《岩土工程原位测试》教案岩土工程勘察

《岩土工程原位测试》主要内容

绪论

第一章载荷试验

第二章静力触探试验

第三章圆锥动力触探试验

第四章标准贯入试验

第五章十字板剪切试验

第六章旁压试验

第七章波速测试

第八章扁铲侧胀试验

第九章现场直接剪切试验

第十章岩块声波测试

第十一章岩体应力测试

主要参考资料

（1）岩土工程勘察规范(GB50021-2001)，中国建筑工业出版社，2002

（2）建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)，中国建筑工业出版社，2002

（3）工程岩体试验方法标准（GB/T50266-99），中国计划出版社，1999

（4）岩土工程原位测试，徐超，同济大学出版社，2005

（5）地基基础测试新技术，祝龙根，刘利明，机械工业出版社，1999

（6）土体原位测试机理、方法及其工程应用，孟高头，地质出版社，1997

（7）岩土工程测试技术，王锺琦，中国建筑工业出版社，1986

0.1原位测试技术

岩土工程：0绪论岩土工程勘察（可行性研究、初勘、详勘和施工勘察）岩土工程设计（地基基础、地基处理、基坑支护、工程降水、边坡和滑坡治理设计等）岩土工程施工岩土工程监理岩土工程监测岩土工程检测

《岩土工程勘察规范》（GB5002l—2001）对岩土工程勘察（geotechnicalinvestigation）的定义为：“根据建设工程的要求，查明、分析、评价建设场地的地质、环境特征和岩土工程条件，编制勘察文件的活动。”岩土工程勘察所采用的方法和手段较多，主要有勘探（包括钻探、井探、槽探、坑探、洞探、物探、触探等）、原位测试和室内试验等。

0绪论

原位测试（in-situtests，或fieldtest）：从广义上讲，包括原位检测和原位试验两部分，即指在被测试对象的原始位置，在不破坏、不扰动或少扰动被测试或检测对象原有（天然）状态的情况下，通过试验手段测定特定的指标，进而评价被测试对象的性能和状态。从狭义上讲，原位测试是指利用一定的试验手段在天然状态（天然应力、天然结构和天然含水量）下，测试岩土的反应或一些特定的物理、力学指标，进而依据理论分析或经验公式评定岩土的工程性能和状态。原位测试技术是岩土工程中的一个重要分支，它不仅是岩土工程勘察的重要组成部分和获得岩土体设计参数的重要手段，而且是岩土工程施工质量检验的主要手段，并可用于施工过程中岩土体物理、力学性质及状态变化的监测。

0.2原位测试方法

0绪论《岩土工程勘察规范》（GB5002l-2001）所列的原位测试方法有：载荷试验、静力触探、圆锥动力触探、标准贯入试验、十字板剪切试验、旁压试验、扁铲侧胀试验、现场直接剪切试验、波速测试、岩体原位应力测试和激振法测试。静力触探、圆锥动力触探、标准贯入试验——触探试验十字板剪切试验、直接剪切试验——剪切试验旁压试验、扁铲侧胀试验——侧胀试验声波测试、弹性波波速测试、激振法测试——动力参数测试0.3原位测试优缺点项目原位测试室内试验试验对象1．测定土体范围大，能反映微观、宏观结构对土性的影响，代表性好；2．对难以取样的土层仍能试验；3．对试验土层基本不扰动或少扰动；4．有的能给出连续的土性变化剖面，可用以确定分层界线；5．测试土体边界条件不明显

1．试样尺寸小，不能反映宏观结构、非均质性对土性的影响，代表性较差；2．对难以或无法取样的土层无法试验，只能人工制备土样进行试验；3．无法避免钻进取样对土样的扰动；4．只能对有限的若干点取样试验，点间土样变化是推测的；5．试验土样边界条件明显应力条件1．基本上在原位应力条件下试验；2．试验应力路径无法很好控制；3．排水条件不能很好控制；4．试验时应力条件有局限性1．在明确、可控制的应力条件下试验；2．试验应力路径可以事先预定；3．能严格控制排水条件；4．可模拟各种应力条件进行试验应变条件1．应变场不均匀；2．应变速率一般大于实际工程条件下的应变速率1．试样内应变场比较均匀；2．可以控制应变速率岩土参数反映实际状态下的基本特性反映取样点上，在室内控制条件下的特性试验周期周期短，效率高周期较长，效率较低1.1概述

1.1.1载荷试验方法载荷试验（P1ateLoadTest，简称PLT）：是在现场通过一定面积的刚性承压板向地基逐级施加荷载，测定天然地基、单桩或复合地基的沉降随荷载的变化，借以确定地基土的承载能力和变形特征的现场试验。1载荷试验

1.1.2载荷试验分类按试验对象划分一般载荷试验、复合地基载荷试验和桩载荷试验（包括竖向和水平载荷试验）按加荷性质划分静力载荷试验和动力载荷试验按承压板形状划分平板载荷试验和螺旋板载荷试验按试验深度划分浅层载荷试验和深层板载荷试验本章主要讲述浅层平板静力载荷试验及其原理、设备组成、试验要点及技术要求、操作步骤、资料整理和成果应用。

1载荷试验

1.1.3载荷试验的适用条件浅层平板载荷试验适用于地表浅层地基土（包括各种填土和碎石土）深层平板载荷试验适用于埋深等于或大于3.0m和地下水位以上的地基土螺旋板载荷试验适用于深层地基或地下水位以下的土层

1.1.4载荷试验的优点

对地基土不产生扰动，确定地基承载力最可靠、最具代表性，可直接用于工程设计，还可用于预估建筑物的沉降量，对大型工程、重要建筑物，载荷试验一般不可少，是世界各国用以确定地基承载力的最主要方法，也是比较其它原位测试成果的基础。

1载荷试验

1.2浅层平板板静力载载荷试验验的基本本原理1载荷试验验1载荷试验验（1）直线变形形阶段p-s呈线性关关系p0——比例界限限压力（（2）剪切（（塑性））变形阶阶段p-s关系为曲曲线，斜斜率逐渐渐变大pu——极限压力力

（3）破坏阶阶段当当荷载大大于极限限压力pu，即使荷荷载维持持不变，，沉降也也会持续续发展或或急剧增增大，始始终达不不到稳定定标准。。1载荷试验典型的平板载载荷试验p-s曲线载荷试验的直直线变形阶段段，可用弹性性理论分析压压力与变形之之间的关系。。（（1）对于各向同性弹性性半空间，由弹性理论论，刚性承压压板作用在弹弹性半空间表表面或近地表表时，有式式中E0—变形模量；b—承压板直径或或方形承压板板边长(m)；I0—承压板位于半半空间表面的的影响系数（（承压板的形形状系数）；；对于圆形形刚性板，；；对对于方形承压压板，I0=0.886；I1—承压板埋深z时的修正系数数；当z<b时，；；当当z>b时，；；K—p-s关系曲线直线线段的斜率（（kN/m3）；μ—土的泊松比。。1载荷试验（2）对于非均质各向异异性弹性半空空间，情况比较复复杂。

当地地基土变形模模量随深度的的变化规律为为：式式中中E0z——承压板放置深深度（（b为承压板直径径）的变形模模量；K1、K2——承压板直径分分别为b1、b2时载荷试验p-s关系曲线直线线段的斜率。。1载荷试验1.3浅层平板静力力载荷试验的的仪器设备1载荷试验承压板承压板是模拟拟建筑物的基基础，将施加加的荷载通过过承压板传递递给地基土，，其刚度和尺尺寸应与建筑筑物基础接近近。承压板的刚度要求容易达到到，可采用加加肋的厚钢板板、铸铁板、、混凝土板或或钢筋混凝土土板，常用的的是加肋钢板板。无论选用用什么样材质质的承压板，，都要求承压压板具有足够够的刚度、板板底平整光滑滑、板的尺寸寸中心和传力力重心一致、、搬运和安装装方便，在使使用过程中不不易变形。承压板的形状有圆形和方形形的两种，也也有根据试验验的具体要求求采用矩形承承压板。承压板的尺寸要与实际基础础接近则难于于达到，因为为承压板的面面积太大，对对设备的质量量要求也越高高；而承压板板面积过小，，则影响地基基土的沉降量量和极限荷载载值。一般来来说，地基土土的极限荷载载会因承压板板的宽度或直直径b过小而降低（（s增大），但b值过大极限荷荷载增加也不不明显，因此此，在确定承压板板尺寸时，既既不能过小，，也不必太大大。由于承压板的的尺寸大小对对评定地基土土承载力有一一定的影响。。为统一试验验条件，使试试验结果具有有可比性。我我国的大部分分勘察规范规规定承压板面积以以0.25-0.50㎡㎡为主，另外还还有0.1和1.0㎡。1载荷试验选择承压板尺尺寸时，可根据地基基土质情况，，强度低变形形大的土层宜宜采用大尺寸寸的承压板，，强度高变形形小的土层则则采用小尺寸寸的承压板。。一般情况下下，可参照下下面的经验值值选取：（1）对于软土、、新近沉积土土和人工填土土，或用载荷荷试验确定黄黄土湿陷性时时，承压板尺尺寸不应小于于0.50㎡㎡；（2）对于一般粘粘性土地基，，常用0.25-0.5㎡的承压板；（3）对于碎石类类土，承压板板直径（或宽宽度）应为最最大碎石直径径的10～20倍；（4）对于岩石类类土或均质密密实土，如老老粘土或密实实砂土，以0.10㎡㎡为宜.1载荷试验加荷系统加荷系统是指指通过承压板板对地基土施施加额定荷载载的装置。常见有四种类类型：重物加荷装置置油压千斤顶加加荷装置重物、机械、、液压放大加加荷装置电控稳压式加加荷装置1载荷试验常见的载荷试试验反力与加加载布置方式式1—承压板；2—千斤顶；3—木跥；4—钢梁；5—钢锭；6—百分表；7—地锚；8—桁架；9—立柱；10—分力帽；11—拉杆；12—载荷台；13—混凝土；14—测点（a～d为千斤顶加载载方式，e和f为重物加载方方式）反力系统除重物加荷装装置外，其它它加荷装置均均需反力系统统配套。载荷荷试验的反力力可由重物、、地锚或地锚锚与重物联合合提供。然后后再与梁架组组合成稳定的的反力系统。。当在岩体内内（如探坑或或探槽）进行行载荷试验时时，可以利用用围岩提供所所需要的反力力。锚固式反力系系统中，地锚锚个数应确保保有足够的抗抗拔力，以免免试验中间被被拔起。反力力梁亦应有足足够的刚度。。1载荷试验坚硬岩土体内载荷试验反力系统示意图（撑壁式和平洞式）量测系统测量地基土沉降和和承压板周围地面面变形的量测系统统由观测支架和测量仪仪表两部分组成。观测支架用来固定量测仪表表，由支撑柱、基基准梁及其它附件件等组成；测量仪表有百分表、位移计计、位移传感器等等。1载荷试验试坑的尺寸及要求求试坑宽度或直径不不应小于承压板宽宽度或直径的3倍。试坑底部的岩岩土应避免扰动，，保持其原状结构构和天然含水量，，在承压板下铺设设不超过20mm的砂垫层找平，并并尽快安装设备。。承压板的尺寸载荷试验宜采用圆圆形刚性承压板，，根据土的软硬或或岩体裂隙密度选选用合适的尺寸。。对于强夯处理后后的场地的地基强强度测定，有时要要求承压板的面积积应大于1.0m×1.0m。岩石载荷试验承承压板的面积不宜宜小于0.07㎡。1载荷试验1.4浅层平板静力载荷荷试验的试验技术术要求位移量测系统的安安装1载荷试验基准梁的支撑柱或或其他类型的支点点应离承压板和地地锚一定的距离，，以避免再试验过过程中地表变形对对基准梁的影响。。支撑柱与承压板板中心的距离应大大于1.5d（d为边长或直径），，与地锚的距离应应不小于0.8m。基准梁架设在支撑撑柱上时，不应两两端固定，以避免免由于基准梁杆热热胀冷缩引起沉降降观测的误差。沉沉降测量元件应对对称地布置在承压压板上，百分表或或位移传感器的测测头应垂直于承压压板设置。千斤顶承压板基准梁试桩

载荷试验装置示意图垫块枕头次梁拉杆锚笼锚桩主筋地表锚桩试桩次梁基准梁基准桩主梁锚桩主梁1载荷试验加载方式一般采用分级维持持荷载沉降相对稳稳定法（通常称为为慢速法）；有地区经验时时，也可采用分级级加荷沉降非稳定定法（通常称为快速法）或等沉降速率法。加荷等级宜取10～12级，并不应小于8级。最大加载量不不应小于地基土承承载力设计值的2倍，荷载的量测精精度应控制在最大大加载量的±1％以内。第一级荷载（包括设备自重））宜接近挖除土柱柱的自重，其相应应沉降不计。对软软土地基每级荷载载增量10-25kPa；对一般粘性土和和中密砂土地基25-50kPa；对坚硬粘性土、、密实砂土和碎石石土50-100kPa。1载荷试验加载方式及加荷等等级慢速法：对于土体，每级荷载施加后后，间隔5min、5min、10min、10min、15min、15min测读一次沉降，以以后间隔30min测读一次沉降，当当连续2h、且每小时沉降量量不大于0.1mm时，可认为沉降已已达到相对稳定标标准，施加下一级级荷载；对于岩体，间隔lmin、2min、2min、5min测读一次沉降，以以后每隔10min测读一次，当连续续三次读数之差小小于或等于0.01mm时，认为沉降已达达到相对稳定标准准，可施加下一级级荷载。快速法：每加一级荷载按间间隔15min观测一次沉降。每每级荷载维持2h，即可施加下一级级荷载。最后一级级荷载可观测至沉沉降达到上述沉降降相对稳定标准或或仍维持2h。等沉降速率法：控制承压板以一定定的沉降速率沉降降，测读与沉降相相应的所施加的荷荷载，直至试验达达到破坏阶段。1载荷试验沉降观测和稳定标标准载荷试验一般应尽尽可能加荷到试验验土层破坏，然后后终止试验。当出出现下列情况之一一时，认为地基已已达到破坏阶段，，可终止试验：（1）承压板周边的土土体出现明显侧向向挤出，周边岩土土出现明显隆起或或径向裂缝持续发发展；（2）本级荷载的沉降降量急剧增大（大大于前级荷载沉降降量的5倍），p-s曲线出现陡降段；；（3）在某级荷载下24h沉降速率不能达到到相对稳定标准；；（4）总沉降量与承压压板直径（或宽度度）之比超过0.06。1载荷试验试验终止条件原始资料整理载荷试验原始资料料包括沉降观测、、荷载等级和其他他与载荷试验相关关的信息，如承压压板形状、尺寸、、载荷点的试验深深度、试验深度处处的土性特征，以以及沉降观测百分分表或传感器在承承压板上的位置等等（一般以图示的的方式标注在记录录表上）。在试验过程中，应应对原始记录数据据及时检查，试验验结束后再进行全全面检查整理。1载荷试验1.5浅层平板静力载荷荷试验的试验资料料整理慢速法的试验资料料整理绘制p-s曲线p-s曲线的修正绘制s-lgt曲线和1gp-lgs曲线确定比例界限压力力（p0）确定极限界限压力力（pu）1载荷试验（1）图解法适用于开始的一些些观测点（p，s）基本在一条直线线上。将p-s曲线上的各点同时时沿s（沉降）坐标平移移s0，使p-s曲线的直线段通过过原点。1载荷试验（2）最小二乘法对于已知p-s曲线开始一段近似似为一直线（即p-s曲线具有直线段和和拐点），用最小小二乘法求出最佳佳回归直线的方程程式。假设p-s曲线的直线段可以以用下式来表示：：s’——修正后的沉降数据据。1载荷试验对于圆滑型或不规规则型的p-s曲线（即不具有明明显的直线段和拐拐点），可假设其其为抛物线或高阶阶多项式表示的曲曲线，通过曲线拟拟合求得常数项，，即so，然后按对对原始数据据进行修正。慢速法的试验资料料整理绘制p-s曲线p-s曲线的修正绘制s-lgt曲线和1gp-lgs曲线确定比例界限压力力（p0）确定极限界限压力力（pu）1载荷试验比例界限压力可可用p-s曲线或1gp-lgs曲线（直线段不不明显时）中的的第一个拐点确确定。1载荷试验慢速法的试验资资料整理绘制p-s曲线p-s曲线的修正绘制s-lgt曲线绘制1gp-lgs曲线确定比例界限压压力（p0）确定极限界限压压力（pu）1载荷试验确定极限界限压压力的方法有：（1）当试验荷载加加荷至破坏荷载载时，取破坏荷荷载的前一级荷荷载为极限界限限压力；（2）用p-s、1gp-lgs、p-△s/△p等曲线的第二个个拐点；（3）当试验荷载未未加荷至破坏荷荷载时，可用外插作图法确定。1载荷试验1载荷试验快速法的资料整整理（1）假设s与ln(t+1)为直线关系，即即sn=αn+βnln(tn+1)式中sn－－第n级荷载下外推的的稳定沉降量（（mm）；tn－－第n级荷载下外推的的稳定沉降时间间（h）；αn、βn－－分别为第n级荷载下s－ln(t+1)直线的截距与斜斜率。根据第n级荷载下2h内的s-t观测值，按下式式计算αn、βn值：式中si－－第n级荷载下第i次沉降观测值中中扣除了s0后的沉降量（mm）；ti－－第n级荷载下第i次沉降观测值中中扣除了s0后的沉降观测时时间（h）。1载荷试验（2）由下式计算沉沉降速率达到相相对稳定标准的的时间tw及沉降量sw，当tw不是30min的倍数时，可将将其增大为30min的倍数。sw=αn+βnln(ti+1)利用上式进行计计算时，相对稳稳定标准为每小小时沉降量s小于0.1mm。（3）为了使快速法法的成果与常规规法取得一致，，必须从施加第第二级荷载开始始，从沉降观测测值中扣除其以以前各级沉降未未稳定而产生的的残余沉降的影影响。残余沉降降量的计算公式式为：式中－－－第n级荷载下第i次沉降观测值中中应扣除的残余余沉降量（mm）；m－－第n级荷载前的荷载载级数（m=1,2,……,n-1）;Δt－－沉降观测的的时间间隔（min）；N－－每级荷载下下的沉降观测次次数；n－－荷载级数。。（4）第n级荷载下第i次沉降观测值扣扣除后后为沉降修正正值sni：sni＝－－1载荷试验1.6浅层平板静力载载荷试验的试验验成果应用确定地基土的承承载力（1）比例界限压力力法（2）极限压力法当pu小于对应的p0荷载值的2倍时，取pu的一半作为fk。（3）相对沉降法，fk不应大于最大加加载量的一半。。确定地基土的承承载力时，同一一土层参加统计计的试验点数不不应小于3个，当各试验点点实测的承载力力的极差（即最最大值与最小值值之差）小于平平均值的30％时，取其平均均值作为该土层层的承载力特征征值。1载荷试验fk=p0fk=pu/K（K一般取2）fk=p0.01～0.015fk=p0或fk=pu/K或fk=p0.01～0.015确定地基土的变变形模量I0——刚性承压板的形形状系数；对于于圆形刚性板，，I0=0.785；对于方形承压板板，I0=0.886；μ——土的泊松比(碎石土取0.27,砂土0.30,粉土0.35,粉质粘土0.38,粘土0.42)。预估地基的最终终沉降量sj砂土地基：粘粘性性土地基：式中s——与建筑物基底压压力对应的承压压板沉降量；B——基础短边宽度；；b——承压板直径或宽宽度。1载荷试验估算地基土的不不排水抗剪强度度cu式中pu——极限压力（kPa）；γ——地基土的重度（（kN/m3）；h——试验深度（m）。Nc——计算系数，对方方形、圆形承压压板，无超载时时，Nc=6.15；承压板埋深大大于或等于4倍承压板直径或或宽度时，Nc=9.25；其他值用内插插法。另外，载荷试验验可以检验地基基处理效果，判判断黄土湿陷性性和湿陷起始压压力等。1载荷试验1.7螺旋板载荷试验验简介将一螺旋形承压压板旋入地下试试验深度，通过过传力杆对螺旋旋板施加荷载，，观测螺旋板的的沉降，以获得得荷载—沉降—时间关系，然后后根据理论公式式或经验关系式式获得地基土参参数的一种现场场测试技术。通通过螺旋板试验验可以确定地基基土的承载力、、变形模量、基基床系数和固结结系数等参数。。1载荷试验YDL型螺旋板载荷试验装置1—横梁；2—千斤顶；3—百分表及表座；4—基准梁；5—立柱；6—传力杆；7—力传感器；8—螺旋板；9—地锚

2.1概述静力触探试验—StaticConePenetrationTest(简称CPT)是通过一系列探探杆用准静力将将一个内部装有有传感器的触探探头匀速压入到到土中，同时测测记贯入过程中中探头所受到的的阻力，根据测测得的贯入阻力力大小来间接判判定土的物理力力学性质的现场场试验方法。1932年由荷兰人发明明，又称为荷兰兰锥（DutchCone）试验。既是一种原位测测试方法，又是是一种勘探手段段。2静力触探试验适用土层：适应于软土、一一般粘性土、粉粉土、砂类土和和含有少量碎石石的土层。优点：具有快速、准确确、省时、省力力、清洁、经济济等优点，而且且可连续获得地地层的强度和其其他方面的信息息，不受取样扰扰动等人为因素素的影响。这对对于地层变化较较大的复杂场地地以及不易取得得原状土样的饱饱和砂土、砂质质粉土和高灵敏敏性软土地层的的勘察，具有独独特的优越性。。缺点：不能直接识别土土层，对碎石类类土和密实的砂砂层难以贯入，，有时需钻探与与其配合才能完完成工程地质勘勘察任务。2静力触探试验2.2仪器设备2静力触探试验贯入装置探头量测仪表贯入装置液压式静力触探探机（总贯入力力10－20t）手摇链条式静力力触探机（总总贯入力2－3t）电动机械式静力力触探机（最大大4～5t，个别达10t）2静力触探试验WSY-15液压式静力触探探机2.2仪器设备2静力触探试验贯入装置探头量测仪表探头（地层阻力传感感器）单桥探头（ps）双桥探头（qc，fs）多用探头（孔压、波速、、旁压触探头，，还有能测温、、测斜、测地磁磁、土壤电阻或或pH值等的探头）2静力触探试验2静力触探试验顶柱密封圈应变片空心柱电缆橡皮管密封圈外套筒探头管单桥探头结构示示意图双桥探头结构示示意图1-锥尖；2-O型密封圈；3-电阻丝片；4-变形柱；5-摩擦筒；6-密封圈；7-加强筒；8-垫圈；9-密封圈；10-接头；11-支座；12-顶柱；13-胶垫；14-螺母2.2仪器设备2静力触探试验贯入装置探头量测仪表量测仪表电阻应变仪（数数字式）自动记录仪（电电子电位差）数据采集仪（微微电脑）2静力触探试验微电脑无绳静力触探试试验系统（GeoMil公司）无绳的静力触探探探头和记录系系统，包括静力力触探探头、麦麦克风、深度记记录装置、计算算机接口箱、笔笔记本电脑和打打印机。2静力触探试验探头数据探杆麦克风中控箱（声波信号转换成数字信号）电脑声波利用无线电波将将数据从探头传传送到地面无线电波从钻杆杆中的孔洞传播播数据容量大约是是基于无电缆声声波传输的1000倍还可以完成无电电缆的试验或或者传输安装在在探头上的摄像像头所拍摄的图图片2.3静力触探试验原原理探头的工作原理理主要采用电阻应应变式测试技术术，应用虎克定定律、电阻定律律和电桥原理。。其工作原理是地地层阻力变化→→空心柱变形→→电阻应变片变变形、电阻阻值值变化→电压变变化→量测仪表表放大、显示、、储存。2静力触探试验2.3静力触探试验原原理试验的贯入机理理对于qc和fs，都存在“临界界深度”的问题题。土的密实度愈大大、探头直径愈愈大，“临界深深度”也愈大，，一般fs的临界深度比qc的要小。破坏机理与探头头的几何形状、、土类和贯入深深度有关。当探头上端等径径（标准探头））时，在松砂中中贯入为刺入破破坏，探头阻力力取决于土的压压缩性；而在一一般土和较密实实的砂土中，小小于“临界深度度”时，以剪切切破坏为主，达达到“临界深度度”以后，由于于土的侧向约束束应力增大，土土中一般不会出出现整体剪切破破坏，探头下的的土体强烈压缩缩，有时甚至发发生土粒压碎，，并发生局部剪剪切。圆锥探头在贯入入时，在土周围围及底部土中会会形成一定的扰扰动区。在软粘土中土体体的扰动使强度度降低；在松砂砂中土体的扰动动使土被挤压密密实，强度反而而提高；在密实实砂中砂粒甚至至被压碎。2静力触探试验静力触探试验的的贯入机理是个个很复杂的问题题，且影响因素素较多。目前土力学还不不能完善地从理理论上解析圆锥锥探头与周围土土体间的接触应应力分布及相应应的土体变形问问题。已有的近近似理论分析分分为承载力理论论分析、孔穴扩扩张理论分析、、基于变形控制制的球穴扩张理理论和应变路径径法等。承载力理论分析析大多借助于单单桩承载力的半半经验分析，这这一理论把贯入入阻力视为探头头以下的土体受受圆锥头的贯入入产生整体剪切破坏，因此，承载力力理论分析适用用于临界深度以以上的贯入情形形。孔穴扩张理论分分析的基本假设设为：探头在均均质各向同性无无限土体中的贯贯入机理与圆球球及圆柱体孔穴穴扩张问题相似似，并将土看作作可压缩的塑性性体，球穴扩张张可作为第一近近似解。因此，，孔穴扩张理论论分析适用于压压缩性土层。迄今还没有一种种理论能圆满地地解释静力触探探的贯入机理。。在实际工程中中，常用一些经经验关系把贯入入阻力与土的物物理力学性质联联系起来，建立立经验公式；或或根据对贯入机机理的认识做定定性的分析，在在此基础上建立立半经验半理论论公式。2静力触探试验2.4试验技术要求①圆锥探头锥底底截面积应采用用10cm2或15cm2，单桥探头侧壁壁高度应分别采采用57mm或70mm，双桥探头侧壁壁面积应采用150～300cm2，锥尖锥角应为为60°；②探头应应匀速垂垂直压入入土中，，贯入速速率为1.2m/min；③探头测测力传感感器应连连同仪器器、电缆缆定期标标定，探探头标定定测力传传感器的的非线性性误差、、重复性性误差、、滞后误误差、温温度漂移移、归零零误差均均应小于于1％FS，现场试试验归零零误差应应小于3％，绝缘缘电阻不不小于500MΩ；④深度记记录的误误差不应应大于触触探深度度的±1％；⑤当贯入入深度达达到30m，或穿过过厚层软软土后再再贯入硬硬土层时时，应采采取措施施防止孔孔斜或断断杆，也也可配置置孔斜探探头，量量测触探探孔的偏偏斜角，，校正土土层界线线的深度度。2静力触探探试验2.5试验资料料整理2.5.1原始资料料的整理理电阻应变变仪的原原始资料料整理（1）初读数数修正应变量（（ε）=应变仪读读数（εˊ）－应应变仪初初读数（（ε0）ε0的变化主主要有温温度变化化引起，，每隔一一定深度度测记一一次ε0。（2）贯入阻阻力的计计算ps=kp·εpqc=kq·εqfs=kf·εfkp、kq、kf—分别为ps、qc、fs传感器的的标定系系数；εp、εq、εf—分别为ps、qc、fs传感器的的应变量量或输出出电压。。（3）摩阻比比的计算算摩阻比Rf是同深度度的fs与qc之比，以以百分数数表示：：2静力触探探试验自动记录录仪的原原始资料料整理（1）贯入深深度修正正当角机轮轮与触探探杆靠得得不紧，，轮上、、探杆上上有泥土土或角机机轮磨损损等原因因，造成成记录深深度（贯贯入长度度）与实实际深度度有出入入时，应应将深度度误差沿沿深度进进行线性性修正。。（2）零漂修修正当零漂变变化不大大时，按按归零检检查的深深度间隔隔按线性性内插法法对测试试值加以以修正。。（3）曲线形形状修正正对于非连连续贯入入触探仪仪，往往往发现每每一行程程结束和和新的行行程开始始时（贯贯入间歇歇），曲曲线形状状出现台台阶状或或喇叭口口状。修修正时，，一般以以贯入间间歇之前前的曲线线位置为为准，顺顺应曲线线变化趋趋势，将将曲线圆圆滑地连连接起来来。2静力触探探试验2.5.2绘制与分分层绘制静力力触探曲曲线（ps-h、qc-h、fs-h、Rf-h），然后后结合勘勘探资料料或地区区资料，，对地基基土层进进行分层层和连线线。绘制曲线线：h方向比例例尺为1：100或1：200；ps或qc用1cm代表0.5、1、2Mpa；fs用1cm代表5、10、20kpa；Rf用1cm代表1%或2%。分层方法法：用静力触触探试验验分层是是一种力力学分层层方法，，分层应应先考虑虑静探曲曲线形态态的变化化趋势，，以qc为主，，结合合Rf和地区区经验验进行行分层层。分层界界线：：触探头头从一一土层层进入入另一一土层层时，，曲线线会出出现一一过渡渡段，，即存存在““超前前”和和“滞滞后””问题题。如如过渡渡段的的土层层厚度度不大大（10-30cm），分分层界界线可可选在在过渡渡段的的中点点；如如过渡渡段土土层较较厚，，由软软变硬硬时将将界线线放在在过渡渡段的的中下下方，，由硬硬变软软时则则将界界线放放在中中上方方，或或将过过渡段段单独独分层层。计算单单孔分分层贯贯入指指标：：对一般般地层层，单单孔分分层平平均贯贯入阻阻力可可用算术平平均法法或面面积法法计算。。计算算时，，变层层附近近过渡渡段及及较薄薄的贯贯入阻阻力峰峰谷值值等不不予考考虑。。2静力触触探试试验2.5.3确定场场地触触探指指标场地勘勘察时时，应应给出出场地地每一土土层的触探探指标标，并并以此此进行行地基基评价价。场场地触触探指指标的的选择择要考考虑勘勘察阶阶段、、场地地复杂杂程度度、工工程重重要性性和指指标分分散程程度等等。在祥勘勘阶段段，对对土质质比较较均匀匀，指指标分分散性性较小小或一一般建建筑物物，可可用加加权平平均值值作为为场地地触探探指标标。如如统计计比贯贯入阻阻力，，则－－场场地分分层土土的平平均比比贯入入阻力力；n－－参参与统统计的的静探探孔数数；j－－场场地土土的分分层号号；psij－－第第i孔第j层土的的比贯贯入阻阻力；；hij－－第第i孔第j层土的的厚度度。在祥勘勘阶段段，对对土质质不均均匀，，指标标分散散性较较大或或重要要建筑筑物，，一般般采用用最小小平均均值作作为场场地触触探指指标：：－－场场地分分层土土的比比贯入入阻力力最小小平均均值；；psmin－－场场地参参与统统计静静探孔孔中最最小的的分层层贯入入阻力力。2静力触触探试试验2.6影响因因素贯入速速率一般情情况下下，贯贯入阻阻力随随贯入入速率率的增增加而而增大大，但但在一一定速速率范范围之之内这这种影影响较较小，，标准准贯入入速率率为1.2m/min，允许许变化化范围围在±25%之内。。探头结结构型型式与与尺寸寸主要是是单、、双桥桥探头头的结结构及及双桥桥探头头的几几何形形状和和尺寸寸不同同，影影响贯贯入阻阻力值值。对对于双双桥探探头，，侧壁壁摩擦擦筒长长度增增大，，qc增大，，fs减小；；摩擦擦筒与与探杆杆外径径小于于探头头底面面直径径时，，测得得的qc偏小。。随着探探头底底面积积的增增加，，贯入入阻力力减小小，但但引起起的尺尺寸效效应不不是很很大。。临界深深度开始贯贯入时时，qc和fs随深度度增加加而增增加，，到一一定深深度后后，qc和fs均达到到极限限值，，不再再增加加或增增加不不明显显，该该深度度即为为临界深深度。临界界深度度随土土的密密实度度和探探头直直径的的增大大而增增大。。一般般情况况下，，fs的临界界深度度比qc的要小小。2静力触触探试试验孔隙水水压力力饱和土土体中中，探探头在在贯入入时会会引起起土体体中孔孔隙水水压力力的变变化，，超孔孔压的的产生生对土土强度度和静静探试试验指指标是是有影影响的的，其其影响响程度度因土土的排排水条条件和和贯入入速率率而异异。一一般认认为，，贯入入速率率20mm/s还不是是完全全不排排水条条件；；5mm/s的贯入入速率率相当当于排排水条条件；；50mm/s的贯入入速率率相当当于不不排水水条件件。温度的的影响响静力触触探所所用的的传感感器多多属电电阻应应变式式的，，温度度的变变化会会产生生电阻阻值的的变化化，进进而产产生零零位漂漂移。。产生生温度度变化化的原原因有有：（（1）标定时的的温度与地地温的差异异；（2）量测时应应变片通电电时间过长长，会产生生电阻热；；（3）贯入过程程中与土（（特别是砂砂）摩擦产产生的热；；（4）传感器反反复变形产产生的应力力热。探孔（探头头）的偏斜斜探孔或探头头的偏斜会会对试验结结果造成两两方面的影影响：一是是贯入