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1、土的现场目力鉴别方法 在公路路线勘测过程中，除了在沿线按需要采集一些土样带回实验室测试有关指标数据外，常常还要在现场用眼观、手触、借助简易工具和试剂及时直观地对土的性质和状态作出初步鉴定。,简易试验方法 适用于2.5mm土条而不断的为低液限土； 搓成l2.5mm土条而不断的为中液限土； 搓成1.0mm土条而不断的为高液限土。,（2）湿土揉捏感觉 将湿土用手揉捏，可感到颗粒的粗细。 低液限的土：有砂粒感，带粉性的土有面粉感,粘附性弱； 中液限的土：微感砂粒，有塑性和粘附性； 高液限的土：无砂粒感，塑性和粘附性大。 （3）干强度 对于风干的土块，根据手指捏碎或掰断时用力大小，可区分为； 干强度高：
2、很难捏碎，抗剪强度大； 干强度中等：稍用力时能捏碎，容易劈裂； 干强度低：易于捏碎或搓成粉粒。,（4）韧性试验 将土调到可塑状态，搓成3mm左右的土条，再揉成团，重复搓条。根据再次搓成条的可能性与否，可区分为： 韧性高：能再成条，手指捏不碎； 中等韧性：可再搓成团，稍捏即碎； 低韧性：不能再揉成团，稍捏或不捏即碎。,（5）摇震试验 将软塑至流动的小块，团成小球状放在手上反复摇晃，并用另一手击震该手掌，土中自由水析出土球表面，呈现光泽：用手捏土球时，表面水分又消失。 根据水分析出和消失的快慢，可区分为： 反应快：水析出与消失迅速； 反应中等：水析出和消失中等； 无反应：土球被击震时无析水现象。
3、（6）盐渍土的简单定性试验,二、野外对土的基本描述和鉴别 1.对土的基本描述 在野外用肉眼鉴别土时，要针对不同土类所规定的内容进行描述。现将不同土类所要描述的基本内容，列表如下,土工的原位试验检测方法 概述 原位测试可在原位的应力条件、土的天然含水量下进行土的试验。有些原位测试还可取得在深度上连续的记录，提供土层在深度上变化的完整信息。 常见的土工原位测试有以下几种：,一、 十字板剪切试验（FVT） 适用于原位测定饱和软粘土不排水抗剪强度的测定。 1、试验原理 把有4个叶片的十字板头插至规定深度，施加扭转力矩，直至土体破坏，测土体破坏抗扭力矩，则不排水抗剪强度cu（或十字板抗剪强度Sr）为：,
4、式中：M土体破坏时的扭矩； D十字板头直径； H十字板头高度。,2、试验操作步骤 （1）在试验地点下套管至欲测深度以上3-5倍套管直径处清除孔内残土。 （2）将十字板头、轴杆、钻杆逐节接好并拧紧，然后将十字板头压入土内欲测试的深度处。 当试验深度处为较硬夹层，应穿过该夹层再进行试验。 （3）对于开口钢环式十字板剪切仪，先提升导杆2-3cm，使离合器脱离，用旋转手柄快速旋转导杆十余圈，使轴杆摩擦减至最低值，然后再合上离合器。,（4）安装扭力量测设备（电测式十字板剪切仪接好应变仪），将量测仪表调零或读取初读数。 （5）施加扭力，以l度/10s的转速旋转，每一度读数据一次。当出现峰值或稳定值后，再继
5、续测读1分钟。其峰值或稳定值读数即为原状土剪切破坏时的读数Ry。 （6）松开导杆夹具，用扳手或管钳快速将钻杆顺时针方向转动6圈。测得扰动土最大读数Rc。 （7）依次进行下一个测试深度处的剪切试验。,3、十字板抗剪强度的几个应用 （1）确定饱和粘土的灵敏度 灵敏度反映土的强度由于结构受到破坏而强度降低的情况。 灵敏度： 式中（Su）i未扰动土十字板不排水抗剪强度； （Su）r扰动土十字板不排水抗剪强度。 （2）用于测定土坡或地基内的滑动面位置 （3）测定地基强度变化规律,二、 标准贯入试验（SPT） 1、标准贯入试验的应用 （1）查明场地的地层剖面和各地层在垂直和水平方向的均匀程度及软弱夹层；
6、（2）确定地基土的承载力、变形模量、物理力学指标及建筑物设计时所需参数等； （3）预估单桩承载力和选择桩尖持力层； （4）地基加固处理效果的检验和施工监测； （5）判定砂土的密实度、粘性土的稠度，判别砂土和粉土地震液化的可能性。,2、标准贯入试验的机理 标准贯入试验是用质量为63.50.5kg的穿心锤，以762cm的落距，将一定规格的标准贯入器打入土中15cm，再打入30cm，最后30cm的锤击数即为标准贯入击数N。 土的承载力高：标准贯入器打入土中的阻力 就大，标准贯入击数N就大； 土的承载力低：标准贯入击数N就小。,3、试验设备 标准贯入试验设备主要由贯入器（长810mm，内径35mm，外
7、径51mm）、贯入探杆、穿心锤、锤垫、导向杆及自动落锤装置等组成。,4、试验方法 （1）钻孔时为防止扰动底土，一般先钻至试验土层标高以上15处，清除孔底的虚土和残土，为防止坍孔或流砂，通常采用泥浆护壁。 （2）贯入前检查探杆与贯入器的接头是否已连接稳妥，然后将贯入器和探杆放入孔内，并注意保持导向杆、探杆和贯入器的轴线在同一铅垂线上，以保证穿心锤的垂直施打；,土 木 工 程 系,（3）贯入时，穿心锤落距76。贯入速率为15-30击/分，包括先打入15的预打击数、后30中每10的击数及30的累计击数。后30的总击数N即为贯入击数。 如为密实土层，N50时，记录下50击时的贯入深度即可，不必强行打入
8、。贯入击数按下式计算： N=1500/s 式中： s相应于50击时的贯入量（）,土 木 工 程 系,土 木 工 程 系,四、 静力触探试验（CPT） 原理：静力触探（CPT）是用静力将内部装有力传感器的探头以一定的速率压入土中，通过电子量测仪器所测得的贯入阻力（比贯入阻力ps或锥尖阻力qc和侧壁摩阻力fs）来判断土层性质的一种原位测试方法。 探头分类： 单桥触探头：比贯入阻力（Ps） 双桥触探头：锥尖阻力（qc） 侧壁摩擦阻力（fs）,土 木 工 程 系,1、试验设备 加压装置 反力装置 探头与探杆 量测记录系统,土 木 工 程 系,2、现场操作 （1）准备工作 测量定出测试点，注意测点要离开
9、已有的钻孔至少2m。 平行试验对比孔的孔距不宜大于3m。 设置反力装置（下锚或压载）。 安装好压入和量测装置。 检查探头外套筒与锥头活动情况。穿好电缆，同时检查探杆 。 检查电源电压是否正常。 检查仪表是否正常。,土 木 工 程 系,（2）现场实测工作 初读数测读。将探头压入地表下1.02.0m左右，经过一定时间后将探头提升5cm，使探头在不受压状态下与地温平衡。此时仪器上的稳定读数即为初读数。 贯入速度控制在0.51m/min。 数据采集。每10cm测一次数据。 触探过程中的归零。 每贯入一定深度（2m）要将探头提升510cm，测读一次初读数。 接、卸钻杆。 终孔拆卸。,土 木 工 程 系,
10、3、静探试验成果的应用 土层划分 土类判别 确定地基土的承载力及变形模量 选择桩基持力层 预估单桩承载力及判别沉桩的可能性 检查人工加固地基的密实程度和均匀性 判别砂土的密度及液化可能性。,土 木 工 程 系,土 木 工 程 系,五、平板载荷试验 1、基本原理,典型的P-S曲线 （1）直线变形阶段 称比例界限Pcr （2）剪切阶段 极限荷载PU （3）破坏阶段,土 木 工 程 系,2、测试设备 承压板 园形或方形刚性承压板，尺寸应大 于土中最大颗粒的10倍。 一般采用2500-50002。 加荷装置 重物加荷、千斤顶加荷。 沉降量测装置 百分表、水准仪、位移传感 器等。,土 木 工 程 系,土
11、 木 工 程 系,3、测试方法 （1）试验位置的选择 选择有代表性的地点进行试验 土层均匀时，可在基底标高处进行试验 土层性质随深度变化时，在不同深度试验 （2）试坑宽度 承压板直径的4-5倍，至少3倍 （3）超荷载影响 应使承压板埋深与宽度之比和基础埋深与宽度之比相等,土 木 工 程 系,土 木 工 程 系,4、加荷方式 （1）分级维持荷载沉降相对稳定法（常规慢速法） 分级加荷：按等荷载增量均衡施加 荷载增量：（1/81/10）Pu或 （1/41/5）Pcr 沉降观测： 每加一级荷载，自加荷开始时间间隔10、 10、10、15、15分钟后，以后每隔30分钟 观测一次承压板沉降 沉降稳定标准：
12、连续2小时内每小时沉降量不超过0.1 ，或连续1小时内，每30分钟沉降量 不超过0.05，即可施加下一级荷载,（2）分级维持荷载沉降非稳定法（快速法） 分级加荷与慢速法相同，每加一级荷载按间隔15分钟观测一次沉降，每级荷载维持2小时，即施加下一级荷载。 （3）等沉降速率法 控制承压板以一定的沉降速率沉降，测读与沉降相应所施加的荷载。,土 木 工 程 系,土 木 工 程 系,5、试验终止条件 进行到试验土层达到破坏阶段，终止试验 （1）荷载不变，24小时沉降速率保持不变或加速发展； （2）承压板周围出现隆起或破坏性裂缝； （3）相对沉降超过s/d（d为压板直径或边长）0.060.08。,6、试验
13、结果的应用 （1）确定地基承载力 拐点法 取第一拐点 对应的荷载pcr为容许承载力，适用于拐点型P-S曲线或其它辅助型曲线可确定拐点的情况。 常用辅助曲线有：,土 木 工 程 系,土 木 工 程 系,相对沉降法 在经过校正后的P-S曲线上取s/d一定的比值确定容许承载力（d为压板直径或边长）。 我国建筑地基基础设计规范（GBJ7-89）规定：如承压板面积为0.250.502 低压缩性土和砂土：s/d=0.010.015 中高压缩性土： s/d=0.02,土 木 工 程 系,极限荷载法 由P-S曲线上所得极限荷载除以安全系数得容许承载力 a、第二拐点法 由P-S曲线或辅助曲线得第二拐 点pu对应
14、得荷载为极限荷载。 b、取s/d=0.06相应得荷载为极限荷载。,（2）确定地基土的变形模量 均质各向同性地基土的变形模量,土 木 工 程 系,2.3土基回弹模量试验检测,一、 承载板法 1、目的和适用范围 在现场土基表面，通过承载板对土基逐级加载、卸载的方法，测出每级荷载下相应的土基回弹变形值，经过计算求得土基回弹模量。 土基回弹模量可作为路面设计参数使用。,土 木 工 程 系,2、试验仪具与材料 （1）加载设施：后轴重不小于60kN的载重汽车一辆，附设加劲梁一根作为反力架。 （2）现场测试装置：由千斤顶、测力计（测力环或压力表）及球座组成。 （3）刚性承载板一块：板厚20mm，直径为30c
15、m，直径两端设有立柱和可以调整高度的支座供安放弯沉仪测头。 （4）路面弯沉仪两台：由贝克曼梁、百分表及其支架组成。,土 木 工 程 系,（5）液压千斤顶一台，80100kN。 （6）秒表。 （7）水平尺。 （8）其他。,土 木 工 程 系,3、试验前准备工作 （1）根据需要选择有代表性的测点； （2）仔细平整土基表面，撒干燥洁净的细砂填平土基凹处； （3）安装承载板，并用水平尺校正； （4）将试验车置于测点上，在加劲小梁中部悬 挂垂球测试使之恰好对准承载板中心； （5）在承载板上安放千斤顶； （6）安放弯沉仪，将两台弯沉仪的测头分别置于承载板立柱的支座上，百分表对零。,土 木 工 程 系,4、
16、测试步骤 （1）预载 用千斤顶开始加载，预压至0.05MPa，稳压1min，使承载板与土基紧密接触，然后放松千斤顶油门卸载，稳压1min，将指针对零或记录初始读数。 （2）测定土基的压力变形曲线 采用逐级加载、卸载法，荷载小于0.1MPa时，每级增加0.02MPa，以后每级增加0.04MPa左右。,土 木 工 程 系,每次加载至预定荷载后，稳定1min，立即读记两台弯沉仪百分表数值，然后轻轻放开千斤顶油门卸载至0。 卸载稳定1min后，再次读数，每次卸载后百分表不再对零。 当两台弯沉仪百分表读数之差小于平均值的30%时，取平均值。 如超过30%，则应重测。当回弹变形值超过1mm时，即可停止加载
17、。,土 木 工 程 系,（3）各级荷载的回弹变形和总变形： 回弹变形L=（加载后读数平均值卸载后读数平均值）弯沉仪杠杆比 总变形L=（加载后读数平均值加载前初始读数平均值）弯沉仪杠杆比 （4）测定汽车总影响量a 最后一次加载卸载循环结束后，取走千斤顶，重新读取百分表初读数； 将汽车开出10m以外，读取终值数； 两只百分表的初、终读数差之平均值乘弯沉仪杠杆比即为总影响量a。,土 木 工 程 系,（5）在试验点下取样，测定材料含水量 取样数量如下： 5mm， 试样数量约120g； 25mm，试样数量约250g； 40mm，试样数量约500g。 （6） 在紧靠试验点旁边的适当位置，用灌砂法或环刀法或
18、其他方法测定土基的密度。,土 木 工 程 系,5、计算 （1）计算回弹变形值=各级压力的回弹变形+该级的影响量 后轴重60kN的标准车为测试车的各级荷载影响量的计算值见表6.3.1。 当使用其他类型测试车时，各级压力下的影响量按下式计算：,土 木 工 程 系,（2）将各级计算回弹变形值点绘于标准计算纸上，排除显著偏离的异点并绘出顺滑的曲线，如曲线起始部分出现反弯修正原点。 （3）计算相应于各级荷载下土基回弹模量值：,土 木 工 程 系,（4）计算土基回弹模量E0值：,土 木 工 程 系,2.4路基土的CBR试验检测,CBR又称加州承载比，是Califomia Bearing Ration的缩写
19、，由美国加利福尼亚州公路局首先提出来，用于评定路基土和路面材料的强度指标。 CBR值：试料贯入量达到2.5mm或5mm时的单位压力与标准碎石压入相同贯入量时标准荷载强度（7MPa或10.5MPa）的比值，用百分数表示。,土 木 工 程 系,一、CBR值室内试验,1、目的和适用范围 在规定的试筒制件后，对各种土和路面基层、底基层材料进行承载比试验。 试样的最大粒径宜控制在25mm以内，最大不得超过38mm 。,土 木 工 程 系,2、仪器设备 （1）圆孔筛：孔径38mm、25mm、 20mm 及5mm筛各一个。 （2）重型标准击实仪器设备：试筒、夯锤等。 （3）贯入杆：端面直径50mm、长100
20、mm的金属柱。 （4）路面材料强度或其他载荷装置：能量不小于50kN。 （5）百分表、测力环、荷载板等。,土 木 工 程 系,土 木 工 程 系,3、试验原理 按路基施工时的最佳含水量及压实度要求在试筒内制备试件； 加载前饱水4昼夜并在浸水过程中及贯入试验时，在试件顶面施加荷载板以模拟路面结构对土基的附加应力； CBR值：试料贯入量达到2.5mm或5mm时的单位压力与标准碎石压入相同贯入量时标准荷载强度（7MPa或10.5MPa）的比值，用百分数表示。,土 木 工 程 系,4、试验技术要求 （1）试验采用风干试料，按四分法备料。 （2）做击实试验，求试料的最大干密度和最佳含水量。 （3）按最佳
21、含水量制备试件。 （4）试件饱水4昼夜。 （5）做贯入试验：加荷使贯入杆以11.25mmmin的速度压入试件，记录不同贯入量及相应荷载。 总贯入量应超过7mm。,土 木 工 程 系,（6）绘制单位压力P与贯入量l关系曲线，必要时进行原点修正。 （7）从Pl关系曲线上读取贯入量分别为2.5mm和5.0mm所对应的单位压力P2.5和P5。则： 一般采用CBR2.5，如CBR5 CBR2.5，则试验重做。如果结果仍然如此，则采用CBR5。,土 木 工 程 系,二、土基现场CBR值测试方法 1、主要仪器 （1）荷载装置：设有加劲横梁的载重汽车，后轴重不小于60kN。 （2）现场测试装置：由千斤顶、测力
22、计、球座、贯入杆、荷载板及百分表等组成 。,土 木 工 程 系,土 木 工 程 系,2、测试原理 在公路路基施工现场，用载重汽车作为反力架，通过千斤顶连续加载，使贯入杆匀速压入土基。 为了模拟路面结构对土基的附加应力，在贯入杆位置安放荷载板。,土 木 工 程 系,3、测试技术要点 （1）将测点约直径30cm范围的表面找平。 （2）安装现场测试装置。 （3）启动千斤顶，使贯入杆以 l mmmin的速度压入土基，记录不同贯入量及相应荷载。 贯入量达7.5mm或12.5mm时结束试验。 （4）卸载后在测点取样，测定材料含水量。 （5）在测点旁用灌砂法或环刀法等测定土基的密度。 （6）绘制荷载压强贯入
23、量曲线，必要时进行原点修正。,土 木 工 程 系,2.5 压实度试验检测方法 压实度的概念： 路基土及路面基层：指工地实际达到的干密度与室内标准击实试验所得的最大干密度的比值； 沥青路面：指现场实际达到的密度与标准密度的比值。,土 木 工 程 系,一、 标准密度（最大干密度）和最佳含水量的 确定方法 1、路基土的最大干密度和最佳含水量确定方法 击实法：适用于细粒土粒径不大于25mm的土 和粗粒土粒径不大于38mm的土。 振动台法与表面振动压实仪法： 无粘性自由 排水粗粒土和巨粒土（包括堆石料）。,土 木 工 程 系,2、路面基层混合料最大干密度及最佳含水量确定方法 无机结合料稳定类：标准击实法
24、 粒料类： 振动法 3、沥青混合料标准密度确定方法 （1）水中重法 （2）表干法 （3）蜡封法 （4）体积法,土 木 工 程 系,二、现场密度试验检测方法 灌砂法 环刀法 核子仪法 钻芯法,土 木 工 程 系,土 木 工 程 系,（一）灌砂法 灌砂筒选择 100mm小型灌砂筒：集料的最大粒径小于15mm、测定层的厚度不超过150mm。 150mm的大型灌砂筒：集料的粒径等于或大于15mm，但不大于40mm，测定层的厚度超过150mm，但不超过200mm时。,土 木 工 程 系,1、 仪具与材料 灌砂筒 金属标定罐 基板,土 木 工 程 系,天平或台称 含水量测定器具：如铝盒、烘箱等。 量砂：粒
25、径0.30.6mm清洁干燥的均匀砂，约2040kg 盛砂的容器：塑料桶等。 其他：凿子、改锥、铁锤、长把勺、小簸箕、毛刷等。,土 木 工 程 系,土 木 工 程 系,2、标定筒下部圆锥体内砂的质量 在灌砂筒筒口高度上，向灌砂筒内装砂至距筒顶15mm左右为止。称取装入筒内砂的质量m1。 以后每次标定及试验都应该维持装砂高度与质量不变。 将开关打开，让砂自由流出，并使流出砂的体积与工地所挖试坑内的体积相当（可等于标定罐的容积），然后关上开关，称灌砂筒内剩余砂质量m5，准确至1g。,土 木 工 程 系,不晃动储砂筒的砂，轻轻地将灌砂筒移至玻璃板上，将开关打开，让砂流出，直到筒内砂不再下流时，将开关关
26、上，并细心地取走灌砂筒。 收集并称量留在板上的砂或称量筒内的砂，准确至1g。玻璃板上的砂就是填满锥体的砂m2。 重复上述测量三次，取其平均值。,土 木 工 程 系,3、测定量砂的密度 用水确定标定罐的容积V，准确至lmL。 在储砂筒中装入质量为m1的砂，并将灌砂筒放在标定罐上，将开关打开，让砂流出，直到砂不再下流时，将开关关闭。 取下灌砂筒，称取筒内剩余砂质量m3。 计算填满标定罐所需砂的质量ma ma = m1 - m2 - m3 重复上述测量三次，取其平均值。,土 木 工 程 系,计算量砂的单位质量：,土 木 工 程 系,4、试验步骤 在试验地点，选一块平坦表面，并将其清扫干净，其面积不得
27、小于基板面积。 将基板放在平坦表面上。 当表面的粗糙度较大时，则将盛有量砂m5的灌砂筒放在基板中间的圆孔上，将灌砂筒的开关打开，让砂流入基板的中孔内，直到储砂筒内的砂不再下流时关闭开关。 取下灌砂筒，并称量筒内砂的质量m6，准确至1g。 圆锥体内及基板与地面缝隙之间砂的质量为m5-m6。,土 木 工 程 系,取走基板，并将留在试验地点的量砂收回，重新将表面清扫干净。 将基板放回清扫干净的表面上，沿基板中孔凿洞。 应注意勿使凿出的材料丢失，并不使水分蒸发。 试洞的深度应等于测定层厚度，但不得有下层材料混入。 称取全部取出材料的总质量为mw。,土 木 工 程 系,取有代表性的样品测定其含水量。 当
28、为沥青表面处治或沥青贯入结构类材料时，则省去测定含水量步骤 将基板安放在试坑上，将灌砂筒安放在基板中间（储砂筒内放满砂质量m1），使灌砂筒的下口对准基板的中孔及试洞，打开灌砂筒的开关，让砂流入试坑内。直到储砂筒内的砂不再下流时，关闭开关。 小心取走灌砂筒，并称量筒内剩余砂的质量m4，准确到1g。,土 木 工 程 系,如清扫干净的平坦表面的粗糙度不大，可省去上述和的操作。 在试洞挖好后，将灌砂筒直接对准放在试坑上，中间不需要放基板。打开筒的开关，让砂流入试坑内。 直到灌砂筒内的砂不再下流时，关闭开关，小心取走灌砂筒，并称量余砂的质量m4，准确至1g。,土 木 工 程 系,仔细取出试筒内的量砂，以
29、备下次试验时再用。 若量砂的湿度已发生变化或量砂中混杂质，则应该重新烘干、过筛，并放置一段时间，使其与空气的湿度达到平衡后再用。,土 木 工 程 系,5、结果计算 计算填满试坑所用的砂的质量mb： 灌砂时，试坑上放有基板时： 灌砂时，试坑上不放基板时：,土 木 工 程 系,试坑材料的湿密度w： 试坑材料的干密度d：,土 木 工 程 系,水泥、石灰、粉煤灰等无机结合料稳定土，按下式计算干密度d： 测试点的施工压实度,土 木 工 程 系,6、 试验中应注意的问题 量砂要规则。 每换一次量砂，都必须测定松方密度 。 地表面处理要平整。 在挖坑时试坑周壁应笔直 。 灌砂时检测厚度应为整个碾压层厚，不能只取上部或者取到下一个碾压层中。,土 木 工 程 系,