《全流触探仪测试规程》

ICS号

中国标准文献分类号

团体标准

T/CHTSXXXXX-XXXX

代替的团体标准编号

全流触探仪测试规程

Standardforfull-flowpenetrationtest

xxxx-xx-xx发布xxxx-xx-xx实施

中国公路学会发布

1

1总则

1.0.1为提高软土勘查技术水平，满足全流触探技术应用需要，制定本规程。

条文说明

在岩土工程勘察中，全流触探仪适用于软土/超软土的力学特性勘察测量，与传统静力

触探（CPT）试验相比，具有以下技术优势：（1）全流触探仪探头和探杆间截面积相差较

大（探杆截面积As与探头截面积Ap之比一般为0.1），测量精度相对较高；（2）很大程度

上规避了试验中上覆应力对试验结果的影响；（3）基于土体全流机理，探头实测贯入阻力

受土体刚度和应力各向异性的影响相对较小；（4）具有明确的理论解，能够解释探头周围

土体的破坏机理；（5）通过多次循环贯入和拔出试验，可以获得土体的重塑强度和灵敏度。

基于循环阻力衰减规律，还可以获得原状及重塑土体强度。

1.0.2本标准适用于江河湖海等水底饱和软土、黏性土及沿海滩涂超软土的全流触探测

试。

条文说明

全流触探仪目前主要应用于饱和软黏土和黏质粉土的不排水抗剪强度的测量。参考规范

《Petroleumandnaturalgasindustries-Specificrequirementsforoffshorestructures》(ISO

19901-8:2014)，建议全流触探试验的土体强度测量值不大于50kPa。

1.0.3全流触探试验应用于缺乏地区经验的复杂地层时，应与传统静力触探试验和原位

取样室内试验等其他岩土工程勘察方法配合使用。

条文说明

岩土体具有区域性和变异性的特点。现有设计和计算方法主要基于钻探取样获得室内土

工试验参数进行，故将全流触探试验应用于工程设计时，需积累经验，或者与其他（如静力

触探试验和十字板剪切试验）试验方法配合使用。

1.0.4全流触探试验除应符合本规程外，尚应符合有关法律、法规及国家现行有关标准、

规范的规定。

7

2术语和符号

2.1术语

2.1.1全流触探试验full-flowpenetrationtest

一种以完全回流机制为测量机理的土体原位测试技术，测试时将一定规格的全流触探探

头以规定的速度贯入土层中，同时测量贯入过程中探头受到的端部阻力。

2.1.2全流触探仪full-flowpenetrometer

以完全绕流机制为测量机理，能够将一定规格的触探仪探头（典型代表为T-bar和Ball）

匀速地垂直压入土层，按其受到的阻力的大小测定土层力学性能的土工试验仪器。

2.1.3探杆penetrationrod

与探头相连接的刚性金属圆柱杆。

2.1.4量测仪器measuringandrecordinginstrument

进行数据记录并存储贯入阻力等参数的测量装置。

2.1.5触探主机mainframeofpenetrometer

以恒定速率来推进触探仪探头，使之贯入土层的加荷装置。

2.1.6反力装置reversedforcedevice

能承受与触探主机相匹配的反力的装置。

2.1.7探头有效面积比probearearatio

触探仪探杆横截面积与探头竖直投影面积之比。

2.2符号

2

Ab——全流触探仪探头浸入土体的有效面积（m）；

2

As——全流触探仪探杆的横截面积（m）；

2

Ap——全流触探仪探头的竖向投影面积（m）；

a——全流触探仪探头的竖向投影面积（m2）；

8

D——测压元件面积比（m）；

FS——在额定荷载下，探头及仪表的满量程输出值；

K——标定系数；

L——全流触探仪探头的长度（m）；

l——贯入长度（m）；

Lc——电缆长度（m）；

Li——每节探杆长度（m）；

m——荷载分级数；

n——灵敏度计算系数；

N——探杆根数；

Nc——承载力系数；

Nc,Ball——Ball的承载力系数；

Nc,T-bar——T-bar的承载力系数；

Nrem——重塑承载力系数

Nrem,Ball——Ball的重塑承载力系数；

Nrem,T-bar——T-bar的重塑承载力系数；

pi——第i级荷载值（kN）；

Qm——测力传感器测得的贯入力（kN）；

qnet-Ball——球形全流触探仪的净贯入阻力（kPa）；

qnet-Tbar——T形全流触探仪的净贯入阻力（kPa）；

qin——初始净贯入阻力(土体未受到扰动条件下的净贯入阻力)（kPa）；

qext——初始净抽提阻力（kPa）

qm——探头实测贯入阻力（kPa）；

qrem——土体完全重塑条件下的贯入阻力（kPa）；

9

Ra——全流触探仪探头表面粗糙度（μm）；

Rh——探杆的倾斜修正系数；

su0——原状土体的不排水抗剪强度（kPa）；

sur——土体的重塑不排水抗剪强度（kPa）；

St——土体灵敏度；

u0——静孔隙水压力（kPa）；

卸荷归零时仪表的平均不归零值；

x0——

最佳直线上对应第级荷载的仪表输出值；

xi——i

第级荷载下传感器的平均输出值；

xi——i

加荷至第级荷载时传感器的平均输出值；

xi——i

-卸荷至第级荷载时传感器的平均输出值；

xi——i

x——仪表的最小分度值；

重复加荷（或卸荷）至第级荷载时仪表输出值的极差；

xi——i

某深度的测试值；

xd——d

以测试零点为基准的某深度的测试值；

xd——d

测试零点的测试值；

xd——

起始感量；

Y0——

Z——贯入垂直深度（m）；

α——全流触探仪与土体间的界面摩擦系数；

α1——单轴倾斜仪触探杆轴向与铅垂线的夹角（°）；

α2，β——双轴倾斜仪触探杆在相互垂直的两个方向上的偏斜角（°）；

重复性误差；

r——

滞后误差；

h——

归零误差；

0——

10

v0——总的竖向上覆土应力（kPa）；

11

3基本规定

3.0.1全流触探测试系统应包括触探仪探头、测试载体、贯入系统、回收系统和量测系

统。

3.0.2全流触探仪的贯入系统应根据场地条件和测试要求，选用相应的探测方式，包括

海床式、固定式、井下式和浮动式。

3.0.3试验所采用的仪器设备应符合国家标准的合格产品，不得使用未经标定或超出标

定期限的探头。

12

4仪器设备

4.1一般规定

4.1.1全流触探测试系统应包括触探仪探头、测试载体、贯入系统、回收系统和量测系

统。

4.1.2全流触探测试载体与贯入系统可根据场地条件和测试要求选择海床式、固定式、

井下式或浮动式触探测试方式。

4.1.3全流触探测试载体，应满足以下要求：

1能安全承载整套贯入系统、量测系统及测试人员，并可持续至测试结束；

2配置能吊装和回收贯入系统的专门设备。

条文说明

全流触探测试场地与常规陆地测试不同，多为水上场地，因此需要特殊载体将设备运抵

测试地点，并能在测试过程中在测试地点停驻，承载测试系统及操作人员开展试验；在试验

完成后可将设备回收，并将测试设备及人员运回指定场所。目前我国全流触探试验多采用大

型船舶、自升式平台等作为载体开展测试工作。

4.1.4全流触探贯入系统应满足下列要求：

1贯入系统满足作业的水深要求；

2贯入力满足触探设计深度的需要；

3额定起拔力不小于额定贯入力；

4贯入和起拔时，施力作用线垂直于机座基准面，垂直度公差不大于0.5°；

5反力装置提供的反力不小于额定贯入力，且能限制贯入系统移动；

6测试探杆强度满足贯入深度的受力要求，且探杆直径自探头锥底起算的400mm长

度范围内不大于探头直径；

7探头贯入应匀速，贯入速率应为（1.2±0.3）m/min。

条文说明

影响贯入深度的因素很多，有地层情况、探头尺寸，是否配置套管等。规定贯入系统的

额定起拔力不小于额定贯入力是为了保证测试结束后顺利起拔探杆。

13

规定测试过程中施力作用线与机座基准面的垂直度是为了控制测试过程中探杆与施力

作用线的垂直偏差，以减小探杆的弯曲和探头的倾斜。

4.1.5全流触探量测系统应包括数据采集仪、探头和信号传输电缆，探头的使用和标定

应满足下列要求：

1全流触探探头具有测试贯入阻力和探头倾角的功能；

2探头的标定有效期不超过180天；当探头使用期间出现测试数据异常时，应及时重

新标定。

4.1.6测力传感器应安装于探头内部或紧邻探头的正上方。

4.1.7探头与探杆之间的连接应加装密封装置，安装探头时应将橡胶密封圈压紧。

4.1.8探头在实验中出现磨损、凹陷、变形或刻痕等情况时应进行及时更换。

4.2探头类型及规格

4.2.1典型T形（T-bar）和球形（Ball）探头，规格应符合表4.2.1的规定，结构示意

图如图4.2.1所示；

表4.2.1常用全流触探仪探头规格

探头类型推荐尺寸（mm）探杆直径

直径（D）：40mm；

T形（T-bar）≤D

长度（L）：250mm

球形（Ball）直径（D）：113mm≤As/7

≤40≤42.7

=40

D

L=250D=113

（a）T形（T-bar）（b）球形（Ball）

图4.2.1典型全流触探仪探头结构示意图

14

4.2.2探头表面粗糙度（Ra）应控制在0.4μm±0.25μm；

4.2.3T-bar探头长径比（L/D）不应小于5.0，且探头直径不小于探杆直径。

条文说明

海洋岩土工程勘察原位试验中T形探头（T-bar）尺寸一般为直径（D）40mm，长度（L）

为250mm：球形探头（Ball）的直径为56.4mm~113mm。针对室内模型试验或离心机试验，

T-bar最小直径可按5mm进行设定，但需保证长径比（L/D）不小于5。

2

Ap全流触探仪探头的竖向投影面积，即T-bar：Ap=LD；Ball：Ap=πD/4。探杆直径

建议值不大于Ap/7。

探头粗糙度（Ra）应经过喷砂工艺达到规定范围，以保证测试结果统一性。

4.3贯入系统

4.3.1海床式

1海床式全流触探测试方式的测试载体可采用满足作业条件的船舶。

条文说明

海床式全流触探测试方式一般用于水深3m~300m的水域，测试载体首先需要能满足在

作业水域内自由安全航行和定位的基本条件。当水深小于100m时一般采用锚固定位方式；

当水深大于100m时，一般采用动态定位方式。其次，测试载体上需要配置可以将海床贯入

设备起吊并放置至泥面的起吊系统，见图4.3.1-1，测试载体甲板面需要留有足够的空间放置

海床式设备的控制系统和动力系统。

15

图4.3.1-1海床式测试设备示意图

2海床式全流触探设备的吊装方式应根据水域和测试载体条件选择。

条文说明

海床式设备的起吊方式主要有三种，如图4.3.1-2所示，第一种是在船体侧面采用吊机起

吊；第二种是采用A型吊架在船尾起吊；第三种是采用钻井支架在船体中部的大型月池起吊。

需要根据水域和测试载体条件选取。

16

图4.3.1-2海床式全流触探设备起吊方式示意图：

(a)侧面吊机起吊方式；(b)主型吊架起吊方式；(c)钻井支架安装方式

3海床式贯入系统应满足贯入深度的要求。

条文说明

由于海床式全流触探测试方式是将贯入系统吊至泥面进行测试，其贯入反力由海床基座

自重提供，因此，要根据已有地质资料大致判断所需贯入系统的轻重类型。海床式贯入系统

类型根据自重一般分为轻型和重型两种，轻型设备重量一般为lt~2t，采用柔性探杆，贯人深

度5m~l5m；重型设备重量一般为5t~28t，采用刚性探杆，贯入深度一般为20m~60m，最

深可达80m。

4海床式全流触探设备应符合下列规定：

1）海底支架、配重及驱动系统应满足贯入深度的受力要求；

2）海床式设备应具有海底支架的倾斜和总贯入力的监测功能，并宜具有触底响应、

探头回收到位响应等监测功能；

3）测控设备应能控制和监测探杆贯入、停止和回收的过程。

条文说明

海床式全流触探设备的关键部分是海床机，主要包括海底支架、配重及驱动系统，驱动

系统有挤压轮式、链式传动式和液压缸传动式三种驱动方式。

4.3.2固定式

1固定式全流触探测试方式的测试载体宜采用自升式固定平台。

条文说明

固定式全流触探测试方式的贯入系统固定于载体平台，该平台采用液压系统能在海平面

以上一定范围内自由升降。固定式的贯入系统及操作方式与陆地全流触探测试方式类似。

2固定式全流触探测试方式可结合钻探引孔，满足贯入深度要求。

条文说明

固定式全流触探测试方式的适用水深一般小于30m；与海床式全流触探测试方式相比，

固定式能够通过钻机引孔，在贯入过程中遇到硬层的情况下可以通过钻探引孔实现多次贯入，

其贯入能力往往优于海床式。

3固定式全流触探测试方式宜由固定平台提供反力。

4.3.3井下式

17

1井下式全流触探测试方式的测试载体应采用配置月池且满足作业条件的船舶，并配

置具有波浪补偿功能的钻机设备。

条文说明

井下式全流触探测试方式结合了钻机引孔，引孔后可在钻井平台下继续全流触探测试

（图4.3.3）。井下式全流触探测试方式的优点是可与钻机配合工作，实现多次贯入，特别是

遇到含有大量砾石土或其他硬层时，一般通过钻机引孔，既保证测试深度又能保护探头不受

损坏。与其他方式相比，井下式全流触探测试方式具有更广的场地适用性。

图4.3.3井下式全流触探试验设备示意图

2井下式全流触探设备应满足下列要求：

1）配置可以辅助钻孔作业并可夹紧钻杆的海底基座；

2）配置集成动力与信号传输的脐带缆及推进缸；

3）能实现钻进和全流触探贯入装置的轴向定位；

4）能实现对全流触探贯入装置和海底基座的控制。

3井下式全流触探测试方式应能结合钻探引孔，满足贯入深度要求。

4井下式全流触探测试方式的钻杆及海底基座提供的反力应满足贯入反力的要求。

18

4.3.4浮动式

1浮动式全流触探测试方式的测试载体宜采用满足作业条件的船舶。

条文说明

浮动式全流触探测试方式的测试载体需要将测试设备运至测试位置，并配置起吊系统将

测试设备在测试位置安全组装，因此多采用大型驳船。

2浮动式全流触探测试方式应能提供足够的反力。

3浮动式全流触探测试方式可结合钻探引孔，满足贯入深度要求。

条文说明

浮动式全流触探测试方式在贯入过程中遇到硬层时，一般采用钻机引孔进行多次贯入测

试，如图4.3.4所示。

图4.3.4浮动式全流触探设备示意图

4.4量测系统

4.4.1球形和T形全流探头的技术性能指标

1在额定荷载以内，力传感器精度应符合表4.4.1-1的要求；

表4.4.1-1力传感器精度

误差类型精度要求

19

非线性误差≤1.0%FS

重复性误差≤1.0%FS

滞后误差≤1.0%FS

归零误差≤1.0%FS

条文说明

探头的关键部件是传感器。非线性误差是影响探头测试精度的主要因素之一。我国规定

探头的非线性误差小于满量程的l%，否则为不合格探头。非线性误差的大小主要与传感器

空心柱的材质有关。有些探头加荷时与卸荷时的非线性误差有较大区别，因此，探头的非线

性误差要在加荷与卸荷两种情况下进行检验，都需要满足非线性误差的要求。探头的重复性

误差及归零误差均影响探头的测试精度，其误差大小主要与传感器空心柱的材质、应变片及

贴片质量的好坏等有关。这两种误差均需要小于满量程的1%，在检验时排除仪器本身的误

差影响，一般是用线性好、归零及重复性误差小的探头先校核仪器，确认仪器正常后再去检

验探头归零误差及重复性误差的大小。

2探头绝缘电阻应符合表4.4.1-2的规定；

表4.4.1-2探头绝缘电阻

绝缘电阻性能指标

出厂时的绝缘电阻≥200MΩ

现场测试时的绝缘电阻≥50MΩ

2MPa水压下6h后的绝缘电阻≥200MΩ

条文说明

探头的绝缘度是指应变片电阻丝及外接引线与探头金属件之间的绝缘电阻。探头出厂时

的绝缘电阻需要大于200MΩ，探头使用后绝缘电阻衰减是允许的，但不能低于50MΩ，绝缘

电阻的主要影响因素是探头的密封质量，密封效果不好，会使探头内部传感器受潮，从而降

低其绝缘电阻；其次是受贴片胶、贴片、外接引线等质量的影响，如贴片胶本身质量差、贴

片时胶层太薄、引线本身绝缘不好等。

3传感器温度敏感性能应符合表4.4.1-3的规定。

表4.4.1-3传感器温度敏感性能

测试参数性能指标

贯入阻力≤0.05%FS/℃

4.4.2球形和T形全流探头应贮存在配备防潮、防震的专用探头箱（盒）内，且应放

置于干燥、阴凉场所。

20

条文说明

探头是灵敏性测量部件，其传感器会受到外部环境的影响。因此探头需要储存在具防潮、

防振功能的专用探头箱（盒）中，并存放于干燥、阴凉处。

4.4.3电缆的绝缘性、防水性、防冻性等性能要求：

1探头信号传输应采用多芯屏蔽电缆；

2工作温度20℃时的电缆绝缘电阻率不应小于20MΩ/km；

3电缆的长期允许工作温度应为-20℃~+60℃。

条文说明

全流触探测试过程中，电缆线因暴露在阳光下，其长期工作的温度要高于测试环境温度。

基于大量工程收集的温度数据，本条建议将电缆线长期工作温度定为-20℃~+60℃。

4.4.4深度计的性能要求：

1深度计量程应满足贯入装置的工作方式与行程要求；

2深度计精度应满足1.0%FS；

3深度计应能修正液压缸回程、夹具打滑等引起的探杆位移；

4深度计应具备调零复位功能。

21

5探头标定

5.1一般规定

5.1.1量测荷载的测力计精度应得到充分保证，量程应与探头的额定荷载匹配。

5.1.2压力作用线应与探头中心线重合。

5.1.3探头的标定有效期不超过180天，探头使用期间数据出现异常时应进行重新标定。

标定探头的测力计应每年进行检验标定。

5.1.4量测荷载的测力计精度应得到充分保证，量程应与探头的额定荷载匹配。

5.1.5试验不得使用未经标定合格或超出标定期限的探头。

5.1.6测力计标定的应力与应变关系呈直线，并通过坐标原点，线性误差应不大于满量

程输出值的1%。

5.2标定方法

5.2.1标定前，与探头和电缆相连接的测量仪表应调零。

5.2.2探头标定时，应连同配套使用的仪器、电缆一同标定。

5.2.3应根据探头和压力传感器额定荷载确定标定时的最大加载量。标定前应进行满负

荷加卸载不少于3次，且待触探仪测量读数归零后，方允许标定。

5.2.4对于新探头，可多次预加荷到额定最大荷载，以减小传感器原件的残余应力。

5.2.5探头应分级加载和卸载，分级荷载宜为探头满载值的1/10；加载和卸载达到满量

程时，应始终保持标定设备稳定。

5.2.6在各级标定荷载下，待读数稳定后记录相应传感器数值；每次标定的加卸载循环

次数不应少于3次，并应记录逐级加卸载时传感器的应变或者电量输出值。

5.2.7探头标定环境温度与工作时的温差不宜大于20°C。

5.2.8探头温度漂移检验，应将探头放入烘箱内，烘箱起始温度宜为25°C，以5°C

为温度增量，逐级加热至45°C，并在各级温度下稳定24h；传感器的温度漂移值每10°C

不应大于额定荷载下仪表量程输出值的0.5%。

条文说明

22

全流触探试验所用的各种传感器大多是电阻应变式的，因此温度的变化会产生电阻值的

变化，进而产生零点漂移。导致温度变化的原因，一是标定时的环境温度与地下温度的差异，

二是量测时应变片通电发热，三是贯入过程中与土摩擦发热，因此，可采用温度补偿应变片

来补偿温度变化对应变量测的影响。好的温度补偿可将零点漂移限制在满量程的0.05％以内，

并可在标定时定出温度对读数的影响系数，在贯入试验时进行温度修正；操作中，也可在正

式试验前将探头在地下1m处放置30min，使探头温度与地下温度平衡，再调节仪器的初始零

点。现在国外很多探头中安装测温仪，以此来消除温度的影响。针对温度异常测试，比如环

境温度高于45°C或者低于零下10°C，要求厂家提供探头得温度漂移曲线。

5.3标定探头结果

5.3.1探头标定后，应按下列步骤计算标定系数

1应分别计算同级荷载下，各次加载、卸载的平均输出值；

2应根据各级荷载下计算的平均输出值，点绘荷载（p）与输出值（x）的关系曲线；

3探头的标定系数，可按下列公式计算：

n

xipi

i1（）

Kn5.3.1-1

2

Axi

i1

xixixi/2

（5.3.1-2）

式中：——标定系数；

�

——第i级荷载下仪表的平均输出值；

��

——第i级荷载值,kN；

��

——探头的工作面积,cm2；

�

——加荷至第i级荷载时仪表的平均输出值；

+

��

——卸荷至第i级荷载时仪表的平均输出值。

−

�

5.3.2探头各项检测误差计算，应符合下列规定�

1应将经过原点的符合公式（5.3.1-1）的直线定为最佳直线；

23

2探头的检测误差应采用极差值，探头标定曲线如图5.3.2，其误差以满量程输出值

的百分数表示；

图5.3.2探头标定曲线及其误差

3探头的非线性误差可按下列公式计算：

xixi

max100%（5.3.2-1）

1FS

式中：非线性误差；

1——

加荷或卸荷至第级荷载时仪表的平均输出值；

xi——i

最佳直线上对应第级荷载的仪表输出值；

xi——i

FS——在额定荷载下仪表的满量程输出值；

4探头的重复性误差可按下列公式计算：

x

imax

r100%

FS（5.3.2-2）

式中：重复性误差；

r——

重复加荷（或卸荷）至第级荷载时仪表输出值的极差；

xi——i

最佳直线上对应第级荷载的仪表输出值；

xi——i

FS——在额定荷载下仪表的满量程输出值；

24

5探头的滞后误差可按下列公式计算：

xx

iimax

h100%

FS（5.3.2-3）

式中：滞后误差；

h——

加荷第级荷载时仪表的平均输出值；

xi——i

卸荷第级荷载时仪表的平均输出值；

xi——i

FS——在额定荷载下仪表的满量程输出值；

6探头的归零误差可按下列公式计算：

x0

0100%

FS（5.3.2-4）

式中：滞后误差；

0——

卸荷归零时仪表的平均不归零值；

x0——

FS——在额定荷载下仪表的满量程输出值；

5.3.3探头的起始感量应按下式计算：

YKx

0（5.3.3）

式中：起始感量；

Y0——

K——探头的标定系数，按本规程公式（5.3.1-1）计算；

x——仪表的最小分度值；

条文说明

全流触探试验结果是确定基地承载力等计算参数的重要依据之一，应结合需要绘制各种

形式曲线和图表，展现土体力学特性随深度的变化规律，便于工程技术人员使用。

25

6现场测试

6.1一般规定

6.1.1触探试验方式应根据水深、风、浪、流、泥面等作业条件和测试技术要求合理选

择。

条文说明

全流触探测试方式与场地适应条件见表6.l.1。

表6.1.1全流触探测试方式与场地适应条件一览表

测试方法载体适用水深（m）贯入能力与方式

海床式大型驳船3~300一次性连续贯入,无法穿透厚层密

实砂层

固定式自升式平台0~30可多次贯入,可配合钻机引孔

井下式大型驳船3~300可多次贯入,可配合钻机引孔

浮动式大型驳船0~30可多次贯入,可配合钻机引孔

6.1.2触探试验的测试点位、高程和深度应满足设计要求，并应符合《水运工程岩土勘

察规范》（JTS133）的有关规定。

6.1.3触探试验现场作业安全应符合现行国家标准《岩土工程勘察安全标准》

（GB/T50585）的相关规定。

6.1.4现场试验前，应收集下列资料：

1测试作业区地形情况；

2测试作业区相关地质、水文和气候资料；

3测试作业区及附近水下通信、输电、输油和沉船等障碍物分布情况。

6.1.3测试电缆长度可按下式进行估算：

LN(L0.15)7

ci（6.1.3）

式中：Lc——电缆长度（m）；

26

N——探杆根数；

Li——每节探杆长度（m）。

6.1.4触探试验过程中应保证探杆不出现打滑现象。

6.2测试准备

6.2.1现场测试前，应根据工程需求、作业条件、作业环境等因素，确定测试使用的系

统类型和探头类型

6.2.2试验前，确认贯入系统、采集系统、量测系统之间连接正常，数据通讯正常；探

头、传感器工作正常。

6.2.3贯入系统的安装与就位应符合下列规定：

1海床式贯入系统应满足下列要求：

1）贯入系统置于海底面后倾斜角度大于15°，应将贯入系统起吊后重新调整位置，

直至倾斜角度小于15°；

2）贯入时，应考虑因贯入系统倾斜导致的反力损失；

3）海床触底传感器提示设备到达海底后，方可进行测试。

2井下式贯入系统应满足下列要求：

1）钻孔至目标层位，且充分洗孔后，采用海底钳夹紧钻杆，避免钻杆大幅晃动；

2）贯入系统下放前，应回水至推杆完全回收，检查探头及相关附件通讯正常；

3）提升贯入系统，缓慢放入钻杆后，保持平稳速度下放至孔底，钻杆下放时应记录

下缆长度，并与水深和孔深对应，到达底部后开启脐带缆绞车恒张力，缓慢提升贯入系统到

达底部钻杆限位处；

4）贯入系统限位反力正常后，方可开始贯入，贯入过程中应保证补偿系统工作正常，

钻杆无上下移动，以免引起采集数据扰动，失真。

3固定式贯入系统应满足下列要求：

1）贯入系统应与海洋平台或船舶相连接、锁定，安装位置应平整；

2）试验平台抗风浪能力应满足试验作业与安全的要求；

27

3）试验平台就位后，应调平贯入系统底座并用水平尺校准

4）探头应先贯入泥面以下，然后上提探头（5~10）cm，使探头处于不受力状态，

待仪器稳定后，将仪器调零或记录初始读数，再匀速垂直压入土中；

4浮动式贯入系统应满足下列要求：

1）反力基底座底面积宜能根据海床土质情况进行调整，反力基底座及连接桁架重量

应满足测试反力的要求，反力基底座宜有防滑移结构。

2）吊放设备应固定在载体船舶上，总起吊力不应小于反力基底座及连接桁架总重量

的4倍。

3）载体船舶应准确锚泊定位于测试点位，作业过程中应实时监控载体锚绳松紧并及

时微调以保证其处原位状态。

4）浮动式全流触探测试系统吊放安装时应避开大风、急流时段，应采取有效措施避

免设备旋转，保证基底安装平稳对中孔位。

5）浮动式全流触探测试系统应设置连接桁架扶正系统，扶正系统宜与连接桁架动态

连接。

6）浮动式全流触探测试系统安装好后，静置时间不应小于10min直至稳定；如连

接桁架的倾斜角度大于允许值时，应重新放置。

6.3测试工作

6.3.1现场测试应同时测试贯入阻力、贯入深度、探头倾斜角度。

6.3.2全流触探探头贯入应符合下列规定：

1探头贯入应匀速，贯入速率应为（1.2±0.3）m/min；

2探头贯入过程中垂直度偏差不得大于15°；

6.3.3全流触探探头循环贯入试验应符合下列规定：循环次数应不少于10次，或循环

阻力不再明显出现衰减以后继续循环贯入和拔出不少于3次。

条文说明

循环触探试验主要为获取土体的重塑强度和灵敏度，是否展开循环触探试验需结合工程

需要进行确定，有时可能不需要进行循环试验。

28

6.3.4测试点间距应符合下列规定：

1全流触探测试位置与已完成测试点位置间应有足够的距离，以防止相互影响；

2两个全流触探测试点之间的间距不小于2米；

3全流触探测试点与已完成工程钻孔的距离应至少为钻孔直径的20倍。

条文说明

室内模型试验证明，30倍探头直径以外的边界条件对测试结果的影响可以忽略。考虑到

静力触探测试时探杆倾斜的影响，静力触探测试孔一般至少距其他勘探孔20倍孔径,且不小

于2m；静力触探测试宜在钻孔前进行,以免钻孔对贯入阻力产生影响。

6.3.5全流触探测试过程中，达到下列条件之一时可终止贯入

1全流触探测试达到预定的贯入深度；

2探杆出现弯曲；

3全流触探主机负荷达到其额定荷载；

4反力装置失效；

5探头出现倾斜，偏离铅垂线的角度大于15°；

6探头负荷达到额定值；

7遇到其他特殊情况，导致设备有可能损坏。

6.3.6贯入终止后，起拔探杆和探头应符合下列规定：

1探头回收后，检查探头各部件是否完好；

2探头回收后，应对探头进行清理；

3探头应避免阳光直射，读取零点读数，并将此次零点读数与初始零点读数进行对比；

4探头每次回收后应重新调零。

6.4安全要求

6.4.1人员安全应符合下列规定：

1指定人员进行设备运输、安装、操作设备；

2现场操作人员必须遵守船舶规章。

29

3具有资格的电气工程师才可以进行设备电路的维护和维修。

4具有资格的液压工程师才可以进行液压系统的维护和维修。

5具有资格的工程师才可以进行驱动单元的维护和维修。

6任何人员在做任何操作、维修和维护之前必须阅读设备的操作手册；

7现场操作人员不能留长发、穿松散的衣服、佩戴包括戒指、项链在内的饰品。

6.4.2环境安全应符合下列规定：

1设备操作手册应始终和设备仪器保存在一起；

2在醒目位置张贴安全规定、安全警示标志等，避免发生安全和环境污染事故；

3人员出现任何不安全行为或设备有安全提示时，应立即停止测试；

4禁止对设备进行任何安全性改造，如安全警报、限位保护、安全阀门等；

5配套设备和工具必须和全流触探测试设备仪器保存在一起；

6现场所有人员都应知道灭火器的位置，并熟练掌握灭火器的使用方法；

7测试前，必须解决任何可能影响安全操作的问题，设备只能在状况良好的条件下进

行测试。

6.4.3设备及操作安全应符合下列规定：

1作业时应划定作业区域，禁止闲杂人等进入作业区；

2设备维修和维护之前，应确认液压管路中没有压力；

3严禁用肢体确定液压油泄露位置，避免高压造成人员伤亡；

4测试前，应明确海底线缆、管道等障碍物的具体位置；

5测试前，应确认设备各项安全保护功能正常，避免测试时造成设备损坏；

6设备吊装移动时，应确认在设备下方没有任何人，确认设备上无松散物品或其他可

能从设备上掉落的物品；

7测试期间，应严格执行设备操作手册相关要求，避免造成设备损坏

30

7数据处理

7.1一般规定

7.1.1触探试验结果应记录工程名称、孔号、水深、试验日期信息。

条文说明

触探试验结果是确定基地承载力等计算参数的重要依据之一，应结合需要绘制各种形式

曲线和图表，展现土体力学特性随深度的变化规律，便于工程技术人员使用。

7.1.2依据全流触探试验成果进行土层划分时，应结合钻孔及地区经验验证确定。

条文说明

原位触探试验不能提供直接土样供技术人员观察土层的分层特性，只能借助贯入阻力曲

线进行土类判断及分层情况确定。因此，基于阻力曲线进行土层确定时，宜结合周围钻孔资

料进行划分，若附近无钻孔资料，可采用钻孔验证。

7.1.3试验数据处理中应考虑初始数据漂零影响。

条文说明

可通过对贯入前的测量数据进行均值处理并作为初值，后续数据处理扣除初值。

7.2数据处理

7.2.1贯入深度修正应按下式计算

�7.2.1-1

�=�ℎ∙��#

单轴倾斜仪：07.2.1-2

ℎ1

双轴倾斜仪：�=𝑐��#7.3.1-3

22−1/2

�ℎ=1+𝑡��2+𝑡��#

式中：——贯入垂直深度，m；

�

——贯入长度，m；

�

——探杆的倾斜修正系数；

�ℎ

——单轴倾斜仪触探杆轴向与铅垂线的夹角，（°）；

�1

，——双轴倾斜仪触探杆在相互垂直的两个方向上的偏斜角，（°）。

�2�

31

7.2.2零点漂移修正应按测试深度间隔对各点测试值采用下式进行平差修正

（7.2.2）

'

�d=�d−∆�d#

式中：——以测试零点为基准的某深度d的测试值；

'

�d

——某深度d的测试值；

��

——测试零点的测试值；

�

7.2.3贯入阻力应按下式进行修正∆�

Chung与Randolph推荐以下贯入阻力修正公式，用以平衡因探杆面积造成的全流触探

探头上下土体作用力的差异性：

As

qnet-ball,qnet-Tbarqm[v0u0(1a)]

Ap（7.2.3）

式中：qnet-ball、qnet-Tbar——球形和T形全流触探仪的净贯入阻力，kPa；

qm——实测贯入阻力,kPa；

v0——总的竖向上覆土应力,kPa；

u0——静水压力,kPa；

a——测压元件面积比；

22

As、Ap——探杆（一般为10cm）和全流触探头（一般为100cm）的投影面积。

条文说明

上述替代仅仅会造成一个相对较小的误差，基于修正公式中的As/Ap项。此外，已有研

究表明，全流触探试验过程中产生的超孔隙水压力很低，完成孔压修正后的T-bar或Ball贯入

阻力比真实贯入阻力略低（一般在2%以内）；因此，进行孔压修正对最终土体强度计算的

影响不大。

7.2.4根据测试数据，实测贯入阻力qm按下列公式计算：

Qm

qm=

Ap（7.2.4）

式中：Qm——测力传感器测得的贯入力，kN；

32

qm——实测贯入阻力,kPa；

2

Ap——全流触探头（一般为100cm）的投影面积。

7.2.5数据记录应符合下列规定

1每次测试时，应对下列信息进行记录：

1）测试点的地理位置；

2）测试点的位置坐标；

3）测试日期；

4）探头序列号；

5）探头几何形状和尺寸；

6）传感器的测量范围；

7）探头的磨损和损坏情况；

8）贯入速率；

9）测试中的任何异常情况；

10）理论有效面积比（a）；

11）测试期间的水深；

2测试结束后，测试成果应以数字和曲线形式呈现，宜包括以下内容：

1）贯入深度（m）；

2）贯入阻力（kPa）；

3）贯入曲线应以深度d（m）为纵轴，贯入阻力（kPa）为横轴，绘制qm~d曲线。

33

8成果报告

8.1一般规定

8.1.1试验结束后应及时整理试验报告，应做到数据真实、参数计算准确、图表清晰，

满足设计需求。

8.2土体的原状不排水抗剪强度

8.2.1土体的原状不排水抗剪强度应按下式确定：

qin

su0=

Nc（8.2.1-1）

式中：土体未受到扰动条件下的净贯入阻力（）；

qin——kPa

为承载力系数，现场试验中和的承载力系数通常可取～

Nc——T-barBall10.9

12.7和11.6～13.2。

条文说明

Dejong等假定测试场地土体的灵敏度具有均一性，建立试验数据与理论Nc值的关系如下：

7.5

Nc,Ball13.220

1q1.9q

inext（8.2.1-2）

6.5

Nc,T-bar1220

1q1.8q

inext（8.2.1-3）

式中：

Nc,Ball——Ball的承载力系数;

Nc,T-bar——T-bar的承载力系数；

qin/qext——初始净贯入阻力（土体未受到扰动条件下的净贯入阻力）与初始净抽提阻力

的比值。

工程案例案例1：苏锡常南部高速公路无锡太湖隧道

工程概况及土体类型：

苏锡常南部高速公路无锡太湖隧道项目位于无锡市太湖地区，场地区揭示地层主要为全

新统黏性土层及上更新统黏性土、粉土、粉砂层，局部地段浅部堆积人工填土层，下部局部

揭示侏罗系黄尖组安山岩和泥盆系五通组砂岩。太湖隧道湖底浅部为连续分布的1-2厚层软

34

土，1-2层软土土性为淤泥、淤泥质黏土，灰褐色～灰色，流塑，局部软塑，土质不均，局

部地段夹粉砂、粉土薄层，具高孔隙比，高压缩性。该层层厚0.20～10.50m。

全流触探仪测试工作量：

表8.2.1为现场原位测试汇总表，本次原位试验包含球形全流触探仪在内共17组贯入试验

和10组现场十字板剪切试验（FVT）。

表8.2.1现场原位试验汇总表

试验场地球形探头/组十字板剪切试验（FVT）/组

单次单次

无锡太湖

1710

应用效果：

采用上述规程中解译方法与十字板等对比结果：现场采用Chung与Randolph推荐的贯入

阻力修正公式（7.2.3）获得的3组典型的修正后球形触探仪贯入阻力值沿深度分布情况，如

图8.2.1-1所示。

图8.2.1-1无锡太湖隧道场地球形全流触探仪贯入阻力数据

现场不排水抗剪强度是经由十字板剪切试验获得，现场十字板剪切试验共包含10组，每

组每隔1m测一次数据，共27个数据点，将同一剖面十字板数据与球形全流触探测试数据进

行对比，采用现场十字板测试的作为参考值，对参数值Nc,Ball反演,由图8.2.1-2可知Nc,Ball值为

12.8，R2=0.99，相关性较高。

35

图8.2.1-2无锡太湖隧道项目湖底超软土Nc,Ball值的反演

根据公式（8.2.1-1）可计算出3组不同深度下球形全流触探测试不排水抗剪强度的预

测值。由此获得的不排水抗剪强度值随深度变化曲线如图8.2.1-3所示。

图8.2.1-3无锡太湖隧道场地现场十字板测试（FVT）和球形全流触探测试的预测结果

8.3土体的重塑不排水抗剪强度

8.3.1土体的重塑不排水抗剪强度按下式进行确定：

q

s=rem

urN

rem（8.3.1-1）

36

土体完全重塑条件下的净贯入阻力（）；

qrem——kPa

为重塑承载力系数，现场试验中和的重塑承载力系数通常取～

Nrem——T-barBall12.0

17.5和13.2～20.7。

条文说明

Yafrate等提出了利用初次贯入阻力qin和初始抽提阻力qext的比值对整个循环强度衰减

过程中qrem/qin的值进行评价：

2.8

qq

remext

qinqin

（8.3.1-2）

在此基础上，本研究结合福州现场和温州室内模型试验结果，提出了适用于我国部分滨

海场地的模型参数，能够合理预测全流触探仪的循环贯入试验中qrem/qin的值：

6.55

qq

remext（8.3.1-3）

qinqin

Yafrate等研究发现，随着土体灵敏度的增加，全流触探仪的重塑承载力系数值Nrem也相

应增加，并满足下列关系式：

7.5

Nrem,Ball13.220

1q1.8q

inext（8.3.1-4）

5.5