岩土工程原位测试

岩土工程原位测试试验指导书福建工程学院土木工程系二OO九年前言土体原位测试方法是培养学生动手能力，并将其应用于工程勘察生产实践的不可缺少的步骤，它可为建筑物地基设计和施工提供不可缺少的依据和参数。本指导书可供岩土工程、工程地质、工民建、地质工程、环境地质等专业的学生学习之用，也可供有关教学与生产人员参考与实践。读者在使用本指导书时，应参阅《土体原位测试机理、方法及其工程应用》、《岩土工程勘察》、《岩土工程原位测试》等教材，教材中叙述得更全面详细。读者在测试前一定要认真阅读有关章节，在测试时，认真观看老师和其它指导人员的操作，后亲自动手操作才不易产生安全问题，也不易把仪器搞坏。目录一、标准贯入试验……………………1二、平板载荷试验……………………5三、螺旋板载荷试验…………………11四、静力触探测试……………………16五、十字板剪切试验…………………23六、扁铲侧胀试验……………………27七、预钻式旁压测试…………………53试验一、标准贯入试验一、试验目的标准贯入试验可用于砂土、粉土和一般粘性土，最适用于N=2~50击的土层。其目的有：⑴采取扰动土样，鉴别和描述土类，按颗粒分析结果定名；⑵根据标准贯入击数N，利用地区经验，为砂土的密实度和粉土、粘性土的状态，土的强度参数，变形模量，地基承载力等作出评价。⑶估算单桩极限承载力和判定沉桩可能性。⑷判定饱和粉砂、砂质粉土的地震液化可能性及液化等级。二、试验原理标准贯入试验是利用一定的锤击动能，将一定规格的对开管式贯入器打入钻孔孔底的土层中，根据打入土层中的贯入阻力，评定土层的变化和土的物理力学性质。贯入阻力用贯入器贯入土层中的30cm的锤击数N63.5表示。三、试验设备规格标准贯入试验设备规格要符合表1的要求。表1标准贯入试验设备规格落锤锤的重量（kg）63.5±0.5落距（cm）76±2贯入器长度（mm）500外径（mm）51±1内径（mm）35±1管靴长度（mm）76±1刃口角度（°）18~20刃口单刃厚（mm）2.5钻杆（相对弯曲<1‰）直径（mm）42图1标准贯入试验设备（单位：mm图1标准贯入试验设备（单位：mm）1－穿心锤；2－锤垫；3－触探杆；4－贯入器；5－出水孔；6－取土器；7－贯入器靴四、试验技术要求⑴标准贯入试验孔采用回转钻进，并保持孔内水位略高于地下水位。当孔壁不稳定时，可用泥浆或套管护壁，钻至试验标高以上15cm处，清除孔底残土后再进行试验；如使用水冲钻进，应使用侧向水冲钻头，不能用底向下水冲钻头，以使孔底土尽可能少扰动；

⑵采用自动脱钩的自由落锤法进行锤击，并减小导向杆与锤间的摩阻力，避免锤击时的偏心和侧向晃动，保持贯入器、探杆、导向杆联接后的垂直度，锤击速率应小于30击/min；

⑶贯入器打入土中15cm后，开始记录每打入10cm的锤击数，累计打入30cm的锤击数为标准贯入试验锤击数N。当锤击数已达50击，而贯入深度未达30cm时，应终止试验，可记录实际贯入深度SKIPIF1<0及累计锤击数n，按下式换算成相当于30cm的标准贯入试验锤击数N。SKIPIF1<0式中SKIPIF1<0——50击时的贯入度(cm)。⑷标准贯入试验可在钻孔全深度范围内等距进行，间距为1.0m或2.0m，也可仅在砂土、粉土等欲试验的土层范围内等间距进行。五、试验成果的整理标准贯入试验的主要成果有：标贯击数N可直接标在工程地质剖面图上，也可绘制单孔标准贯入击数N与深度关系曲线或直方图（统计分层标贯击数平均值时，应剔除异常值）。1、杆长修正按照《建筑地基础规范》（GBJ7-89）的规定，标准贯入试验的最大深度不宜超过21m。同时规定，当试验深度大于3m时，实测锤击数N’需按下式进行钻杆长度修正：SKIPIF1<0式中，α为修正系数，按表1取值。表1钻杆长度校正系数2、试验成果整理（1）标准贯入试验成果整理时，试验资料应当齐全。包括：钻孔孔径、钻进方式、护孔方式、落锤方式、地下水位及孔内水位（或泥浆高程）、初始贯入度、预打击数、试验标贯击数及深度记录、贯入器所取扰动土样的鉴别描述。（2）绘制标贯击数N与深度的关系曲线，或在地质剖面图上，进行SPT的钻孔旁边于试验点深度标出N值。作为勘察资料提供时，对N值不必进行杆长修正。（3）结合钻探及其它原位试验，依据N值在深度上的变化，对各土层的N值进行统计。六、试验成果的工程应用标准贯入试验锤击数N值的应用：可对砂土、粉土、粘性土的物理状态，土的强度、变形参数、地基承载力、单桩承载力，砂土和粉土的液化，成桩的可能性等做出评价。应用N值时是否修正和如何修正，应根据建立统计关系时的具体情况确定。

试验二、平板载荷试验平板载荷试验是用于确定以岩土的压力与沉降关系来测定地基土的变形模量、评定地基土的承载力及预估实体基础的沉降等参数。它适用于粘性土、砂类土含小量碎石的土层，一般在浅层地基土上应用。一、平板载荷试验仪主要指标与参数1、规格型号：WPL-K40 WPL-K60K为框架结构 WPL-S40 WPL-S60 S为伞形架结构2、额定载荷：K（S）-40为400KN K（S）-60为600KN3、承压平板：2500cm2 5000cm2各一块园形刚性板 （特殊需要可供配长方形或其它形式尺寸的承压平板）4、测力传感器：电阻应变式荷重传感器结构，桥路电阻为350Ω 测试范围：0～500～800KN 输出灵敏度：2mv/v 精度：综合误差≤0.8%F.S5、位移传感器：表式位移计（机电百分表）量程：0～50mm 输出：5000uε 分辨系数：0.01mm/uε精度：0.2%F.S或电感式位移计 量程：0～50mm 精度：0.5%F.S6、时间观察精度：秒为单位7、反力装置：框架式 主梁跨度5m主梁2根 伞形架式 承力横梁8根，伞底架径4.2m左右 地锚 单叶片 锚 径φ300—φ360mm8、加荷：分离式千斤顶 QF50-20 QF100-25 超高压泵站 额定工作压力≥63MPa 流量：1L4L二、结构特性WPL型平板载荷试验仪由反力装置、加荷系统、沉降观测装置、检测记录仪器及承压平板等构成。1、反力装置（1）WPL-K框架式反力装置由地锚（16只）、地锚加长杆（16只）、主梁（2根）、付梁（4根）、主梁调平座（4套）、立柱斜撑杆、调节螺套等组成（详见附图一）。框架反力结构简单牢靠、操作方便、制造成本低、但搬运装拆较笨重。（2）WPL-S伞形架式的反力装置由地锚（16件）、承力横梁（8根）构成八角反力伞形底。再由左右旋拉杆、拉杆调节螺套、活络节、顶座、立柱、柱套等组成反力伞柱（详见附图二）。伞形架结构反力，拆装轻便、使用安全、搬运灵活、但制造成本稍高。2、加荷系统：由分离式千斤顶、超高压泵站、高压软油管等组成。油压高，加荷平稳，操作省力，简便又安全。3、沉降测观装置：由沉降板支柱（4根）、沉降板（4块）及定位小锚（4只）、定位梁（2根）、磁性表座、位移传感器等构成。沉降观测采用电测机构，不仅精度高，又能自动记录和控制。4、检测记录仪器：由力传感器、位移传感器、数字自显记录仪表或载荷试验自控仪等构成。倘采用载荷试验自控仪时，加荷实现了自动控制，提高载荷试验自动化水平。5、承压平板：一般提供2500cm2和5000cm2二块园形刚性承压平板。 2500cm2自重为112Kg左右 5000cm2自重为200Kg左右三、安装1、安装前检查（1）检查加荷系统千斤顶在高压时压力稳定，无泄油现象；其行程须满足试验点地基沉降量的要求。（2）力和位移传感器连接记录量测仪表上时，能清零，反应灵敏，无严重零漂等不稳定状态。试验前仪器须进行模拟操作，检查能正常工作。（3）平板载荷试验一般在试坑中进行，检查坑底的直径应不小于承压平板3倍的直径。（4）在软弱粘土或饱和的松散砂场地作业，应规划承压平板周围预留20～30cm厚的原状土作保护层。（5）当试验标高低于地下水位，应先将水位降至试验标高下，并在试坑底部铺一层约5cm左右厚的中粗砂，安装承压平板等设备，等水位恢复后方可加荷试验。2、安装（1）安装承压平板：安装时必须平整试坑底面，铺设1-2cm厚的中砂垫层，并用水平尺找平，以保证承压平板与试验面平整均匀接触。（2）安装反力架构件： A：框式反力架安装a、按设备构架尺寸布置好地锚，用下锚机（或人力）将地锚下到适当深度，此时再连接上地锚加长接杆。b、将四件主梁调平座放置于适当位置，然后将二根主梁十字垂直搁放其上，搁放时，二根主梁十字中心，应调整对住承压平板中心。c、与承压平板对中心联接上千斤顶，测力传感器和立柱及斜撑档等，转动调节螺杆，使各撑档拉紧度一致，立柱等垂直无偏斜。d、在主梁上套上四根付梁，每根付梁连接四只加长锚接杆为一组。先利用四只主梁调平座调整主梁位置为水平，再用地锚锚头螺母压紧付梁，使构架固定。完成上述工作，框式反力架安装完毕。B：伞形式反力架安装a、以承压平板为中心，在作业场地上设置直径为4.2m，并以八根承压横梁为边长的八角形。平整一下八角形各边场地，并用水平尺找平。b、在八角形每边等距放置二只地锚（锚距约0.8m），并用下锚机（或人力）下好全部地锚，下锚深度以锚杆头高出横梁10～15cm为宜。c、每二只地锚杆上套一根横梁，并各自用压板螺栓固定组成八边形整体横梁。此时再在每根地锚杆上放置调节垫圈，调整垫圈距离，使插在锚杆上的横销键通过调节垫圈压紧横梁。d、将左、右旋各八根拉杆与拉杆调节螺套连接成八根长拉杆，并在每根长拉杆头上拧上活络节头。e、以试点深度，设置立柱长度。并将长柱先拧在顶座下螺套上，然后以次拧上立柱螺套和立柱。同时将全部拉杆通过活络节用销子连接在顶座上。f、用起重吊架，通过顶座上吊环，吊起立柱和拉杆。此时注意位置调节，使顶座立柱等中心对住承压平板中心，然后将各根拉杆通过活络节跟八角形整体横梁用销子连接好，然后在立柱与承压平板中间，严格对中心装上分离式千斤顶、千斤顶头、力传感器、传感器顶头等，并应刚好将连接柱对中插入传感器顶头上。g、安装好中央立柱等件，转动拉杆调节螺套，使各根拉杆拉紧度一致，立柱又垂直无偏斜，此时伞形反力架安装完毕。（3）、沉降观测装置安装将定位梁（基准梁）二头用定位小锚固定，架设在不受变形影响的位置上。同时将沉降板通过拧在承压平板上的沉降板支柱用螺帽调整并连接好。在安装时必须考虑定位梁（基准梁）与沉降板二者距离的设置，先将磁性表座与位移传感器插接好时，固定梁（基准梁）若安置磁性表座，外移计的触头必须能跟沉降板有宽松位置接触，反之磁性表座放置在沉降板上，则位移计的触头能跟固定梁（基准梁）有宽松位置接触。并需注意，安放的二或四只位移传感器的测点，必须在适当位置上，并定要对称，否则会增加位移沉降量的不必要的复杂计算。3、试验场点应避免冰冻、曝晒、雨淋，应在周围挖掘排水沟，必要时搭工作棚。须经全面检查，确认无问题后，方可进行加荷试验。四、试验1、等量分级加荷测试的第一级施加荷载，应将设备的重量计入，宜接近所挖除土的自重（相应的沉降量不计）。以后每级加荷增量，一般取预估测试土层极限承载力的1/8—1/10。不宜预估土层极限承载力时的一般每级加荷增量；软粘土采用10～25KPa，较坚硬的土采用50KPa，密实砂、硬土及软质岩石采用100KPa。2、观测每级载荷下的沉降（1）观测时间间隔第一个30分钟内，以5分钟、5分钟、10分钟、10分钟各观测一次；第二个30分钟内，每15分观测一次；接下去每30分钟观测一次，直到换级加荷。（2）稳定标准每级载荷下的沉降稳定标准，以连续四次观测，若每小时累计不大于0.1mm时，即认为相对稳定，可施加下一级荷载。（3）试验终止条件一般加荷到设计承载力的二倍即终止试验，但尽可能使最终荷载达到地基土的极限承载力，以评价承载力的安全度。当测试出现下列现象之一时，可认为已达极限状态，可终止试验：承压平板周围的土面出现显著裂缝或明显隆起某级荷载下24小时内沉降速率无减小趋势或加荷后沉降急剧增加本级荷载的沉降量大于前级荷载量的5倍，荷载与沉降曲线出现明显陡降。总沉降量超过承压平板直径或（宽度）的1/10以上

试验三、螺旋板载荷试验螺旋板载荷试验是从传统的平板载荷试验演变而来。它将承压板旋入地基的不同土层进行载荷试验，获取应力——应变——关系曲线，计求承载力、模量值、固结系数及饱和软粘土的不排水抗剪强度等设计参数，对难以取得原状土试样的砂类土尤为适用。一、螺旋板载荷试验仪特点：1、可旋入不同土层深度（现限12m内）进行载荷试验，不受地下水等自然因素限制和影响。2、跟螺旋承压板相连的螺旋板探头（传感器），在土体中直接量测施加承压板上的压力。这样避免了传力杆与土体间磨擦干扰，从而提高测试精度。3、设备简单，操作方便，重量轻，拆装搬动灵活，是一项使用范围宽，且十分经济的原位测试设备。螺旋板载何试验已正式纳入国家标准GB50021——2001“岩土工程勘察规范”中。二、结构WDL型螺旋板载荷试验仪由以下部份构成1、加压部件：液压千斤顶、千斤顶头、顶座、传力杆、传力长短接杆。2、持力系统：直径Φ300mm大地锚、加长锚接杆、横支梁、工字大梁等组成反力架（其反力为最试验荷载的2倍以上）。3、沉降测观装置：小地锚、表座托板构成沉降支架、磁性表座、机电百分表装在支架上，传力杆地面上一段套一个沉降支板，机电百分表测头与支架接触。4、测压仪器：螺旋板探头（传感器），电阻应变式结构，由五芯插头座通过四芯屏蔽电线跟地面上二次测读仪表联接（二次测读仪表可采用电阻应变仪、数字测量仪、电位差计或带微机处理机的记录仪等均可）。5、螺旋承压板（螺旋板头）为规定几何形状与尺寸的园形板。普通为200cm2及适合软土的500cm2、硬土的100cm2几种板型。WDL型螺旋板载荷仪的工作特性：压力：地面上的加荷液压千斤顶通过传力杆向土中承压板加压，持力系统成反力装置，使承压板受土体的反压力直接传导给承压板上端的螺旋板探头，经传感输出压力电信号，由电缆传到地面二次仪表上显示记录。沉降：沉降支架相对地面固定，螺旋承压板跟传力杆连接一体，承压板下沉时，地面上传力杆固定的沉降支板，亦相随传力杆下沉，因沉降支板与机电百分表等测头直接接触，由机电百分表测读（或显示）下沉位移量。三、主要参数1、螺旋承压板规格及几何尺寸：通常型板：直径Φ160mm，截面200cm2，螺距40mm，（钢板板厚5mm，铸铁板厚6mm）。特殊型板（a）：直径：Φ252mm，载面500cm2，螺距65mm特殊型板（b）：直径：Φ113mm，载面100cm2，螺距25mm2、试验深度：本机型以12m内为宜（倘需加深，要考虑传力杆自身压缩量对沉降影响的修正）。3、螺旋板探头（传感器）量程：（a）1500KPa（即150T/m2，3T级传感器） （b）1000KPa（即100T/m2，3T级传感器）精度：线性、滞后、重复性误差均不大于0.5%（F.S）过载能力：120%（R.L）防水性能：静水压力500KPa时，在150h内，探头桥路绝缘大于300MΩ以上。4、机电百分表：量程：0~30mm（特殊要求可配0~50mm）精度：符合GB1219-76一级精度机械表要求，和全程综合误差≤±4με的传感器精度要求。5、额定加荷：50KN（特殊可采用80KN）6、传力杆规格：直径Φ38mm合金钢厚壁管，长度每根1m四、安装与操作1、室内准备（a）检查螺旋承压板表面：应光滑，无碰伤和制造缺陷，几何开关尺寸应附合技术参数规定要求。（b）螺旋板探头标定：先将四芯屏蔽电线焊上五芯插头并插入探头的插座中，然后接上探头的防水护套，传力杆的接头套等，探头的防水密封至关重要，须谨慎安装，安装好后再进行下列检查：检查防水性能：探头放入15m水中，连续观测五天，视其绝缘度的良好性。检查精度：将探头放在专用的静探探头率定架上（或标准测力机）上，通过加载，卸荷，视其精度误差达到规定要求，同时结出率定报告。（c）检查机电百分表，计时秒表、二次记录仪表的功能完好性。（d）螺旋承压板的方柄插入螺旋板探头（传感器）下端的方孔中，须上下滑动自如，然后用一根约Φ3mm软金属丝（硬粘土可用铝丝，软粘土用保险丝）插入连接后板头上的小孔内，这样使承压板与探头连成一体。2、安装平整试验场地，择定试验孔位置。按试验孔的位置，规划好持力系统和沉降装置的安装点。然后，用下锚机或人力旋下4个大地锚和沉降支架2个小地锚，再安装反力架与沉降支架。传力杆内贯穿四芯电缆后，将传力杆与探头、承压板连接成一体，然后用人力或下锚机将承压板旋到土中预定的试验点深度。调整好传力杆顶部到荷载大梁间的距离，使能安装加压部分的液压千斤顶、顶头、顶座等，同时在地面上的传力杆套以沉降支板，并用驻紧螺钉固定。在表座手板上按磁性表座及机电百分表，调整机电百分表测头跟沉降支板接触距离，使能测正负量程（沉降量）。将电缆接上二次仪表，按规定预热，并予调零。以上工作完成，安装告毕，即可进行试验。3、操作螺旋板载荷试验可按应力法、应变法进行操作（见下列试验方法）。完成孔内试点，再加传力杆将螺旋承压板旋到下一个深度，一般点距等于或大于1m，特殊要求也不应小于0.75m，如土质均匀，层厚较大时可取2~3m一个试点。当一个试验孔各点试验全部完成，可用人力或机械将传力杆上拔，拉出地面，而承压板跟探头连接的插销（软金属丝）此时折断，承压板弃于孔内。（因承压板的造价，倘旋出结构成本大，又费时，丢弃较经济）。五、试验方法WDL型螺旋板载荷试验可进行应力法和应变法试验。1、应力法：压力控制沉降与时间的关系，土作弹性体来考虑，宜较密实的有一定固结强度的粘土和砂性土。又按稳定时间的不同分“慢速法”和“快速法”：a、“慢速法”（相对稳定法），试验方法与要求参照一般平板载荷试验进行。b、“快速法”（等速加荷法），分级施加荷载，每级荷载维持5min—2h，每级荷载增量取预估极限承载力的1/10。2、应变法定时控制沉降速率，测定压力变化，土作塑性体考虑，宜软粘土、淤泥等，即以相等沉降速率来加载，连续加载直到土体破坏，并同时按沉降量间隔测记压力值。沉降速度对沿海地区灵敏度高的饱和软粘土一般以0.25~0.5mm/min为宜，对于一般粘性土，软粘土可采用0.5~2.00mm/min。3、试验方法选择原则a、试验目的主要评价地基土的承载力时，可选用应力法中的快速法或应变法。b、当试验目的要计算地基土的模量（变形模量或压缩模量），固结系数时，可选用应力法中的“慢速法”。c、当试验目的需要计算地基土的不排水抗剪强度和不排水模量时，可采用应变法。六、维护保养1、完成一个场地的全部试验后，须对全套设备仔细揩擦清洗，绝对不允泥污粘附。整理后，涂油防锈，有条不紊按系统分箱放置。2、对螺旋板探头、机电百分表、计时秒表、二次数显仪表等精密仪器必须放置在干燥地方，妥善保管，严禁碰撞与曝晒。

试验四、静力触探试验一、概述本试验采用ＷＳＹ型静力触探机，该仪器采用液压传动技术，将测力静探探头匀速自动压入土中，通过静探微机（或自动记录仪表）测读、记录，确定土的有关力学参数。ＷＳＹ型静力触探机采纳了国内外同类产品许多优点，设计新颖，轻型结构，体积小、功力大，操作方便，自动化程度高，是土的静力触探（CPT）理想设备。该产品适用于粘土、粉土、细砂等土层，在软土地区可贯入30米以上。二、主要技术参数 结构型式：分体散装 额定贯入力：50KN 额定起拨力：60KN贯入行程：500mm液压下锚器：油马达扭距：1.3KN/M转距：10-30r/min（可调）卡杆形式：插板式工作油液：夏季46#液压油，冬季32#机械油配套动力：R185柴油机探头：10cm2单桥探头，亦可选配10cm2双桥及多用探头、十字板头探杆：外径Φ28 高强度厚壁无缝钢管 测量仪表：配套DN-1多用测量仪，亦可选配各种静探微机三、机构特性1、本机器由各自独立的动力部件、贯入部件、控制部件、下锚部件及探头探杆部件等构成，通过液压传动系统的高压软管将各部分有机地贯连成整机功能。2、各部件结构紧凑、体积小、重量轻，两人可轻松搬动。3、贯入部件：采用双缸液压装置，缸径60mm，活塞杆30mm，全行程大于600mm，具有传动平稳、反应灵敏等优点。4、控制部件：采用标准液压件,一体式阀座，可灵活地控制油压和速度，操作十分简便，且便于更换。5、下锚部件：采用自动下锚装置，减轻了工作强度，提高了工作效率。6、可选配十字板装置，进行现场电测十字板试验。四、安装及操作触探前准备现场调查：了解现场条件，估计地层性质，按勘察要求，确定下锚数量。平整场地：清除有碍于触探的杂物，将动力车安放在距触探点5m内的平坦地方。检查附件：工具是否平整，油箱油液是否加到需要位置，柴油机的柴油机油冷却水是否都加足。连接进出油管，将油箱出油口与油泵进油口，油泵出油口与阀进油口分别用二根高压软管连接保证密封好并检查其是否接牢，若未接牢可能导致油泵憋爆。探杆探头的连接：在新机始用时须将屏蔽电缆贯串在探杆中，穿过时自由松动，电缆前端通过密封装置与探头连接，须保证密封防水性能；电缆尾端用万用表检查探头桥路是否正确，然后连接上测量仪表，并开启仪表，校对至正常状态。下锚与安机1、将控制部件阀座上的两个快速接头接口与下锚机上的两个快速接头接口用5m的高压软管分别接好，保证其密封件的完好无损，以防泄漏。2、根据孔位，择定锚点，将下锚器套在地锚头上扶稳。3、检查各操纵阀，须处于空档，然后发动柴油机。4、扳动手动换向阀，下锚机便启动，顺时针旋转溢流阀手柄缓慢增加系数油压至5MPa，地锚便开始自动顺时针缓慢旋入土中，待锚头距地面为30cm左右停止，手动换向阀扳到空档，抬起下锚器套入下一个地锚锚头上。5、下好全部地锚后，逆时针旋转溢流阀手柄，卸完系统压力，卸掉与下锚器快速接头连接的油管，并将快速接头的接口防尘帽盖好，防止灰尘进入液压系统内。6、将贯入部件抬入场地对准触探孔位，在支承脚下垫厚横木，将横担套入地锚中并压机座梁上，旋入锚头螺母。调整支承脚使主机架垂直于地面，再旋紧锚头螺母，固定好主机架。贯入及起拔将5m高压软管与贯入主机连接，并保证密封完好。调节系统油压至8-9MPa，再扳动换向阀使活塞杆上升至上止点。重复2步骤2-3次，确认运行正常为止。将已与探头、电费连接好的探杆，依次穿入主机架的卡杆上支板，卡杆下支板及缸底板，保证探头悬空不受力。测量仪表放置在平衡处，接上电缆，按仪表说明书装好其所有附件并进行校调，视正常即可正式进行触探贯入。反复扳动手动换向阀手柄，同时相应的插拨卡板，从而将探杆间歇且匀速地压入土中。在贯入时若发现地锚有抬起现象，应及时予旋紧，否则会造成探杆在贯入中产生倾斜从而断杆，若抬起现象严重应及时终止触探。当贯入要求深度后，应及时起拨探杆，耽搁时间过长，会造成土体抱紧力倍增，拨杆困难，甚至出现埋杆事故。在初期起拨力较大时可将油缸边上的差动油路关闭，当起拨力减小时可再打开。10、探杆全部起拨完毕后，应连同探头及时清洗，并上油，为下次触探做好准备，活塞杆应位于下止点。11、卸掉系统压力，将手动换向阀手柄位于空档处。起锚卸掉地锚锚头上的地锚螺母，取下横担，拨下高压软管抬走贯入主机。将高压软管与下锚器接好，将下锚套下地锚锚头上。将手动换向阀手柄位于“慢速起拨”档，调节系统油压，地锚即可逆时针旋出地面。地锚全部启出后，整个触探工作完毕。五、触探中注意事项：1、正常工作油温为10℃—55℃，油温过高油变稀薄，会影响压力，如渍温超过60℃，应暂停工作，待油温冷却或换掉油箱中高温油再进行工作。冬天油液粘稠、应无负载状况下运行一段时间，方可投入工作。2、机器启动时，操纵台阀手柄，应扳空载位置，以减少油温升高。3、在下锚、起锚过程中，下锚器油马达上泄油口接头须跟油箱接触成回路，否则造成泄油管阻塞，致使油马达端损坏。4、停止工作后，系统油路还有压力，卸快速接头有困难，不能硬拆，只需扳几下操纵台换向阀手柄，泄下油压，拆卸就方便。5、高压软管卸后，应马上将快速接头保护套盖上或二根高压软管彼此对接上，以免弄脏接口造成漏油，严格泥砂、杂物进入油路系统。6、遇到复杂填土层的孔位，应预先用呆探头触到天然地基土后，再换上标准静探头正式触探。7、装接探杆时，螺丝须旋紧。8、操作中如遇起拨困难，须进行慢速起拨。9．安装触探头时，应注意密封防水和正确操作，否则会导致测试失败。所以安装时应在有经验的人的指导下进行，初学者不宜急于求成。10．手摇压入主机使探头贯入时和接换探杆时，不可松手，以防手把弹回伤人，注意人员和仪器安全，严禁测试时玩耍打闹。11．整个测试要善始善终，即帮助安装静探设备和测试完备时清理设备和将设备运回室内指定地点。12．学生在试验前必须预习教材中有关内容，教师应事先指明有关章节。如时间容许，也可分次做不同的静探测试。六、成果整理1．校正原始数据SKIPIF1<0式中：SKIPIF1<0；SKIPIF1<0：实测值Δx：相应深度处零漂修正量，分正负2．计算：SKIPIF1<0FR(％)=(fs/qc)×1003．画图分别画出各触探参数SKIPIF1<0与触探深度（h）关系曲线。注：深度为纵坐标，向下为正，触探参数为横坐标。七、测试记录格式表1静力触探记录表工程编号： 探头编号： 操作者：孔号： 探头系数：kc= 计算者：kf=ku=水位埋深： 孔深： 测试日期：深度（m）锥头阻力qc(kPa)侧壁摩阻力fs(kPa)孔压U（kPa）SKIPIF1<0(%)备注读数回零校正值qc读数回零校正值fsUmaxΔU00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.01.11.22.83.03.23.43.63.84.04.14.24.34.44.54.64.74.84.95.0

试验五、野外十字板测试野外十字板测试是饱和软土地区常用的工程勘察仪器，它是将用钢特制十字板头，借助机械力压入饱和软土中的预定深度，然后通过施加扭力装置旋转十字板头，以测试饱和软土的不排水抗剪强度，其精度很高，可用于工程设计。一、测试目的用野外十字板测试以求得饱和软土的不排水抗剪强度。二、适用范围一般情况下，仅适用于饱和的软土，包括淤泥类土、粉土。三、测试方法电测十字板法四、仪器设备1．静力触探—十字板两用压入主机2．施加扭力装置3．十字板头及其传感器4．探杆5．测量仪6．地锚五、操作步骤1．十字板头传感器率定。2．按照一定程序安装好十字板头及传感器，注意接头之间要拧紧防水，并将电缆线及探杆穿过施加扭力装置。3．将压入主机安装好。4．将施加扭力装置放在压入主机上。5．将测量电缆接到测量仪上。6．然后将十字板头垂直压入土中预定深度，并用卡盘卡住钻杆，记录测量仪上的读数或调零，然后摇动施加扭力装置上的手把，每转动一圈，地下的十字板头旋转一度，并记录一次测量仪上的读数，测得峰值后，再摇动6圈并记录相应读数。7．松开钻杆夹具，用扳手或管钳快速将探杆按顺时针方向旋转3－6圈，使十字板头周围的土充分拢动后，立即拧紧钻杆夹具，然后摇动手把，重复步骤6和7。8．完成某深度测试后，可将十字板头压入下一深度继续进行测试，重复步骤6和7。9．终止试验，当完成预定的几点测试后，应立即逐节起拔探杆和十字板头，清洗干净，并拆除压入主机。六、测试成果整理1．求出传感器率定系数（参见教材208页）α；2．绘出抗剪强度与十字板转角关系曲线，求出峰值强度，或直接从表中求出峰值；3．计算：①按下式计算土的抗剪强度：Cu=10·k·α·Ry SKIPIF1<0SKIPIF1<0式中：SKIPIF1<0－分别为原状土抗剪强度（峰值强度）和扰动土抗剪强度（扰动土峰值强度）；kPa;SKIPIF1<0K－与十字板头尺寸有关的常数，SKIPIF1<0SKIPIF1<0Ry,Re－分别为原状土和扰动土剪切破坏时的读数。SKIPIF1<0D、H－分别为十字板头直径和高度（cm）.SKIPIF1<0②按下式计算土的灵敏度St，SKIPIF1<0七、注意事项：1．测试前必须预习教材中野外十字板测试有关内容2．安装仪器应在教师或测试员指导下进行，严禁野蛮操作八、测试记录格式十字板剪切测试记录表（电测式）工程名称： 水位埋深：测验地点： 十字板规格：D:50mm,H:100mm,K:0.002cm-3孔号： 传感器编号： 率定系数：孔口标高： 试验者：试验深度： 试验日期：转角（度）原状土重塑土灵敏度StSKIPIF1<0备注量表或应变仪读数抗剪强度Cu(kPa)量表或应变读数抗剪强度SKIPIF1<0(kPa)1St为原状土和扰动（重塑）土峰值抗剪强度之比2345678910111213141516171819202122232425试验六、扁铲侧胀试验一、试验目的扁铲侧胀仪的试验结果可用于估算地基土层的侧胀土性指数ID、侧胀模量ED、侧胀水平应力指数KD和扁胀孔压指数UD等。二、试验原理扁铲侧胀试验采用静力压机把扁铲形探头压入土中，达试验深度后，利用气压使扁铲侧面的圆形钢膜向外扩张进行试验，它可作为一种特殊的旁压试验。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。图1实验仪器布置图及测头工作原理示意图三、试验设备扁铲形探头的尺寸为长230~240mm、宽94~96mm、厚14~16mm。铲前缘刃角为12°~16°，在扁铲的一侧面为一直径60mm的钢膜。探头可与静力触探的探杆或钻杆连接。图2扁铲测头及其详图（单位：mm）四、试验技术要求1每孔试验前后均应进行探头率定，取试验前后的平均值为修正值；膜片的合格标准为：率定时膨胀至0.05mm和1.10mm的气压实测值ΔA和ΔB，标定应重复多次，取ΔA和ΔB的平均值；

2试验时，应以静力匀速将探头贯入土中，贯入速率宜为2cm/s；试验点间距可取20～50cm，一般取20cm；

3探头达到预定深度后，应匀速加压和减压测定膜片膨胀至0.05mm、1.10mm和回到0.05mm的压力A、B、C

4扁铲侧胀消散试验，应在需测试的深度进行，测读时间间隔可取1min、2min、4min、8min、15min、30min、90min，以后每90min测读一次，直至消散结束。五、试验成果整理和计算1对试验的实测数据进行膜片刚度修正：

SKIPIF1<0（1）

SKIPIF1<0（2）SKIPIF1<0（3）式中SKIPIF1<0——膜片向土中膨胀之前的接触压力(kPa)；

SKIPIF1<0——膜片膨胀至1.10mm时的压力(kPa)；

SKIPIF1<0——膜片回到0.05mm时的终止压力(kPa)；

SKIPIF1<0——调零前的压力表初读数(kPa)。

2根据SKIPIF1<0、SKIPIF1<0和SKIPIF1<0计算下列指标：SKIPIF1<0（4）SKIPIF1<0（5）SKIPIF1<0（6）SKIPIF1<0（7）式中SKIPIF1<0——侧胀模量(kPa)；

SKIPIF1<0——侧胀水平应力指数；

SKIPIF1<0——侧胀土性指数；

SKIPIF1<0——侧胀孔压指数；

SKIPIF1<0——试验深度处的静水压力(kPa)；

SKIPIF1<0——试验深度处土的有效上覆压力(kPa)。

3绘制SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0和SKIPIF1<0与深度的变化曲线。六、试验成果的工程应用1划分土类2确定静止侧压力系数3计算OCR，判断土的应力历史4计算不排水抗剪强度cu、土的变形参数、水平固结系数ch七、DMT型扁铲侧胀仪的使用说明本次试验采用DMT型扁铲侧胀仪，该仪器由温岭南光地质仪器有限公司生产。目前国内生产研发扁铲侧胀仪的厂家极少，不同厂家生产的仪器使用方法有较大的不同，因此下面对该仪器的的使用方法进行详细的说明。1、概述扁铲侧胀仪试验（以下简称DMT）是岩土工程勘察一种先进的原位测试方法，试验时将接在探杆上的扁铲测头压入至土中预定深度，然后施加气压，使位于扁铲测头一侧面的园形钢膜向土内膨胀，量测钢膜膨胀三个特殊位置（A、B、C）的压力，从而获得多种岩土参数，可应用于天然地基、桩基工程、基坑工程及坡工程等及一些复杂岩土工程问题。DMT试验适用各类粘性土、粉土及各砂性土土层（详见表1）DMT试验方法首先由意大利Marchetti教授发明，以试验迅速、准确又经济，很快地在世界各地推行应用。DMT-W1型仪器是参照意大利DMT仪器技术指标研制成的，经室内和现场两种仪器的大量试验对比，测得的成果一致，表明DMT-W1仪器的试验成果，可引用国际上成熟的DMT公式计算各类土的土工参数。并且DMT-W1型仪器结构精简、坚固耐用、操作维修方便、增设压力传感元件进行测试和监视，拓展了DMT试验功能，使测得的成果精度更高，更可靠。DMT试验三个特殊位置A、B、C压力定义：A压力（Po）：A压力是膜片中心离开基座，水平地压入周围土中0.050+0.02mm时膜片内的气压值。B压力（P1）：B压力是继A压力后再水平压入土中1.10±0.03mm的气压值。C压力（P2）：C压力是继A、B压力后，缓慢排气，使膜片回缩触着基座时作用在膜片内的气压值。2、扁铲侧胀仪的组成2-1扁铲测头扁铲测头板状呈楔形如一把铲子，形状尺寸如图1，由高强度不锈钢制成。园形不锈钢膜片平装在测头的一侧板面上，膜片内侧设置一套感应盘机构，控制膜片三种特殊位置的状态。扁铲测头不允许明显弯曲，在平行轴线长150mm直边内，弯曲度应在0.5mm内，贯入前缘偏离轴线不允许超过2mm。2-2测控箱和率定件测控箱内装气压控制管路、控制电路及各种指示开关（见图2）。主要作用是控制试验时的压力和指标膜片三个特定位置时的压力量并传送膜片达到特定位置时的信号。蜂鸣器和检流计应在扁铲测头膜片膨胀量小于0.05mm或大于1.10mm时接通，在膜片膨胀量大于等于0.05mm与小于1.10mm时断开。测控箱与1m长的气—电管路、气压计、校正器及率定附件等组成的率定装置，它不仅可精确地测定膜片膨胀位置是否符合标准，特别还可对膜片进行率定和老化工作。图1DMT-W1型扁铲测头外形图图2DMT-W1型侧胀仪控制箱面板图表1DMT试验在不同土类中的适用性适用性分级：A最适用B适用 C有时适用 Ｏ不能使用不同土体条件下的灵敏性软弱、松散qc<1.5MPaN<5中等qc=7.5MPaN=25坚硬、紧密qc＞1.5MPaN＞40土壤种类未压实填土自然状态轻压实填土自然状态紧密压实填土自然状态粘土AABBBB粉土BBBBCC砂土AABBCC砾石、大贝壳和结石CCOOOO卵石OOOOOO风化的岩土OCOOOO粘土+粉土+砂土AAABBB粘土+粉土+砂土+贝壳BBBBOO粘土+粉土+砂土+岩石CCC+C+OO砂土+砾石BBB+C+OO有机质粘土+砂土AABBCC风化含有机质的残积土AABBCC岩石风化的残积土CCOC+OO胶结的砂土-C-C+-O岩屑堆积物-C-C+-O冰碛土OCOOOO带状粘土ABBBCC黄土ABBB--泥炭ABBB--沉泥、尾矿砂A-B---注：1、B+或C+的土，扁铲测头易损坏，需考虑应用高强度的板头和膜片；2、qc为CPT双桥的锥尖阻力；3、N为SPT的击数。2-3气—电管路气—电管路由厚壁、小直径、耐高压的尼龙管，内贯穿铜质导线，二端装有专用连通触头的接头组成，直径最大不超过12mm。具有小巧、连接可靠、牢固、耐用的特点，为DMT试验输送气压和准确地传定信号。用于测试的气—电管路每根长25m，用于率定的气—电管路长1m，配有特制的连接接头，可将2根以上的气—电管路连接加长，并保持气—电管路的通气，通电性能。2.4贯入设备：扁铲测头可用以下通常的贯入设备压入土中2.4.1静力触探（CPT）机具压入：可采用国内目前各种液压双缸静探机或CLD-3型手摇静探机。贯入速度与静探相同，每分钟1.2m左右，每天可做100m左右深度的试验。2.4.2标准贯入试验（SPT）锤击机具击入2.4.3液压钻机压入（若试验从钻孔底部开始，气—电管路可不用贯穿钻杆中，直接在扁铲测头以上的钻杆任何部位侧面引出）。2.4.4水下试验可用装有设备的驳船以电缆测井法压入或打入。锤击法会影响试验精度，CPT设备压入较理想，应优先选用，试验中的贯入力是很有用的数值，用以确定如砂土摩擦角等土工参数，试验中最好有测定贯入力的装置。2.5压力源DMT-W1仪器试验用高压钢瓶的高压气作为压力源，气体必须是干燥的空气或氮气。一只充气15MPa的10L气瓶，在中密度土和25m长管路的试验，一般可进行约1000个测点（约200m），耗气量随土质密度和管路增长而增加。3、率定和老化3.1率定值Da、Db(ΔA、ΔB)确定：膜片安装在扁铲测头—侧面上时处于自然位置，即膜片处于特定A、B位置间（0.05-1.10mm）。连接测控箱与率定附件时，蜂鸣器应不运作，将率定气压计对扁铲测头施加真空，使膜片从自然位置移向基座（小于0.05mm），待蜂鸣器运作，然后缓慢释放真空，当蜂鸣器停止运作瞬间（膨胀量0.05+0.02mm）读Da(ΔA)压力（负压力）。Db(ΔB)的压力是气压计施加正气压，待蜂鸣器发声（膨胀量-1.10±0.03mm）时的瞬间压力（正压力）。3.2Da、Db(ΔA、ΔB)的许用范围：Da、Db值对DMT试验十分重要，现场试验测定的A、B（有时C）压力都必须经Da、Db修正。DMT-W1型仪器Da、Db值许用范围：Da（ΔA）为5-25KPaDb(ΔB)为10-110KPa。Da、Db(ΔA、ΔB)值不在许用范围，此膜片不能用于DMT试验。3.3膜片的老化新膜片率定值大都不在Da、Db(ΔA、ΔB)许用范围内，并且未经老化处理的膜片在测试中数值会变化，出现不稳定。DMT仪器用人工时效方法解决膜片老化，方法如下：3.3.1率定器具对新膜片慢慢加压至蜂鸣器响（B位置，膨胀1.10±0.03mm）时，记下Db(ΔB)数值，倘Db(ΔB)值在许用范围（10-110KPa）内，不必老化了。若不在许用范围内，加压至300KPa，蜂鸣器还未响，应检查电路是否正确，（用手压膜片中心一下，蜂鸣器会响），用300KPa气压循环老化几次，每一次从零开始，若老化几次后，Db(ΔB)值达到许用范围，则停止老化。3.3.2若Db(ΔB)值以300KPa压力老化后仍很高，可将压力增到350KPa循环老化，倘仍不生效，以50KPa为一级递升重复老化，直到Db(ΔB)降至率定许用范围内。通常加压小于600KPa，循环老化就可使Db(ΔB)达到要求，在空气中率定膜片，最大压力不允超过600KPa。超过600KPa，会造成膜片损坏，所以加压600KPa以上不能采用。3.3.3当经老化的膜片降至许多范围内，再按率定膜片方式，正确测定Da、Db(ΔA、ΔB)值数次视数值稳定，扁铲测头方可投入DMT测试。4、DMT试验4.1准备工作4.1.1采用静力触探CPT设备压入扁铲测头（见图3布局图），先将气—电管路贯穿在探杆中，在贯穿时，要拉直管路，让探杆一根根沿管路滑行穿过为好，减小管路的绞扭和弯伤。探杆需备足，以试验最大深度再加2-3根为好，不然临时增加探杆对试验会造成很大麻烦。倘用钻机开孔锤击贯入扁铲测头，气—电管路可不贯穿在钻杆中，而一米一米地直接用胶带绑在钻杆上。4.1.2气—电管路贯串探杆后，一端跟扁铲测头连接，通过变径接头，让第一根探杆拧上。待测试时一根一根连接。（若管路绑在钻杆上，须将管路从第一根钻杆的变径接头中引出。）图3DMT-W1仪器试验布局图1、扁铲测头 2、探杆 3、压入设备夹持器 4、气—电管路5、电测仪表 6、测控箱 7、高精度压力表 8、气源9、地钱4.1.3检查测控箱、压力源设备完好，需估算一下钢瓶气体是否满足该试验测试需要。然后彼此连接上，再将气—电管路的另一端跟测控箱的测头插座接上。4.1.4地线接到测控箱的地线插座上，另一端夹到探杆或压机的机座上。4.1.5检查电路，用手轻按膜片中心，蜂鸣器会响，则电路正常。4.1.6通过上述几项的检查与连接，再用气源气压率定膜片（这是一次综合气路、电路正常的检查）。将率定值Da、Db(ΔA、ΔB)记录在测控箱的操作指南上，以便试验时校对。4.2测试4.2.1扁铲测头以2cm/s的速度压入土中，待蜂鸣器响，电流计动作，关闭排气阀，慢慢打开微调阀，将压力缓慢增加，当蜂鸣器和电流计停止动作瞬间，记读“A”。（试验的第一点的深度一般位于地面以下20-40cm间，试验深度以膜片中心为参照点）。从压力零到A，一般需15秒左右，若试验土层均匀，A值可以从已测上点值预估，则可快速将压力加到低于预估A值，然后缓慢加压到A，这样加压时间可缩短。4.2.2记录A值后，不停顿地继续缓慢加压，待蜂鸣器声响，电流计动作，测读“B”，从A到B加压时间必须控制15秒以上。上述测A、B点的加压速率适合25m长气—电管路，对更长的管路，加压速率还应更慢。4.2.3测得B压力后，须快速减压到蜂鸣器声停止（若不立即降压，膜片继续膨胀会损坏膜片）。然后缓缓卸掉剩余压力，当蜂鸣器声再响，读取“C”值，（C值不需每点都测读，无特别要求，可每试验2-3m测读一次。在粘性沉积土中，回弹非常慢，从“B”到“C”有时需经历3分多钟）。4.2.4测A、B（有时C）后，通知压机操作人员，将探杆贯入到下一个试验深度，贯入速度为每秒2cm。一般试验点间距为20cm-25cm。贯入过程中，排气阀始终须保持打开。4.2.5试验结束，应立即提升探杆，从土中取出扁铲测头，不能延误，并对扁铲测头膜片进行率定Da、Db(ΔA、ΔB)数值。4.3DMT消散试验。（消散试验可评估现场水平固结参数Ch等）4.3.1DMTC消散试验步骤：a、贯入到试验深度之后执行A、B、C测试的正常程序，在测读C压力的同时，启动秒表，记下相当消散压力的时间。b、合理选取间隔时间（一般可取1，2，4，8，15，30……分）测试压力C，以便绘制C压力时间平方根曲线（要有足够的读数以求解C50，即消散度为50%的压力）。4.3.2DMTA消散试验步骤：a、DMT试验贯入到试验深度，启动秒表，to=0.5分时，读取A值，压力释放回零，而不测B、C值。b、重复步骤，分别在1、2、4、8、15、30分钟时读取A值压力。c、绘制A压力-Logt曲线。4.4试验中注意事项4.4.1试验中随时校核B-A≥Da+Db(ΔA+ΔB)是否成立。若出现B-A〈Da+Db时，试验应停止，重新校核Da和Db值。要使B-A≤Da+Db成立，必须减少Da+Db和减少Da或Db或Da、Db皆减少。4.4.2试验若暂停，排气阀必须打开，以免有关阀门泄漏，使扁铲测头承受未加控制压力，损坏膜片等。4.4.3不应该把扁铲测头放在地下过夜，因为正常工作时，微小的泄漏无关紧要，若扁铲测头长时间处于地下水位以下，微小泄漏可能导致麻烦。表2故障与排除故障产生原因排除方法（1）短路（开启电源开关，未进行试验，蜂鸣器响、指示灯亮）。测头内部导线不绝缘感应盘绝缘损坏感应盘内壁跟导柱导通测头进水（信号弱且波动）气—电管路导线跟接头接触气—电管路进水换绝缘导线修换绝缘体修理按6.3步骤排除修换、保证绝缘用空气吹干燥（2）无信号1、测头内部导线断路2、测头感应盘，舌簧未边线，或未装导柱3、感应盘、导柱、舌簧接触不良气电管路内导线损坏土体水平压力欠大地线接触不良电源无电或电源线未通（控制箱内）查出并接好连线、安装上导柱磨光并清洁修换、特别检查接头处深度增加，会消失检查、排除检查电源及线路（3）测不到B值或时有时无1、测头内工作导柱卡住，不能自由滑动2、测头内未装上导柱，弹簧修正装上弹簧，导柱（4）修正系数Da过大（Da＞25KPa）1、测头膜片过度膨胀2、绝缘体跟导柱装配尺寸不妥3、感应盘超出绝缘座平面太高换膜片校调修正(5)排气太慢（25m气—电管路，卸压力到零，需2-3秒）1、排气阀堵塞2、气—电管路有污物3、气—电管路夹扁消除阀内污物排除，用气吹净修换（6）泄漏（气密性差）1、气—电管路破裂2、接头间垫片丢失或损坏3、测头膜片垫片损坏或未垫好4、占机击入时，接头振动松驰更换新管路换垫片修正或换新垫片连接时加胶带防护4.4.4对较长的气—电管路（＞25m），需检查所加气压沿管路是否均衡，检查方法是加压时关闭微调阀，观察压力表（或数显仪）指值是否下降，若下降说明加压速率太快，应减慢。4.4.5在杂填土土层试验时，应采用配备的实心测头开孔，以免杂填土中硬物划伤扁铲测头，尤其测头上膜片损坏。4.4.6试验完毕或试验中途，若需卸开管路接头，务必先打开排气阀，放光压缩气体，待管路无压力。否则存在的高气压，不仅吹掉接头内垫片等，还会吹伤人体造成工伤，有气压状况脱开接头危险！4.5试验中故障与排除（见表2）5、维护保养5.1用直角尺和直尺检查扁铲测头的弯曲度和平面度。直角尺靠在扁铲测头上接头两侧，量测两板面到直角尺距离，差值就小于4mm，否则应于校直。用150mm直尺沿测并没有轴向置板面凹处，倘0.5mm塞规插不进，其弯曲程度可接受，若插进，须校正（可用液压机或杠杆法校直）。5.1.2试验结束，测头内如无进水和泥浆，膜片表面完好，率定值Da、Db在许用范围内，这样只需用刷子和小起子清除测并没有上粘附的土，便可继续使用。5.1.3扁铲测头内部进水和泥浆，按下述步骤拆卸保养与清洁a、卸压环：清洁测头表面，拧下压环8个螺钉，并用2只螺钉顶出压环。b、卸膜片：用小起子轻轻撬动膜片周边，待松动取出。取出时小心损坏触盘机构和膜片下的垫片。c、卸感应盘：取出时，小心精密零件的丢失。d、清洁：用探针轻刮中心孔，并用餐巾纸擦净。并清洁触座平面。用金相砂纸打磨感应面，导柱端面和肩胛面。同时检查触头连通件的清洁和功能是否正常。e、装配：按拆卸顺序逆向装复，装复宜在干燥洁净场所进行。严格装配间隙（用校正器严格校核），保证A（0.050+0.02mm）、B(1.10±0.03mm)位置的绝对正确。f、气密性检查：装复后的扁铲测头浸入水桶内加压500KPa，应无泡沫逸出。g、装复后的扁铲测头进行率定：Da、Db(ΔA、ΔB)应在许用范围内，不然需要换新膜片。5.1.4膜片在下列情况需更换：a、膜片表面严重划伤，皱折及破裂。b、膜片率定值Da、Db(ΔA、ΔB)反常，达不到规定要求。c、过度膨胀，其曲线压下和放松时会发出“劈拍”声响。膜片更换同5.1.3条的a、b、e、f、g进行。5.2测控箱测控箱若使用正常，不需严格维护保养，只需检查各种插座内芯跟金属面板的绝缘。电池电源充足，各连接件无松动则可。5.3气—电管路5.3.1检查管路两端接头的导通性，绝缘必是否良好。5.3.2将管路一端密封放入水中，另一端接入4MPa气压，检查管路无泄漏。5.3.3检查管路无阻塞，将一根25m长管路一端接入测控箱上，另一端空着，加压4MPa，压力表指针不应超过800KPa，超过此值，视阻塞程度予以修换。5.3.4气—电管路应无夹扁或破裂。（若被夹扁，通上述1、2、3条检查，如无问题，仍可使用）。5.3.5气—电管路在两端接头上要配上盖帽，防止污物进入。完好的管路做上标志待用。6、试验数据整理6.1整理数据前，检查下式是否成立，若不成立便无需整理。B-A≥Da+Db(ΔA+ΔB)A、B为每一试验深度测定膜片膨胀在0.050+0.02mm）和1.10±0.03mm时的相应压力。Da、Db(ΔA、ΔB)为A、B位置在大气中率定的压力值（即克服膜片自然刚度所需压力）。6.2由A、B、C修正为Po、P1、P2压力P1=B-Zm-DbPo=1.05(A+Da)-0.05(B-Zm-Db)P2=C-Zm+Da式中：Zm为通大气时压力表零位读数。（采用传感元件量测的数显仪表，不考虑Zm值影响，因仪表本身有调零装置，Zm为0）6.3侧胀仪模量ED、材料指数ID、水平应力指数KD、孔隙水压力指数UD。由Po、P1和P2值可获得四个扁铲试验基本参数：扁铲模量ED=34.7(P1-Po)材料指数ID=(P1-Po)/(Po-Uo)水平应力指数KD=(Pp-Uo)/бvo孔隙水压力指数UD=(P2-Uo)/Po-Uo式中：Uo为试验深度处的静水压力KPaбvo为试验浓度处土的有效上覆压力KPa根据上述参数，可判断土的特性，同通过经验公式与土性参数，建立一系列关系，从而用于岩土工程设计：ID、UD可划分土类；KD反映土的水平应力，KD越大说明土的固结及密实度越好；ED反映土的固结特性等。6.4成果解释成果可用表格方式和图示方式表示，主要如下：1、A压力-深度关系曲线 7、P2-深度关系曲线 2、B压力-深度关系曲线 8、推力 3、C压力-深度关系曲线 9、ED-深度关系曲线 4、平均率定值Da(ΔA)、Db（ΔB) 10、ID-深度关系曲线 5、Po-深度关系曲线 11、KD-深度关系曲线 6、P1-深度关系曲线 12、UD-深度关系曲线表格须标注：试验的日期、时间、公司名称及试验编号和地点、扁铲测头编号。如Po、P1、ΔP（P1-Po）与深度H的变化曲线（见图4）就是较完整的柱状图，尤其ΔP-H曲线与静探曲线非常一致。图4Po、P1、ΔP-H曲线图6.5报告的现场数据记录表（见表3）DMT试验报告内容包括数据整理和6.4各参数深度变化曲线图，同时还应附有所用的贯入设备，操作者姓名等。7、数据的成果分析应用7.1划分土类7.1.1Marchtti提出依据扁胀材料指数ID划分土类，具体见表4表4材料指数ID0.10.350.60.91.21.83.3地层名称泥炭及灵敏性粘土粘土粉质粘土粘质粉土粉土砂质粉土粉质砂土砂土 ID≤0.6时为粘土，0.6<ID≤1为粉土，ID>1.8为砂土7.1.2把表4扩展如图5，也可用于划分土类：图5土类划分Marchtti和Crapps1981方法是：按ID=0.6ID=1.8两条垂直线将图分成了3个区块，分别为粘性土区块（ID≤0.6）粉土区块（0.6<ID≤1.8）和砂土区块ID>1.8.7.1.3Davtason和Boghrat(1983)提出用材料指数ID和扁胀仪贯入土中一分钟超孔压的消散百分率(可由压力C的消散试验得到)划分土类(见图6)图6贯入停止1min超孔压消散百分率(%)7.2静止侧压力系数KO扁铲测头贯入土中,对周围土体产生挤压,故不能由扁胀试验直接测定原位初始侧向应力,可通过经验建立静止侧压力系数KO与水平应力指数KD的关系式。KO=（KD/1.5）0.47-0.6(ID≤1.2)后来Lunne等（1990）补充资料后提出：新近沉积粘土KO=0.34KD0.54(CU/σVO≤0.5)老粘土 KO=0.68KD0.54(CU/σVO>0.8)有人根据挪威试验资料提出 KO=0.35KDm=0.35 (KD<4)式中：m为系数 对高朔性粘土m=0.44对低塑性粘土m=0.64但上述公式在不同地区应进行修正。如上海表层褐黄色土层的KO公式，修正采用KO=0.34KD0.54-0.06KD，较符合实际。7.3应力历史一超固结比OCR利用KD计算土的超固结比对无胶结的粘性土ID≤1.2则OCR=0.5KD1.56若ID>2则OCR=(0.67KD)7.91若1.2<ID<2则OCR=(mKD)h式中：m=0.5+0.17Pn=1.56+0.35Pp=(ID-1.2)/0.8若OCR<0.3时，说明已超出修正范围，应在报告中注明。Lunne等（1988）提出对新近沉积的粘土(CU/σVO≤0.8)OCR=0.3Ko1.17对老粘土(CU/σVO>0.8) OCR=0.27Ko1.177.4用ID和ED估计土的重度在图5利用关系式ED=10（n+mLogID）分别画出四条斜线A、B、C、D，这四条斜线分别与ID=0.6ID=0.8两条垂直直线相交，将图划分分15个区块，拿C线来说，它被分割成了3段，每段土的重度不尽相同，粘性土段上为13.5KN/m3。粉土段为为18，砂土段上为19.5KN/M3，而在两条斜线间的区块，土的重度为两条斜线段之间的范围值，比如在粘性土范围内，处于A线和B线之间的土的重度为16.5～17.5KN/m3，其余类推。这样利用ID和ED可查出土的重度。利用图5估算出土的重度精度较低，若偏小，可乘修正系数1.06～1.12。7.5不排水抗剪强度CuMarchetti(1980)提出：Cu=0.22(0.5KD)1.25.σvo上式只在ID＜1.2时使用，若ID≥1.2，土体无粘性，不需计算Cu值。Rogue等（1988）提出：Cu=P1-σno/Ne式中：σno—原位水平应力，由σno=Ko.σvo+uo，Ko由扁铲试验评定。Nc—经验系数，取5～9。硬粘土NC=5。中等粘性土Nc=7。非灵敏可塑粘性土NC=9。7.6土的变形参数7.6.1压缩模量EsEs=RM.ED式中：RM为水平应力指数KD有关的函数。当ID＜0.6 RM=0.14+2.36LogKDID≥3.0 RM=0.5+2LogKD0.6≤ID＜3.0 RM=Rmo+(2.5-Rmo)LogKD其中Rmo=0.14+0.15（ID-0.6）ID＞10 Rm=0.32+2.18LogKD一般情况下Rm≥0.857.6.2弹性模量E E=F.ED 式中：F为经验系数，见下表5土类EF提出者粘性土Ei10Robertson等（1998）砂土Ei2Robertson等（1998）砂土E251Campanella（1985）NC砂土E250.85Baldi（1986）OC砂土E253.5Baldi（1986）重超固结粘土Ei1.4Davidson（1983）粘性土Ei(0.4～1.1)*Lutengger（1988）注：Ei为初始切线模量，E25为达到25%破坏应力时的割线模量。F与ID有关 F=0.36ID-1.67.7水平固结系数Ch7.7.1根据扁胀试验C压力的读娄，绘制C-SKIPIF1<0曲线，由曲线确定相应C消散50%的时间t50，则Ch=600(T50/t50)。式中，T50为孔压消散50%的时间因素，见下表6E/Cu100200300400T501.11.52.02.7以扁铲试验的结果，上式确定的Ch，由于扁铲测头压入土体相当与于再加荷（初始阶段），所以要确定现场的水平固定系数（Ch）F还须修正：（Ch）F=Ch/a式中：a为修正系数，见下表7土的固结历史正常固结正常超固结低超固结重超固结a75317.7.2由A压力的消散试验，绘制A—Logt(压力—时间)曲线，在曲线上找相应反弯点的时间tf，则水平固结系数为：Ch=X/tf(X为一常数值，一般在5～10间)由tf值还可以评定固结速率的快慢，见下表8Tf(min)＜1010～3030～8080～200＞200固结速率极快快中等慢极慢7.8地基土承载力 地基土的计算强度 Fo=ΔP-Po/n 式中：Fo指地基土的计算强度（满足变形和下卧层强度要求为容许承载力值，而不是地基土承载力基本值） ΔP=P1-Po n的取值：粘性土时n=-40 粉质粘土时n=207.9排水条件下摩擦角φ（砂土φ’） 在ID＞1.2时计算 φ’=25+0.19(P-100)1/2式中：P=ID.Rc7.10侧向基床反力系数Kn Kn=P/Δs 式中Δs为变形量 上海地区有单位实践，由上式所求得Kn与旁压试验弹性阶段的侧向基床反力系数相近。7.11液化判别 由水平应力指数KD要求得砂性土的动剪应力比：τ/σVO 上海地区有人根据经验提出τ/σVO=0.008KD2+0.023KD 根据Seed的砂性土液化应力比公式τav/σVO=0.65（ɑmax/g）(σV/σVO)YD要求得τav/σVO之值。将两者τ/σVO与τav/σVO比较；当τ/σVO＞τav/σVO时，砂性土不液化，反而液化。7.12侧向受荷桩的设计 Robertson等（1989）对侧向受荷桩作如下假设： 1桩为一弹性梁（梁的弹性模娄为E，截面惯性距为1） 2土的抗力由均匀分布的非线性弹簧模拟 则：P/Pu=0.5（Y/Yc）0.35 式中：P为桩每单位长度土的侧向抗力Pu为桩每单位长度土的极限侧向抗力Yc为相应于P=0.5Pu桩单元体的极限水平变位Y为桩单元的水平变位（一）对粘性土（不排水条件） Yc=23.67CuD0.5/Fc.ED式中：Cu扁铲度试验确定的不排水抗剪强度 D为桩径（cm） ED扁胀模量：Fc=Ei/ED Ei为初始线模量 Ei/ED≈10 Pu=Np.CuD 上式：Np为无因次极限抗力系数Np=3+σVO/Cu+（JX/D）＜9 式中：X为深度 σVO为深度X处的垂直有效应力 J经验系数，软粘性土J=0.5硬粘土J=0.25（二）对砂性土 Yc=4.17sinσVO/ED.Fs(1-sinφ’).D 式中：φ’内摩擦角FS=Ei/ED近似取2Robertson等建议Pu取下两式中的低值： Pu=σVO{D(Kp-Ke)-XKplogφlogβ} Pu=σVOD{Kp3+KoKp2logφ’+logφ’-Ke} 式中：Ke朗金主动土压系数=1-sinφ’/1-sinφ Kp朗金被动土压系数（≈1/Ke），Ko为静止侧压力系数=1-sinφ’ β=45O+φ’/2DMT数据记录表工程名称______________________工程地点____________________________试验序号____________贯入设备___________地下水位____________扁铲测头号_________D(KPa)D(KPa)试验前试验后采用值Da(△A)Db(△B)试验深度ABC试验深度ABC试验深度ABC0.511.523.51.012.024.01.512.524.52.013.025.02.513.525.53.014.026.03.514.526.54.015.027.04.515.527.55.016.028.05.516.528.56.017.029.06.517.529.57.018.030.07.518.530.58.019.031.08.519.531.59.020.032.09.520.532.510.022.033.010.522.533.511.023.034.0

试验七、预钻式旁压试验预钻式旁压测试（Preboredpressuremetertest，简称PMT）是工程勘察中常用的原位测试技术。它是将旁压器放在预先钻好的钻孔中某一预定深度，然后加压，使旁压器横向膨胀以压缩孔壁岩土体，测出孔壁岩土体的受力与体积变化的关系曲线，从而可求出地基承载力等诸多有用指标。它比载荷试验轻便，精度也很高。一、测试目的：用旁压试验求地基承载力和旁压模量。二、适用范围：适用于一般粘性土、粉土、砂土、填土，不适用于淤泥类的特软土，如配钻机钻孔和仪器的承压能力足够大，还可用于碎石土、卵砾石土，风化层及岩体。三、测试方法：预钻式旁压测试。四、仪器设备：1．旁压器2．控制箱或监测装置3．加压装置：高压氮气瓶或高压打气筒4．成孔工具五、操作步骤2．旁压率定：包括两方面，一是旁压器弹性膜约束力的率定；二是仪器综合变形率定。画上述两种率定曲线，求出仪器综合变形校正系数，α；2．将洁净水（凉白开水）灌入水箱，将旁压仪安装好。3．人工预先钻孔到预定深度。4．将旁压仪放入钻孔中。5．打开仪器上相应阀门，记录静水压力和测管中相应水位下降值S。6．通过调压阀分级加压，每级压力下观测3分钟，记录每分钟的测管水位下降值。分级加压的大小标准视岩土体强度及先小后大再小的原则进行，一般应加10级压力，记录每级压力值和相应的测管水位下降值。7．测试终止条件：①测管水位下降值达到最大允许值，此仪器为34cm。②所加压力达到仪器最大额定值。满足上述任一条件，测试必须立即终止，并卸压，否则将损坏仪器。六、成果整理1．数据校正①压力校正：P=Pm+Pw-Pi式中，P—校正后的压力（kPa）；Pm—压力表读数（kPa）；Pw—静水压力（kPa）；Pi—弹性膜约束力曲线上与测管水位下降值相对应的弹性膜约束力（kPa）；②测管水位下降值校正