地基基础检测 技术 Theoretical knowledge of shallow plate load tests for foundation testing technology I-浅层 平板载荷试验理论知识39课件讲解

地基基础检测技术浅层平板载荷试验理论知识(一)

Theoreticalknowledgeofshallowplateloadtestsforfoundationtestingtechnology(I)观测承压板沉降

Observationofsettlementofbearingplate竖向荷载

Verticalload平板荷载试验

Plateloadtest承压板

Bearingplate测定岩土体承载力

Determinationofbearingcapacityofrockandsoilmass测定岩土体变形特性

Determinationofdeformationcharacteristicsofrockandsoilmass土体原位

Soilmassin-situ地基变形

Grounddeformation土层含水率

Moisturecontentofthesoillayer荷载大小

Loadsize土层结构

Soillayerstructure土层性质

Soillayerproperties一般规定

Generalprovisions01一般规定

Generalprovisions0101一般规定

Generalprovisions浅层平板载荷试验载荷架示例

Exampleofloadframeforshallowplateloadtest在弹性半空间表面上作用一个竖向集中力

Averticalconcentratedforceactingonthesurfaceofanelastichalf-space半空间内任意处所引起的立移和应力

Verticaldisplacementandstresscausedanywhereinthehalf-space一个弹性力学的解

AsolutionforelasticityMechanics在面荷载作用下的地基土的沉降与荷载的关系

Relationshipbetweensettlementandloadoffoundationsoilundersurfaceload承载力和变形参数

Bearingcapacityanddeformationparameters堆重-千斤顶式

Piledweight-jacktype地锚-千斤顶式

Groundanchor-jacktype一般规定

Generalprovisions承压板的面积：不应小于0.25m2，对于软土不应小于0.5m2。

Areaofbearingplate:shallnotbelessthan0.25m2and0.5m2forsoftsoil.形式一

TypeI承压板应有足够强度和刚度。

Thebearingplateshallbeofsufficientstrengthandstiffness.确定浅部地基土层的承压板下应力主要影响范围内的承载力和变形参数。

Determinethebearingcapacityanddeformationparameterswithinthemaininfluenceofthestressunderthebearingplateoftheshallowfoundationsoillayer.一般规定

Generalprovisions承压板下应力主要影响范围指大约2.0倍承压板直径(或边宽)的深度范围。

Themaininfluencerangeofstressunderthebearingplatereferstothedepthrangeofabout2.0timesthediameter(orsidewidth)ofthebearingplate.天然土地基

Naturalsoilfoundation美国材料与试验协会标(ASTM)D1194

AmericanSocietyforTestingandMaterialStandard(ASTM)D1194一般规定

Generalprovisions地基变形计算深度

Calculateddepthoffoundationdeformation地基变形计算深度取值略小于2.5倍的基础宽度。

Thecalculateddepthoffoundationdeformationisslightlylessthan2.5timesthefoundationwidth.Zn=b(2.5-0.4lnb)基础宽度

Foundationwidth一般规定

Generalprovisions系指条形基础底面下深度为3倍基础底面宽度,独立基础下为1.5倍基础底面宽度，且厚度均不小于5m的范围。

Itreferstotherangewherethedepthunderthestripfoundationbottomis3timesthewidthofthefoundationbottom,and1.5timesthewidthofthefoundationbottomundertheindependentfoundation,andthethicknessisnotlessthan5m.地基主要受力层

Mainstressedlayerofthefoundation一般规定

Generalprovisions承压板下应力主要影响范围

Maininfluencerangeofstressunderthebearingplate均质地基

Homogeneousfoundation分层地基

Layeredfoundation粉质黏土

Siltyclay粉土

Silt粉质黏土

Siltyclay粉土

Silt一般规定

Generalprovisions载荷试验较早用于岩土工程勘察，系确定各层土地基承载力的原位测试手段之一。

Loadtestwasusedearlierforgeotechnicalengineeringinvestigations,whichisoneofthein-situtestmethodstodeterminethebearingcapacityofeachlayerofsoilfoundation.注

意

Attention因此,在选承压板时一般尺寸不大。

Therefore,thesizeofthebearingplateisgenerallynotlarge.(0.25m2或0.5m2)

(0.25m2or0.5m2)一般规定

Generalprovisions承压板的面积有限

Limitedareaofbearingplate注

意

Attention压力的影响深度有限【约为(1.5～2)b】

Limiteddepthofinfluenceofpressure[about(1.5~2)b]不能反映压缩层土的压缩性质

Failuretoreflectthecompressionpropertiesofcompressedlayerofsoil在研究地基的压缩性(确定土的承载力)时,应采取分析的态度;

Whenstudyingthecompressibilityofthefoundation(determiningthebearingcapacityofthesoil),ananalyticalattitudeshallbeadopted;必要时应在地基主要压缩层范围内的不同深度上进行载荷试验或采用适宜的较大尺寸的承压板。

Ifnecessary,loadtestsshallbecarriedoutatdifferentdepthswithinthemaincompressionlayerofthefoundationorsuitablebearingplatesoflargerdimensionsshallbeused.一般规定

Generalprovisions试坑标高应与地基设计标高一致。当设计有要求时,承压板应设置于设计要求的受检土层上。

Theelevationofthetestpitshallbeconsistentwiththedesignelevationofthefoundation.Whenrequiredbythedesign,thebearingplateshallbesetonthetestedsoillayerrequiredbythedesign.应保持试验土层的原状结构和天然湿度。

Theundisturbedstructureandnaturalhumidityofthetestsoillayershallbemaintained.试验基坑宽度不应小于承压板宽度或直径的三倍。宜在拟试压表面用粗砂或中砂层找平，其厚度不应超过20mm。

Thewidthofthetestfoundationpitshallnotbelessthanthreetimesthewidthordiameterofthebearingplate.Thesurfacetobetestedshallbeleveledwithcoarsesandormediumsandlayer,anditsthicknessshallnotexceed20mm.规定2

Regulation2一般规定

Generalprovisions试验基坑宽度不应小于承压板宽度或直径的三倍，其目的何在?

Thewidthofthetestfoundationpitshallnotbelessthanthreetimesthewidthordiameterofthebearingplate.Whatisitspurpose?以尽量保持半无限体的受力状态，保持无边土的侧向约束。

Soastomaintainthestressstateofsemi-infinitebodyasfaraspossibleandmaintainthelateralrestraintofboundlesssoil.一般规定

Generalprovisions保持试验土层的原状结构和天然湿度的目的分别是什么?

Whatisthepurposeofmaintainingtheundisturbedstructureandnaturalhumidityofthetestsoillayersrespectively?一般规定

Generalprovisions竖向荷载

Verticalload避免扰动，受扰动的土层承载力会大大降低

Avoiddisturbance,thebearingcapacityofthedisturbedsoillayerwillbegreatlyreduced竖向荷载

Verticalload土的抗剪强度和受剪时土中孔隙水消散有关(尤其对于含水量较大的土层)

Theshearstrengthofsoilisrelatedtothedissipationofporewaterinthesoilduringshear(especiallyforsoillayerswithhighwatercontent)一般规定

Generalprovisions土的剪切变形引起土体积变化

Thesheardeformationofsoilcausesthechangeofsoilvolume体积膨胀时(剪胀)

Volumeexpansion(shearexpansion)体积缩小时(剪缩)

Volumereduction(shearshrinkage)向外排水

Outwarddrainage向内吸水

Inwardwaterabsorption产生负的孔隙水应力

Producenegativeporewaterstress产生正的孔隙水应力

Producepositiveporewaterstress改变了剪切面上的有效应力和抗剪强度

Changestheeffectivestressandshearstrengthontheshearplane一般规定

Generalprovisions有效应力法在理论上比较严格,

Theeffectivestressmethodistheoreticallystrict,还能够检验土体处于部分固结情况下的稳定性。

Thestabilityofthesoilmassunderpartialconsolidationcanalsobetested.剪切面上的有效应力

Effectivestressontheshearplane法向应力与有效应力之间应有下列关系:

Therelationshipbetweennormalstressandeffectivestressisasfollows:剪切面上的孔隙水应力

Porewaterstressontheshearplaneσ’=σ-μ剪切面上的法向应力(即总应力)

Normalstressonthe