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1、土体原位测试,土体原位测试是指在工程地质勘察现场，在不扰动或基本不扰动土层的情况下对土层进行测试，以获得所测土层的物理力学性质指标及划分土层一种土工勘察技术。 土层剖面测试法(logging or stratigraphic profiling methods)：主要包括静力触探、动力触探、扁铲松胀仪试验及波速法等。土层剖面测试法具有可连续进行、快速经济的优点。 专门测试法(specific test methods) ：主要包括载荷试验、旁压试验、标准贯入实验、抽水和注水试验、十字板剪切试验等。土的专门测试法可得到土层中关键部位土的各种工程性质指标，精度高，测试成果可直接供设计部门使用。其精
2、度超过室内试验的成果。,1,土体原位测试(岩土测试技术),常用的土体原位测试方法：,载荷试验 静力触探 圆锥动力触探试验 标准贯入试验 旁压试验 十字板剪切试验 扁铲侧胀,2,土体原位测试(岩土测试技术),土层土类划分； 求天然地基承载力； 测定土的物理力学性质指标； 在桩基勘察中的应用； 评价砂土和粉土的地震液化； 求解土的固结系数、渗透系数及不排水抗剪强度等； 检验压实填土的质量及强夯效果； 进行浅基础的沉降计算； 其它。,土体原位测试的应用,3,土体原位测试(岩土测试技术),土体原位测试技术种类较多，都有一定的适用范围，应根据实际情况加以选用。选用原则： 根据工程要求，如所要求测试的指标
3、及其精度等； 根据地基条件，如地基土的种类及所要勘探与测试的深度； 根据现有测试设备与人员的技术水平； 根据工程规模与经费。,土体原位测试方法选用原则,4,土体原位测试(岩土测试技术),第一节 载荷试验,一、概述 二、仪器设备和试验方法 三、测试数据的整理 四、测试精度影响因素 五、测试成果的应用 六、其它类型的载荷试验,5,土体原位测试(岩土测试技术),6,土体原位测试(岩土测试技术),图片来源：岩土在线，利比亚工地,7,土体原位测试(岩土测试技术),载荷试验按承压板的形状有平板与螺旋板之分 按用途可分一般载荷和桩载荷 我们主要讲的是浅层平板静力载荷测试,8,土体原位测试(岩土测试技术),平
4、板静力载荷试验(PLT: plate load test)，简称载荷试验，在保持地基土天然状态下，在一定面积的承压板上向地基土逐级施加荷载，并观测每级荷载下地基土的变形特性，是模拟建筑物基础工作条件的一种测试方法 。,9,土体原位测试(岩土测试技术),优点：对地基土不产生扰动，结果最可靠、最具有代表性，可直接用于工程设计。是确定承载力的最主要方法。 缺点：价格昂贵、费时,10,土体原位测试(岩土测试技术),第一节 载荷试验,一、概述 二、仪器设备和试验方法 三、测试数据的整理 四、测试精度影响因素 五、测试成果的应用 六、其它类型的载荷试验,11,土体原位测试(岩土测试技术),承压板 要有足够
5、的刚度，面积一般为1000-5000cm2 加荷装置 包括压力源、载荷台架或反力构架。 加荷方式有重物加荷和油压千斤顶反力加荷 沉降观测装置,（一）、仪器设备,12,土体原位测试(岩土测试技术),（二）、试验方法,载荷测试一般在方形坑中进行 安装设备 分级加荷加荷原则：第一级为坑底原有重力，后每级按：中低压缩性土50kPa，高压缩性土25kPa，特软土为10kPa,13,土体原位测试(岩土测试技术),14,土体原位测试(岩土测试技术),观测每级荷载下的沉降 观测时间间隔：加荷开始后，第一个30min内，每10min观测沉降1次；第二个30min内，每15min观测1次；以后每30min进行一次
6、。 稳定的标准：连续4次观测的沉降量，每小时累计不大于0.1mm，对于软粘土最好观测24h以上，对于正常固结粘土要8h，对于老粘土、砂土、砾石等要4h。,15,土体原位测试(岩土测试技术),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。结束试验的标准：当下述情况出现时即可停止实验 a) 承压板周围的土体出现裂缝或隆起，沉降的很快； b)在荷载不变的情况下，沉降速率加速发展或接近一个常数。压力沉降曲线出现明显拐点； c) 总沉降量超过承压板宽度（或直径）的1/10。 当需要卸载观测回弹时，每级卸荷量可为加荷量的2倍，历时1h，每隔15min观测一次。荷载完全卸除后，继续观测3h。
7、,16,土体原位测试(岩土测试技术),第一节 载荷试验,一、概述 二、仪器设备和试验方法 三、测试数据的整理 四、测试精度影响因素 五、测试成果的应用 六、其它类型的载荷试验,17,土体原位测试(岩土测试技术),1、绘制压力-沉降量关系曲线,P-s曲线的特征： I段直线段 II段曲线段 III段直线段,18,土体原位测试(岩土测试技术),原始曲线的修正,比例极限之前 比例极限之后,19,土体原位测试(岩土测试技术),（1）强度控制法 比例极限P0(临塑荷载Pcr)： 可以作为粘性土、粉土、砂土、碎石土的承载力。,2、确定地基的承载力,fk= Pcr,20,土体原位测试(岩土测试技术),（2）相
8、对沉降量控制法 中、高压缩性土，地基受压破坏形式为局部剪切破坏或冲剪破坏，P-s曲线无明显拐点。 对于一般粘性土、粉土，宜用P-s曲线上沉降量s与承压板的宽度B之比为0.02所对应的压力为地基容许承载力。 对砂土和新近沉积的粘性土则采用s/B=0.01-0.015所对应的压力。,21,土体原位测试(岩土测试技术),（3）极限荷载法 当P-s曲线上的比例界限点出现后，土很快达到极限荷载，即比例极限P0与极限荷载PU接近时，按下式确定地基承载力 当比例极限与极限荷载不接近时，用下式确定地基承载力,fk = PU /Fs，安全系数Fs=23,安全系数Fs=35,22,土体原位测试(岩土测试技术),例
9、题：,某场地中进行载荷试验，承压板面积5000cm2，试坑深度2.5m，其中一个试验点的资料如下表所示，确定该试验点土层的比例极限、极限荷载及地基土的承载力（取Fs=4）。,注：当荷载增至250kN后，变形速度加快，加荷后30min，变形值为42mm，于是停止试验。,23,土体原位测试(岩土测试技术),第一节 载荷试验,一、概述 二、仪器设备和试验方法 三、测试数据的整理 四、测试精度影响因素 五、测试成果的应用 六、其它类型的载荷试验,24,土体原位测试(岩土测试技术),一、承压板的尺寸的影响,B45cm(5000cm2)时，沉降量随B的增加而降低 B45cm(5000cm2)时，沉降量随B
10、的增加而增加 由于基础宽度一般均超过30cm，所以B不宜太小,25,土体原位测试(岩土测试技术),一般来说，大的比小的好，最好与实际基础面积相同；但太大则需大的压力，有时难以达到。 所以承压板的面积应适中 1000cm2A5000cm2。,26,土体原位测试(岩土测试技术),二、 沉降稳定（时间）标准 每级压力下的沉降稳定标准不同，则所观测的沉降量就不同，那么所得出压力沉降量曲线就不一样，从而得出的变形模量或承载力就不同。 采用统一的标准，消除这种影响。 每施加一级荷载，待沉降速率达到稳定后再加下一级荷载。 (1) s0.1mm/h, s0.2mm/h 很慢 (2)快速方法：每级持续2h，然后
11、根据标准方法的外推，基本原理自学教材P140-142。,27,土体原位测试(岩土测试技术),三、 承压板埋深 埋深越浅，P-S曲线的比例界限值越小 四、地基土的均匀性 载荷测试的影响深度一般为1.5-2倍承压板宽度（或直径）； 在影响深度范围内土性应保持一致，否则测试成果就不能反映出土层的真实性质； 如果场地土层多，且都是重要的持力层，应分层做载荷试验； 如果土层较薄，达不到2倍承压板的宽度，就应采用小的承压板或螺旋板载荷试验,28,土体原位测试(岩土测试技术),第一节 载荷试验,一、概述 二、仪器设备和试验方法 三、测试数据的整理 四、测试精度影响因素 五、测试成果的应用 六、其它类型的载荷
12、试验,29,土体原位测试(岩土测试技术),1、确定地基的承载力(fk) 2、确定地基变形模量(E0 ) 土的变形模量是指土在单轴受力，无侧限情况下的应力与应变之比。 可由P-s曲线的直线变形段，按弹性理论公式求得，下式适用于同一层位的均匀地基。,30,土体原位测试(岩土测试技术),当承压板位于地表以下时：,式中：I1深度修正系数，当承压板埋深hB时，,；否则,31,土体原位测试(岩土测试技术),3、计算地基沉降量(sj),32,土体原位测试(岩土测试技术),4、确定湿陷性黄土的湿陷起始压力,承压板面积不宜小于0.5m2 承压板以外的的试坑需铺设510cm厚的砂砾石滤层。,33,土体原位测试(岩
13、土测试技术),每级压力等级相当的湿陷下沉量Ssh为：,34,土体原位测试(岩土测试技术),35,土体原位测试(岩土测试技术),5、求基准基床系数,GB50021-2001（2009版） 基准基床系数可根据承压板边长为30cm的平板载荷试验，按下式计算,地基上任一点所受的压力强度p与该点的地基沉降量s成正比，这个比例系数就是基床反力系数（简称基床系数），用k/K表示，单位为kN/m3,36,土体原位测试(岩土测试技术),第一节 载荷试验,一、概述 二、仪器设备和试验方法 三、测试数据的整理 四、测试精度影响因素 五、测试成果的应用 六、其它类型的载荷试验,37,土体原位测试(岩土测试技术),一、桩载荷试验 （桩静载荷试验） 可以确定桩基的承载力,38,土体原位测试(岩土测试技术),二、水平载荷试验 1.单桩水平载荷试验 2.地基土水平载荷试验,39,土体原位测试(岩土测试技术),