[工学]岩土工程勘察 44 圆锥动力触探试验.ppt
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1、4.4 圆锥动力触探试验 1. 概述 2. 试验的基本原理 3. 仪器设备 4. 试验方法和主要技术要求 目 录 5. 影响因素和试验指标的修正 6. 试验资料的整理与成果的应用 7. 工程实例 圆锥动力触探试验 (DPT:dynamic penetration test)是利 用一定的锤击动能,将 一定规格的圆锥探头打 入土中,然后依据贯入 击数或动贯入阻力判别 土层的变化,确定土的 工程性质,对地基土做 出岩土工程评价。 1. 概 述 动力触探试验指标主要用于以下几个目的: (1)评定砂土的孔隙比或相对密实度、粉土及粘性 土的状态。 (2)估算土的强度和变形模量。 (3)评定场地地基的均匀
2、性及承载力。 (4)探查土洞、滑动面、软硬土层界面等。 (5)估算桩基持力层和承载力。 (6)检验地基加固与改良的质量效果。 试验目的 适用范围 DPT 的基本原理可以用能量平衡法来分析。在一次锤击 作用下的功能转换按能量守恒原理,其关系为: Em-穿心锤下落能量; Ek-锤与触探器碰幢时损失的能量; Ec-触探器弹性变形所消耗的能量; Ef-贯入时用于克服杆侧壁摩阻力所耗能量; Ep-由于土的塑性变形而消耗的能量; Ee-由于土的弹性变形而消耗的能量 2. 试验的基本原理 Em=Ek+Ec+Ef+Ep+Ee 考虑在动力触探测试中,只能量测到土的永久变形 ,故将和弹性有关的变形略去,可推导得土
3、的动贯 入阻力Rd为: e贯入度(mm),每击贯入的深度; M重锤质量; m触探器质量; A圆锥探头底面积(m2) 动贯入阻力Rd 平均传至探头的能量,消耗于探头贯 入土中所作功(Ep=Rd*A*h/N) 可见平均传至探头的能量与探头单位 面积的动贯入阻力相关。 当规定一定的贯入深度,采用一定规 格(规定的探头截面、圆锥角和质量) 的落锤和规定的落距,那么,锤击数 N的大小就直接反映了动贯入阻力的 大小,即直接反映被贯入土层的密实 程度和力学性质。因此,实践中常采 用贯入土层一定深度的锤击数作为 DPT的试验指标。 导向杆 提引器 穿心锤 锤座 探杆 探头 3. 仪器设备 圆锥动力触探试验的
4、类型,按贯入能力的 大小可分为轻型、重 型和超重型3种. 4.1 试验技术要求 (1)采用自动落锤装置; (2)触探杆最大偏斜度不应超过2%,锤击贯入应连 续进行;同时防止锤击偏心、探杆倾斜和侧向晃 动,保持探杆垂直度;锤击速率每分钟宜为15 30击; (3)每贯入1m,宜将探杆转动一圈半;当贯入深度 超过10m,每贯入20cm宜转动探杆一次; (4)对轻型动力触探,当N10100或贯入15cm锤 击数超过50时,可停止试验;对重型动力触探,当 连续三次N63.5 50时,可停止试验或改用超重型 动力触探。 4. 试验方法和主要技术要求 中国动力触探的分类及设备 1、试验设备 主要由圆锥头、触
5、探杆、穿心锤三部分组 成。触探杆系用直径25mm的金属管,每根长1.0 1. 5m,穿心锤重10kg。 2、试验要点 (1)先用轻便钻具钻至试验土层标高,然后对所 需试验土层连续进行触探; (2)试验时,穿心锤落距为50cm,使其自由下落 ,将探头竖直打入土层中,每打入土层30cm的锤击 数即为N10; (3)若需描述土层时,可将触探杆拔出,取下探 头,换上轻便钻头,进行取样; (4)本试验一般用于贯入深度小于4m的土层; (5)当N10100时或贯入0.15m超过50时,可停止 试验; 4.2 轻型动力触探(N10) 地基土承载力与变形模量的确定 砂土密实度的确定 1、试验设备 设备规格及探
6、头构造,如图所示。 触探杆一般采用直径42mm、穿心锤重 63.5kg。 2、试验要点 (1)试验前,触探架应安装平稳,保持 触探孔垂直,垂直度偏差不超过2%; (2)试验时,应使穿心锤自由下落,落 距为76cm; (3)锤击速度宜控制在每分钟1530击 ,打入过程应是连续的; 4.3 重型动力触探(N63.5) (4)及时记录每贯入0. 1m的锤击数,也可记录 每一阵击的贯入度,然后再换算为每贯入0.10m所 需的锤击数; (5)对于一般砂、圆砾和卵石、触探深度不宜 超过1216m; (6)当连续三次N63.550击时,若要继续触探, 可考虑使用超重型动力触探; (7)每贯入1m,宜将钻杆转
7、动一圈半;当贯入深 度超过10m,每贯入20cm宜转动钻杆一次。 工业与民用建筑工程地质勘察规范 推荐使用的 地基土承载力标准值 确定地基土的承载力和变形模量 确定砂土的孔隙比 确定砂土的密实度 (1)确定桩基持力层 对有建筑经验的地区是行之有效的办法,如广州地区 ,上部为淤泥,底部为红砂岩残积土或直接为基岩,动力 触探穿过软土层即到桩的持力层。因此利用动力触探,快 速、有效,节约了钻探工作量,得到广泛的使用,但必须 是有经验的地区,并配少量钻孔验证。对没有经验的地区 ,要持谨慎的态度,以免产生误判。 (2)确定单桩承载力 沈阳市桩基础试验研究小组根据沈阳桩的持力层主要 为砂层。利用重型动力触
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