1、2022年12月4日6时56分2-1基础工程学陈福全学年第一学期2022年12月4日6时56分2-2 土木工程包括各种不同的结构和体系，如建筑物、大坝、隧道、道路、土木工程包括各种不同的结构和体系，如建筑物、大坝、隧道、道路、桥梁、港口等，所有这些设施都离不开岩土。对与工程有关的岩土体的充分桥梁、港口等，所有这些设施都离不开岩土。对与工程有关的岩土体的充分了解是进行土木工程分析、设计与施工的前提。要了解岩土体，首先就要查了解是进行土木工程分析、设计与施工的前提。要了解岩土体，首先就要查明它在空间上的分布和构成情况，获得与岩土相关的物理力学性质参数，然明它在空间上的分布和构成情况，获得与岩土相关
2、的物理力学性质参数，然后才能对工程所在场地的稳定性、建筑适宜性作出明确判定，进而对拟建工后才能对工程所在场地的稳定性、建筑适宜性作出明确判定，进而对拟建工程的基础设计、地基处理以及不良地质现象的防治等具体方案进行论证，提程的基础设计、地基处理以及不良地质现象的防治等具体方案进行论证，提出安全可靠、经济合理的建议。出安全可靠、经济合理的建议。2022年12月4日6时56分2-3 根据任务要求、勘察阶段、地质条件、上部结构的型式和荷重特点等，按照根据任务要求、勘察阶段、地质条件、上部结构的型式和荷重特点等，按照规范的技术要求，以一定的手段和方法，按照一定的步骤，对场地的工程地质条规范的技术要求，以
3、一定的手段和方法，按照一定的步骤，对场地的工程地质条件进行调查、分析、论证、评价，并将所得成果编制成岩土工程勘察报告书，提件进行调查、分析、论证、评价，并将所得成果编制成岩土工程勘察报告书，提交相关部门，为工程建设的规划布局、设计计算、施工等提供详实可靠的技术依交相关部门，为工程建设的规划布局、设计计算、施工等提供详实可靠的技术依据。据。2.1.1 2.1.1工程地质条件工程地质条件 工程地质条件是指工程建筑所在场区地质及环境各项因素的综合。这些因工程地质条件是指工程建筑所在场区地质及环境各项因素的综合。这些因素包括：素包括：2022年12月4日6时56分2-4 （1 1）岩土类型岩土类型是最
4、基本的工程地质因素。各个行业都制定了结合本行业是最基本的工程地质因素。各个行业都制定了结合本行业特点的岩土分类体系，主要是按岩土的成因类型、沉积年代、主要力学性质等特点的岩土分类体系，主要是按岩土的成因类型、沉积年代、主要力学性质等进行分类，建立一套通用的岩土鉴别标准。不同的岩土类型，其物质组成、结进行分类，建立一套通用的岩土鉴别标准。不同的岩土类型，其物质组成、结构构造不同，基本性质存在差异，决定了它的工程特性也不同。构构造不同，基本性质存在差异，决定了它的工程特性也不同。（2 2）地质构造地质构造 是基本的工程地质因素。地质构造是指构造运动使岩层发是基本的工程地质因素。地质构造是指构造运动
5、使岩层发生变形和变位后所遗留下来的产物，常见的有褶皱、断层和节理。地质构造，生变形和变位后所遗留下来的产物，常见的有褶皱、断层和节理。地质构造，尤其是时代新、规模大的新构造断裂，对工程场地的稳定起着控制作用。尤其是时代新、规模大的新构造断裂，对工程场地的稳定起着控制作用。2022年12月4日6时56分2-5（3 3）地形地貌地形地貌：主要包括地表的高低起伏状况、山坡陡缓程度、河谷宽窄及：主要包括地表的高低起伏状况、山坡陡缓程度、河谷宽窄及形态特征、不同地貌单元的特征及其相互关系等。地形地貌直接影响场址和线路形态特征、不同地貌单元的特征及其相互关系等。地形地貌直接影响场址和线路的选择。的选择。（
6、4 4）地下水条件地下水条件：是重要的工程地质因素，主要包括地下水的成因、埋藏、：是重要的工程地质因素，主要包括地下水的成因、埋藏、分布，地下水的补给、径流和排泄条件，地下水的渗流对工程建筑的影响以及地分布，地下水的补给、径流和排泄条件，地下水的渗流对工程建筑的影响以及地下水的水质和对混凝土的侵蚀性等。下水的水质和对混凝土的侵蚀性等。（5 5）不良地质现象不良地质现象 ：指地表地质作用，诸如地震、滑坡、崩塌、泥石流、指地表地质作用，诸如地震、滑坡、崩塌、泥石流、岩溶、河流冲刷以及风化、侵蚀等，这些不良地质现象对建筑物的稳定和正常使岩溶、河流冲刷以及风化、侵蚀等，这些不良地质现象对建筑物的稳定和
7、正常使用构成威胁，可以根据它们的发生和发展规律预测工程地质条件的变化。用构成威胁，可以根据它们的发生和发展规律预测工程地质条件的变化。2022年12月4日6时56分2-6勘察阶段的划分勘察阶段的划分 岩土工程勘察阶段的划分是与设计阶段的划分相一致的。现行的工程建设岩土工程勘察阶段的划分是与设计阶段的划分相一致的。现行的工程建设中，岩土工程勘察阶段一般分为中，岩土工程勘察阶段一般分为可行性研究勘察阶段、初步设计勘察阶段和详细可行性研究勘察阶段、初步设计勘察阶段和详细勘察（施工图设计勘察）阶段勘察（施工图设计勘察）阶段。对面积不大、工程地质条件简单或有建筑经验的。对面积不大、工程地质条件简单或有建
8、筑经验的地区，可简化勘察阶段。地区，可简化勘察阶段。（1 1）可行性研究勘察阶段：主要搜集场区和附近地区的工程地质资料，初）可行性研究勘察阶段：主要搜集场区和附近地区的工程地质资料，初步了解场地的地层结构、岩土性质、不良地质现象和地下水情况等，对拟建场地步了解场地的地层结构、岩土性质、不良地质现象和地下水情况等，对拟建场地稳定性和建筑适宜性作出评价。稳定性和建筑适宜性作出评价。2022年12月4日6时56分2-7 选择场地时，一般应避开下列地段：不良地质现象选择场地时，一般应避开下列地段：不良地质现象发育，对场地稳定性有直接危害或潜在威胁的地段；地基发育，对场地稳定性有直接危害或潜在威胁的地段
9、；地基土性质严重不良的地段；对建筑抗震不利的地段；洪水或土性质严重不良的地段；对建筑抗震不利的地段；洪水或地下水对建筑场地有严重威胁或不良影响的地段；地下有地下水对建筑场地有严重威胁或不良影响的地段；地下有未开采的有价值的矿藏或不稳定的地下采空区。未开采的有价值的矿藏或不稳定的地下采空区。2022年12月4日6时56分2-8 （2 2）初步设计勘察阶段初步设计勘察阶段主要包括搜集本项目的可行性研究阶段岩土工程勘察报告等基本资料；初步主要包括搜集本项目的可行性研究阶段岩土工程勘察报告等基本资料；初步查明地层、构造、岩土性质、地下水埋藏条件、不良地质现象的成因、分布及其查明地层、构造、岩土性质、地
10、下水埋藏条件、不良地质现象的成因、分布及其对场地稳定性的影响程度和发展趋势；对抗震设防烈度等于或大于对场地稳定性的影响程度和发展趋势；对抗震设防烈度等于或大于7 7度的场地，度的场地，初步判定场地和地基的地震效应。通过以上工作，对场地内建筑地段的稳定性作初步判定场地和地基的地震效应。通过以上工作，对场地内建筑地段的稳定性作出评价，为确定建筑物总平面布置、选择主要建筑物地基基础方案和不良地质现出评价，为确定建筑物总平面布置、选择主要建筑物地基基础方案和不良地质现象的防治对策进行论证。象的防治对策进行论证。2022年12月4日6时56分2-9（3 3）详细勘察阶段详细勘察阶段 详细勘察密切结合技术
11、设计或施工图设计，按不同详细勘察密切结合技术设计或施工图设计，按不同建筑物或建筑群提出详细的工程地质资料和设计所需的岩建筑物或建筑群提出详细的工程地质资料和设计所需的岩土设计参数，对建筑地基作出岩土工程分析评价，为基础土设计参数，对建筑地基作出岩土工程分析评价，为基础设计、地基处理、不良地质现象的防治等具体方案作出论设计、地基处理、不良地质现象的防治等具体方案作出论证、结论和建议。证、结论和建议。2022年12月4日6时56分2-10 施工勘察主要解决与施工有关的岩土工程问题，如施工勘察主要解决与施工有关的岩土工程问题，如基槽检验、桩基工程与地基处理的质量和效果的检测、施基槽检验、桩基工程与地
12、基处理的质量和效果的检测、施工中的岩土工程监测和必要的补充勘察，具体内容视工程工中的岩土工程监测和必要的补充勘察，具体内容视工程要求而定。要求而定。为达到岩土工程勘察的目的、要求和内容，必须有为达到岩土工程勘察的目的、要求和内容，必须有一套勘察方法来配合实施。一套勘察方法来配合实施。岩土工程勘察的基本方法有岩土工程勘察的基本方法有：工程地质测绘、勘探：工程地质测绘、勘探与取样、原位测试、室内试验以及资料的分析与整理等。与取样、原位测试、室内试验以及资料的分析与整理等。2022年12月4日6时56分2-11 如果场地的工程地质条件复杂或工程项目有特殊如果场地的工程地质条件复杂或工程项目有特殊要求
13、，在进行各勘察阶段之前，应先进行工程地质测绘，要求，在进行各勘察阶段之前，应先进行工程地质测绘，以初步了解拟建场地的地层、岩性、构造、地貌、水文地以初步了解拟建场地的地层、岩性、构造、地貌、水文地质条件及不良地质现象，为场址选择及勘探方案的合理布质条件及不良地质现象，为场址选择及勘探方案的合理布置提供依据。置提供依据。2022年12月4日6时56分2-12 2.2.12.2.1测绘内容和比例尺测绘内容和比例尺 工程地质测绘是在野外进行地质填图，其内容包括工程地质测绘是在野外进行地质填图，其内容包括工程地质条件的全部要素。工程地质测绘的比例尺一般分工程地质条件的全部要素。工程地质测绘的比例尺一般
14、分为以下三种：为以下三种：（1 1）小比例尺测绘小比例尺测绘：比例尺：比例尺1 1：500050001 1：5000050000，一般在可行性研究勘察、城市规划或区域性的工业布局时一般在可行性研究勘察、城市规划或区域性的工业布局时使用，是为了了解区域性的工程地质条件。使用，是为了了解区域性的工程地质条件。2022年12月4日6时56分2-13 （2 2）中比例尺测绘中比例尺测绘：比例尺：比例尺1 1：200020001 1：50005000，一般在初步勘察阶段使用。一般在初步勘察阶段使用。（3 3）大比例尺测绘大比例尺测绘：比例尺：比例尺1 1：2002001 1：10001000，适用于详细
15、勘察阶段或地质条件比较复杂和重要建筑物地适用于详细勘察阶段或地质条件比较复杂和重要建筑物地段，以及需要解决某一特殊问题时使用。段，以及需要解决某一特殊问题时使用。2.2.2 2.2.2 测绘方法测绘方法 工程地质测绘方法有工程地质测绘方法有像片成图法像片成图法和和实地测绘法实地测绘法。2022年12月4日6时56分2-14 实地测绘法实地测绘法有三种：有三种：（1 1）路线法路线法。沿着一定路线，把沿途观察到的地。沿着一定路线，把沿途观察到的地质情况标绘在地形图上。质情况标绘在地形图上。（2 2）布点法布点法。预先在地形图上布置观察点及观察。预先在地形图上布置观察点及观察路线，达到广泛观察地质
16、现象的目的。路线，达到广泛观察地质现象的目的。（3 3）追索法追索法。沿地层走向或某一构造线方向追索，。沿地层走向或某一构造线方向追索，以查明某些局部的复杂构造情况。以查明某些局部的复杂构造情况。2022年12月4日6时56分2-15 勘探勘探是了解地表以下地质情况的一种可靠方法，它是了解地表以下地质情况的一种可靠方法，它可以直接或间接地取得有关地下岩土层的工程地质和水文可以直接或间接地取得有关地下岩土层的工程地质和水文地质资料。取样则是为了提供对岩土特性进行鉴定和各种地质资料。取样则是为了提供对岩土特性进行鉴定和各种试验所需的样品。试验所需的样品。勘探方法有勘探方法有坑探、钻探和工程物探坑探
17、、钻探和工程物探（地球物理勘（地球物理勘探）。探）。触探触探也属于勘探之一种，将在后面岩土的原位测试也属于勘探之一种，将在后面岩土的原位测试部分介绍。部分介绍。2022年12月4日6时56分2-16 2.3.12.3.1坑探坑探 坑探就是用人工或机械挖掘探井、探槽、竖井、平坑探就是用人工或机械挖掘探井、探槽、竖井、平洞或大口径钻孔，以便直接观察岩土层的天然状态以及各洞或大口径钻孔，以便直接观察岩土层的天然状态以及各地层之间的接触关系，并能取出接近实际状态的原状岩土地层之间的接触关系，并能取出接近实际状态的原状岩土样，还可利用坑槽作岩土体原位试验。样，还可利用坑槽作岩土体原位试验。2022年12
18、月4日6时56分2-17 2.3.22.3.2钻探钻探 钻探钻探几乎是了解深部地层并采几乎是了解深部地层并采取试样的唯一方法。钻探是指用钻头取试样的唯一方法。钻探是指用钻头钻进地层，在地层内钻成直径较小并钻进地层，在地层内钻成直径较小并具有相当深度的圆形孔，称为具有相当深度的圆形孔，称为钻孔钻孔。钻孔的上面口径较大，越往下越小，钻孔的上面口径较大，越往下越小，呈阶梯状。钻孔的上口称呈阶梯状。钻孔的上口称孔口孔口；底部；底部称称孔底孔底；四周称；四周称孔壁孔壁。钻孔断面的直。钻孔断面的直径称径称孔径孔径，由大孔径改为小孔径称，由大孔径改为小孔径称换换径径。从孔口到孔底的距离称为。从孔口到孔底的距
19、离称为孔深孔深。2022年12月4日6时56分2-18 2022年12月4日6时56分2-19 钻孔的直径、深度、方向取决于钻孔用途和钻探钻孔的直径、深度、方向取决于钻孔用途和钻探地点的地质条件地点的地质条件。钻孔的直径一般为。钻孔的直径一般为7575150mm150mm，在一，在一些大型建筑物的工程地质钻探时，孔径往往大于些大型建筑物的工程地质钻探时，孔径往往大于150mm150mm，有时可达到有时可达到 500mm500mm。钻孔的深度由数米至上百米，视工。钻孔的深度由数米至上百米，视工程要求和地质条件而定。一般的建筑工程地质钻探深度在程要求和地质条件而定。一般的建筑工程地质钻探深度在数十
20、米以内。钻孔的方向一般为垂直向下，也有打成倾斜数十米以内。钻孔的方向一般为垂直向下，也有打成倾斜的（斜孔）。在地下工程中有水平钻孔，甚至有直立向上的（斜孔）。在地下工程中有水平钻孔，甚至有直立向上的钻孔。的钻孔。2022年12月4日6时56分2-20 （一）（一）钻探过程钻探过程 钻探过程有三个基本程序：钻探过程有三个基本程序：（1 1）破碎岩土破碎岩土：采用人力和机械方法，使小部分：采用人力和机械方法，使小部分岩土脱离整体而成为粉末、岩土块或岩土芯叫做破碎岩土。岩土脱离整体而成为粉末、岩土块或岩土芯叫做破碎岩土。岩土被破碎是借助钻头冲击、回转、研磨和施压来实现的。岩土被破碎是借助钻头冲击、回
21、转、研磨和施压来实现的。（2 2）采取岩土采取岩土：用冲洗液或压缩空气将孔底破碎：用冲洗液或压缩空气将孔底破碎的碎屑冲到孔外，或者用钻具的碎屑冲到孔外，或者用钻具 （抽筒、勺形钻头、螺旋（抽筒、勺形钻头、螺旋钻头、取土器、岩芯管等）靠人力或机械将孔底的碎屑或钻头、取土器、岩芯管等）靠人力或机械将孔底的碎屑或样心取出于地面。样心取出于地面。2022年12月4日6时56分2-21 （3 3）保全孔壁保全孔壁：为了顺利地进行钻探工作，必须：为了顺利地进行钻探工作，必须保护好孔壁，不使其坍塌。一般采用套管或泥浆来护壁。保护好孔壁，不使其坍塌。一般采用套管或泥浆来护壁。（二）钻进方法（二）钻进方法 表表
22、2121根据根据岩土工程勘察规范岩土工程勘察规范GB50021-2001,GB50021-2001,列举了各种钻进方法及其适用范围。列举了各种钻进方法及其适用范围。2022年12月4日6时56分2-22 2.3.32.3.3物探物探Geophysical ExplorationGeophysical Exploration地球物理勘探地球物理勘探 方法方法:重力场重力场,磁电场磁电场,声声,弹性波弹性波,放射性勘探放射性勘探,地震勘探地震勘探(规范规范,剪切波速剪切波速)优点优点:简单迅速简单迅速 缺点缺点:间接判断间接判断,较大范围较大范围.2022年12月4日6时56分2-23 现场勘探所
23、取的岩石或土试样经封装后运至实验现场勘探所取的岩石或土试样经封装后运至实验室进行拟定项目的试验，以揭示岩土的特性，进行分类室进行拟定项目的试验，以揭示岩土的特性，进行分类定名和土层划分。定名和土层划分。一般的中、小型工程设计或初步设计，一般的中、小型工程设计或初步设计，用土的某些物理指标，按有关规范中的经验表格，或地用土的某些物理指标，按有关规范中的经验表格，或地区经验公式，确定地基承载能力区经验公式，确定地基承载能力；当需计算建筑物沉降，当需计算建筑物沉降，预估发展趋势时，要求提供压缩性指标和固结系数；预估发展趋势时，要求提供压缩性指标和固结系数；重重大或有特殊要求的工程，还需测定前期固结压
24、力，土的大或有特殊要求的工程，还需测定前期固结压力，土的应力应变关系和强度参数应力应变关系和强度参数；若有动荷载作用或考虑地震若有动荷载作用或考虑地震作用，还需确定土的动力性质指标等作用，还需确定土的动力性质指标等。2022年12月4日6时56分2-242022年12月4日6时56分2-252022年12月4日6时56分2-262022年12月4日6时56分2-272022年12月4日6时56分2-282022年12月4日6时56分2-292022年12月4日6时56分2-302022年12月4日6时56分2-31 原位测试原位测试是在土层原来所处的位置，在基本保持土体的天然结构、天然含水量以
25、是在土层原来所处的位置，在基本保持土体的天然结构、天然含水量以及天然应力状态下，测定土的工程力学性质指标。及天然应力状态下，测定土的工程力学性质指标。与室内土工试验相比，具有与室内土工试验相比，具有主要主要优点优点：2022年12月4日6时56分2-32 （1 1）能够测定难以取样（如饱和的砂土、粉土、）能够测定难以取样（如饱和的砂土、粉土、淤泥及淤泥质土等）土层的工程性质；淤泥及淤泥质土等）土层的工程性质；（2 2）能够避免取样过程中应力释放的影响；）能够避免取样过程中应力释放的影响；（3 3）测定土体的范围远比室内试验大，因而代表）测定土体的范围远比室内试验大，因而代表性好；性好；（4 4
26、）测试时间相对较短，效率高。）测试时间相对较短，效率高。缺点缺点：测试土体的边界条件不明确，试验的应力：测试土体的边界条件不明确，试验的应力路径及排水条件不能很好控制，应变速率比实际要大，再就路径及排水条件不能很好控制，应变速率比实际要大，再就是所得参数与土性质间的关系往往建立在统计经验基础上。是所得参数与土性质间的关系往往建立在统计经验基础上。2022年12月4日6时56分2-33室内试验与原位测试，通常配合使用，相互验室内试验与原位测试，通常配合使用，相互验证。证。对土而言，岩土工程原位测试的主要方法包括：对土而言，岩土工程原位测试的主要方法包括：载荷试验（浅层平板载荷试验和深层平板载荷试
27、验）、静载荷试验（浅层平板载荷试验和深层平板载荷试验）、静力触探（圆锥静力触探和孔压静力触探）、动力触探（圆力触探（圆锥静力触探和孔压静力触探）、动力触探（圆锥动力触探和标准贯入试验）、十字板剪切试验、旁压试锥动力触探和标准贯入试验）、十字板剪切试验、旁压试验、现场剪切试验、波速试验验、现场剪切试验、波速试验等。等。岩石的原位测试方法主要有：岩石的原位测试方法主要有：岩基载荷试验、岩基载荷试验、现场直剪试验、现场三轴剪切试验现场直剪试验、现场三轴剪切试验。这些试验可以提供岩。这些试验可以提供岩石地基的承载力和变形参数以及岩石或岩体的抗剪强度参石地基的承载力和变形参数以及岩石或岩体的抗剪强度参数
28、。数。2022年12月4日6时56分2-34 2.5.12.5.1载荷试验载荷试验载荷试验载荷试验是在拟建建筑场地上，在挖至设计的是在拟建建筑场地上，在挖至设计的基础埋置深度的平整坑底放置一定规格的方形或圆形承压基础埋置深度的平整坑底放置一定规格的方形或圆形承压板，在其上逐级施加荷载，测定相应荷载作用下地基土的板，在其上逐级施加荷载，测定相应荷载作用下地基土的稳定沉降量，分析研究地基土的强度与变形特性，求得地稳定沉降量，分析研究地基土的强度与变形特性，求得地基土的承载力特征值与变形模量等工程特性参数。载荷试基土的承载力特征值与变形模量等工程特性参数。载荷试验实际上是一种与建筑物基础工作条件相似
29、，而且直接对验实际上是一种与建筑物基础工作条件相似，而且直接对天然埋藏条件下的土体进行的现场模拟试验，成果真实可天然埋藏条件下的土体进行的现场模拟试验，成果真实可靠。靠。2022年12月4日6时56分2-35 1.1.浅层平板载荷试验浅层平板载荷试验地基土浅层平板载荷试验可适用于确定浅部地地基土浅层平板载荷试验可适用于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，承压板面积不应小于数，承压板面积不应小于0.25m0.25m2 2，对于软土不应小于，对于软土不应小于0.5m0.5m2 2。2022年12月4日6时56分2-36千
30、斤顶荷载板荷载板2022年12月4日6时56分2-37反压重物反力梁千斤顶基准梁荷载板百分表2022年12月4日6时56分2-38(1).(1).方法要点方法要点试验基坑宽度不应小于承压板宽度或直径的三倍。试验基坑宽度不应小于承压板宽度或直径的三倍。应注意保持试验土层的原状结构和天然湿度。宜在拟试压表应注意保持试验土层的原状结构和天然湿度。宜在拟试压表面用不超过面用不超过20mm20mm厚的粗、中砂层找平。厚的粗、中砂层找平。加荷分级加荷分级不应少于不应少于8 8级，最大加载量不应少于设计要求的两倍。每级加载后，按级，最大加载量不应少于设计要求的两倍。每级加载后，按间隔间隔1010、1010、
31、1010、1515、15min15min，以后为每隔半小时测读一次，以后为每隔半小时测读一次沉降，沉降，当连续两小时内，每小时的沉降量小于当连续两小时内，每小时的沉降量小于0.1mm0.1mm时，则时，则认为已趋稳定认为已趋稳定，可加下一级荷载。最终得到载荷试验，可加下一级荷载。最终得到载荷试验psps曲曲线如图线如图2-22-2所示（所示（pp施加于承压板上的压力，施加于承压板上的压力，ss在相应压在相应压力下的沉降）。力下的沉降）。2022年12月4日6时56分2-39 当出现下列情况之一时，即可当出现下列情况之一时，即可终止加载终止加载：.承压板周围的土明显地侧向挤出；承压板周围的土明显
32、地侧向挤出；.沉降沉降s s急剧增大，急剧增大，p ps s曲线出现陡降段：曲线出现陡降段：.某级荷载下某级荷载下2424小时内沉降速率不能达到稳定小时内沉降速率不能达到稳定标准；标准；.s/b0.06.s/b0.06（b b为承压板宽度或直径）。为承压板宽度或直径）。满足前三种情况之一时，其对应的前一级荷载定为极限荷满足前三种情况之一时，其对应的前一级荷载定为极限荷载载。2022年12月4日6时56分2-40(2).(2).承载力特征值承载力特征值的确定的确定.p.ps s曲线上有比例界限时，取比例界限所对应的荷曲线上有比例界限时，取比例界限所对应的荷载值载值.当极限荷载小于对应比例界限荷载
33、值的当极限荷载小于对应比例界限荷载值的2 2倍时，取倍时，取极限荷载值的一半；极限荷载值的一半；.当不能按上述二点确定时，如压板面积为当不能按上述二点确定时，如压板面积为0.250.250.50m0.50m2 2，可取，可取s/b=0.01s/b=0.010.0150.015所对应的荷载，但其值不应大于所对应的荷载，但其值不应大于最大加载量的一半。最大加载量的一半。同一土层参加统计的试验点不应少于三点，各试验实同一土层参加统计的试验点不应少于三点，各试验实测值的极差不得超过其平均值的测值的极差不得超过其平均值的30%30%，取此平均值作为该土层的，取此平均值作为该土层的地基承载力特征值。地基承
34、载力特征值。2022年12月4日6时56分2-41pcr puS荷载沉降曲线荷载沉降曲线2022年12月4日6时56分2-422022年12月4日6时56分2-432022年12月4日6时56分2-442022年12月4日6时56分2-452022年12月4日6时56分2-462022年12月4日6时56分2-472.5.22.5.2静力触探试验（静力触探试验（CPTCPT）CPTCPT通过一定的机械装置，将一定规格的金属探头用静力压入通过一定的机械装置，将一定规格的金属探头用静力压入土中，同时直接用仪表量测土层对触探头的贯入阻力，以此来判断、土中，同时直接用仪表量测土层对触探头的贯入阻力，以
35、此来判断、分析、确定地基土的物理力学性质。分析、确定地基土的物理力学性质。目前采用的电测静力触探，可以目前采用的电测静力触探，可以直接量测探头的贯入阻力，能实现资料的自动采集和静力触探曲线的直接量测探头的贯入阻力，能实现资料的自动采集和静力触探曲线的自动绘制，直观地反映土层剖面的连续变化。自动绘制，直观地反映土层剖面的连续变化。CPTCPT主要优点是连续、快主要优点是连续、快速、精确，可在现场直接测得各土层的贯入阻力指标，特别适合于地速、精确，可在现场直接测得各土层的贯入阻力指标，特别适合于地基土层竖向变化比较复杂，或土层为饱和砂土、粉土以及高灵敏度软基土层竖向变化比较复杂，或土层为饱和砂土、
36、粉土以及高灵敏度软粘土等难以取样的情况，是最常用的一种勘探方法。粘土等难以取样的情况，是最常用的一种勘探方法。2022年12月4日6时56分2-48电缆电缆传感器传感器传感器传感器传感器传感器单桥探头单桥探头双桥探头双桥探头单桥探头 端部Ps=Q/A 比贯入阻力 双桥探头 端部和侧壁 土的密实度压缩性强度桩和地基的承载力2022年12月4日6时56分2-492022年12月4日6时56分2-502022年12月4日6时56分2-51p（m)A灰色粘土灰色粉砂-9.531.0-2.62质粉土-8.83灰色粘质粉土灰色粘+1.18+5.27杂填土5.010s(MPa)图图2-3 2-3 静力触探静
37、力触探p ps sh h曲线曲线2022年12月4日6时56分2-52812h(m)14106420(MPa)5.02.5qc1.00.5qfsc(MPa)sfh(m)14121086420q=fR30cfs100%602022年12月4日6时56分2-53 3.3.静力触探试验成果的应用静力触探试验成果的应用 静力触探试验适用于粘性土、粉土和砂土静力触探试验适用于粘性土、粉土和砂土，设备的贯入能，设备的贯入能力必须满足测试土性、深度等需要，反力必须大于贯入总阻力。力必须满足测试土性、深度等需要，反力必须大于贯入总阻力。可用于下列目的：可用于下列目的：(1).(1).根据贯入阻力曲线的形态特征
38、或数值变化幅度划分土层；根据贯入阻力曲线的形态特征或数值变化幅度划分土层；(2).(2).估算地基土的物理力学参数；估算地基土的物理力学参数；(3).(3).评定地基土的承载力；评定地基土的承载力；(4).(4).确定桩端持力层、单桩竖向极限承载力，判定沉桩可能确定桩端持力层、单桩竖向极限承载力，判定沉桩可能性；性；(5).(5).判定饱和砂土、粉土的液化和场地地震的液化势。判定饱和砂土、粉土的液化和场地地震的液化势。2022年12月4日6时56分2-54 孔压静力触探孔压静力触探 把测孔隙水压力的传感组件与标准的静力触探相组合，把测孔隙水压力的传感组件与标准的静力触探相组合，故在测定故在测定
39、q qc c和和f fs s的同时，也能量测土中的孔隙水压力。当的同时，也能量测土中的孔隙水压力。当停止贯入时，还可量测超孔隙水压力的消散。利用孔压静停止贯入时，还可量测超孔隙水压力的消散。利用孔压静力触探大大提高了土类判别和土层划分的能力。它是一种力触探大大提高了土类判别和土层划分的能力。它是一种新的有效的原位测试技术。新的有效的原位测试技术。2022年12月4日6时56分2-55 2.5.3 2.5.3 圆锥动力触探圆锥动力触探(DPT,Dynamic Penetration(DPT,Dynamic Penetration)利用一定的锤击动能，将一定规格的实心圆锥探头打入土利用一定的锤击动
40、能，将一定规格的实心圆锥探头打入土中，根据打入土中的阻力大小判别土层的变化，对土层进行力中，根据打入土中的阻力大小判别土层的变化，对土层进行力学分层，并确定试验土层的物理力学性质。通常以打入土中一学分层，并确定试验土层的物理力学性质。通常以打入土中一定距离所需的锤击数来表示土的阻力。定距离所需的锤击数来表示土的阻力。优点优点是设备简单、操作方便、工效较高、适应性广，并具有是设备简单、操作方便、工效较高、适应性广，并具有连续贯入的特性。对难以取样的砂土、粉土、碎石类土等，对连续贯入的特性。对难以取样的砂土、粉土、碎石类土等，对静力触探难以贯入的土层，动力触探是十分有效的原位测试手静力触探难以贯入
41、的土层，动力触探是十分有效的原位测试手段。圆锥动力触探的缺点是不能采样对土进行直接鉴别描述，段。圆锥动力触探的缺点是不能采样对土进行直接鉴别描述，试验误差稍大，再现性差。试验误差稍大，再现性差。2022年12月4日6时56分2-561.1.动力触探的类型和规格动力触探的类型和规格目前动力触探设备的规格较多，不同设备规格目前动力触探设备的规格较多，不同设备规格所测得触探指标不同，也就是说，某种动力触探指标对应所测得触探指标不同，也就是说，某种动力触探指标对应其相应的设备规格。其相应的设备规格。岩土工程勘察规范岩土工程勘察规范50021-200150021-2001根根据锤击能量按表据锤击能量按表
42、2-22-2分为分为轻型、重型和超重型轻型、重型和超重型三种。三种。2022年12月4日6时56分2-572022年12月4日6时56分2-58 2.2.动力触探试验的适用范围和成果应用动力触探试验的适用范围和成果应用动力触探试验动力触探试验适用于强风化、适用于强风化、全风化的硬质岩石，各种软质岩石及静全风化的硬质岩石，各种软质岩石及静力触探难以贯入的各类土，主要成果是力触探难以贯入的各类土，主要成果是锤击数和锤击数随深度变化的关系曲线锤击数和锤击数随深度变化的关系曲线。其成果主要应用于：其成果主要应用于：(1).(1).确定砂土和碎石土的密实度；确定砂土和碎石土的密实度；(2).(2).确定
43、地基土的承载力和变形模量；确定地基土的承载力和变形模量；(3).(3).检验评估地基土加固与改良的效检验评估地基土加固与改良的效果；果；(4).(4).确定单桩的承载力。确定单桩的承载力。2022年12月4日6时56分2-59轻型动力触探轻型动力触探10kg中型动力触探中型动力触探28kg 重型动力触探重型动力触探63.5kg穿心锤穿心锤锤垫锤垫触探杆触探杆尖锤头尖锤头锥状探头锥状探头2022年12月4日6时56分2-60圆锥动力触探圆锥动力触探2022年12月4日6时56分2-61 2.5.4 2.5.4 标准贯入试验标准贯入试验(SPT)(SPT)标准贯入试验标准贯入试验实质上仍属动力触探
44、方法之一，实质上仍属动力触探方法之一，所不同的是其触探头不是圆锥形探头，而是标准规格的圆所不同的是其触探头不是圆锥形探头，而是标准规格的圆筒形探头筒形探头(由两个半圆管合成的取土器由两个半圆管合成的取土器)，称为贯入器。标，称为贯入器。标准贯入试验就是利用准贯入试验就是利用定的锤击动能，将一定规格的对开定的锤击动能，将一定规格的对开管式贯入器打入钻孔孔底待测试的土层中，根据打入土层管式贯入器打入钻孔孔底待测试的土层中，根据打入土层中的贯入阻力，评定土层的变化和土的物理力学性质。贯中的贯入阻力，评定土层的变化和土的物理力学性质。贯入阻力用贯入器贯入土层中的入阻力用贯入器贯入土层中的30cm30c
45、m的锤击数的锤击数N N表示，也称表示，也称标贯击数。标贯击数。2022年12月4日6时56分2-62 标准贯入试验一般结合钻孔进行，其标准贯入试验一般结合钻孔进行，其优点优点是：操作是：操作筒便，设备简单，土层的适应性广，而且通过贯入器可以筒便，设备简单，土层的适应性广，而且通过贯入器可以采取扰动土样，对它进行直接鉴别描述和有关的室内土工采取扰动土样，对它进行直接鉴别描述和有关的室内土工试验，如取砂土做颗粒分析试验。该试验特别对钻探中难试验，如取砂土做颗粒分析试验。该试验特别对钻探中难以取样的砂土和粉土的工程性质的评定具有独特意义。以取样的砂土和粉土的工程性质的评定具有独特意义。1.1.标准
46、贯入试验设备规格标准贯入试验设备规格 岩土工程勘察规范岩土工程勘察规范50021-200150021-2001规定：规定：标准贯入标准贯入试验设备试验设备应符合表应符合表2323的要求的要求2022年12月4日6时56分2-63。2022年12月4日6时56分2-64穿心锤穿心锤锤垫锤垫触探杆触探杆贯入器头贯入器头出水孔出水孔贯入器身贯入器身贯入器靴贯入器靴2022年12月4日6时56分2-652022年12月4日6时56分2-662022年12月4日6时56分2-67 2.2.标准贯入试验条件和成果应用标准贯入试验条件和成果应用标准贯入试验可用于砂土、粉土和一般粘性土，最标准贯入试验可用于砂
47、土、粉土和一般粘性土，最适用于适用于N N2 25050击的土层。击的土层。标准贯入试验的主要成果有：标贯击数标准贯入试验的主要成果有：标贯击数N N与深度的关与深度的关系曲线，标贯孔工程地质柱状剖面图。系曲线，标贯孔工程地质柱状剖面图。采用标贯击数采用标贯击数N N评定土的有关工程性质时，主要应用于：评定土的有关工程性质时，主要应用于：(1).(1).采取扰动土样，鉴别和描述土类，按颗粒分析成果给采取扰动土样，鉴别和描述土类，按颗粒分析成果给土土定名定名；(2).(2).根据标准贯入击数根据标准贯入击数N N，利用地区经验，利用地区经验，评定砂土的密实评定砂土的密实度和相对密度；度和相对密度
48、；2022年12月4日6时56分2-68(3).(3).利用地区经验，提供土的强度参数、变形模量、利用地区经验，提供土的强度参数、变形模量、地基承载力等；地基承载力等；(4).(4).估算单桩的竖向极限承载力，判定沉桩可能性；估算单桩的竖向极限承载力，判定沉桩可能性；(5).(5).判定饱和砂土、粉土的地震液化可能性及液化等判定饱和砂土、粉土的地震液化可能性及液化等级。级。2022年12月4日6时56分2-69 2.5.5 2.5.5 十字板剪切试验十字板剪切试验(VST)(VST)十字板剪切试验是快速测定饱和软粘土层不排水十字板剪切试验是快速测定饱和软粘土层不排水剪强度的一种简易而可靠的原位
49、测试方法剪强度的一种简易而可靠的原位测试方法，它所测得的抗剪，它所测得的抗剪强度值，相当于试验深度处天然土层的不排水抗剪强度，在强度值，相当于试验深度处天然土层的不排水抗剪强度，在理论上它相当于三轴不排水剪的总强度，或无侧限抗压强度理论上它相当于三轴不排水剪的总强度，或无侧限抗压强度的一半的一半(=0)(=0)。由于十字板剪切试验不需采取土样，特别对适。由于十字板剪切试验不需采取土样，特别对适用于难以取样的灵敏性高的粘性土，它可以在现场基本保持用于难以取样的灵敏性高的粘性土，它可以在现场基本保持天然应力状态下进行扭剪。十字板剪切试验在沿海软土地区天然应力状态下进行扭剪。十字板剪切试验在沿海软土
50、地区已被广泛使用，土体的扰动较小，试验简便。对于不均匀土已被广泛使用，土体的扰动较小，试验简便。对于不均匀土层，特别是夹有薄层粉、细砂或粉土的软粘性土，十字板剪层，特别是夹有薄层粉、细砂或粉土的软粘性土，十字板剪切试验会有较大的误差。切试验会有较大的误差。2022年12月4日6时56分2-70HDFF地基勘探地基勘探HDDMf322max2022年12月4日6时56分2-71十字板剪切试验十字板剪切试验主要适用于灵敏度主要适用于灵敏度S St t1010，固，固结系数结系数C C v vl00 ml00 m2 2年的均质饱和软粘性土。十字板剪切年的均质饱和软粘性土。十字板剪切试验成果有：十字板
