻孔段用用隔水填料埋埋实；软土中中用压入法。

孔隙水压力计周围要填透水填料。

液压和开口式适用于渗透系数大