Ⅰ 二建市政工程知識:標准貫入試驗有哪些
標准貫入試驗適用於砂土及一般粘性土,確定土的狀態及稠度,確定土體的物理力學指標。
標准貫入試驗孔應採用回轉鑽進,鑽至試驗標高以上15cm處,清除孔底殘土後進行試驗,並防止涌砂或塌孔;錘擊時應保持探桿垂直,避免偏心及側向晃動。錘擊速率應小於30擊/分。
標准貫入試驗數據的記錄
試驗時以每分鍾1530擊的貫入速率將貫入器打入試驗土層中,先打入15cm不計擊數,繼續貫入土中30cm,記錄錘擊數。每貫入10cm為一陣擊,記錄每一陣擊的錘擊數。若砂層比較密實,可記錄小於30cm錘擊數,並根據下式計算貫入30cm的錘擊數:
N=30n/△s
式中:N貫入30cm的錘擊數;
n所選取任意貫入量的錘擊數;
△S對應錘擊數N的貫入量。
在貫准貫入試驗結束後,應取出標貫器內的土樣進行鑒別描述。
Ⅱ 動力接觸試驗的主要成果是
重型動力觸探與標貫試驗的異同點:
1、兩種實驗對象不同,圓錐動力觸探適用碎石土,標貫粘性土和砂土。
2、二者的測試探頭構造不一樣;
3、探頭不同,一個是管靴狀,一個是錐尖狀。
4、標准貫入只有一種錘重,即63.5kg的錘,而動力觸探分為10kg(輕探)、28kg(中型動力觸探)、63.5kg(重型動力觸探)、120kg(超重型動力觸探)。
5、測試依據或原理完全不同:動力觸探是以動能方式,通過實心的錐尖反力推測被測試土的一些性質,而標准貫入試驗是以動能方式,使被測試的土進入管靴的方式來測求或衡量被測土的一些性質。
6、動力觸探需要進行桿長修正錘擊數,這是取決於探頭是實心的原因,動能隨桿長衰減較快。標准貫入試驗一般不需要進行桿長修正錘擊數,這是因為一般情況下,它測試的對象是砂類土或其它散粒狀的土,如填土,一般情況下,測試時因這類土側摩擦阻力較小,土塞不太明顯。動能衰減較慢,可以被忽略,而針對粘性土(常用它來評價地基承載力)需要進行桿長修正錘擊數,這是因為粘性土側摩擦阻力較大,土塞較明顯,容易形成「實體探頭」動能衰減較快。
感覺這樣的提問沒有意義
建議自己下去查查資料
Ⅲ 誰能知道怎麼樣來確定標准貫入試驗試驗土層深度
當砂土、粉土的初步判別認為需要進一步進行液化判別時,應採用標准貫入試驗判別法判別地面以下20m范圍內土的液化,但對不進行天然地基及基礎的抗震承載力驗算的各類建築,可只判別地面下15m范圍內的液化。當飽和土標准貫入度(未經桿長修正)小於或等於液化判別標准貫入度臨界值時,應判為液化
Ⅳ 標准貫入試驗
一、試驗設備及操作技術要點
1.試驗設備
標准貫入試驗的設備包括:標准貫入器、觸探桿、穿心錘與錘墊四部分,見圖4-4所示。目前,國際上常用的設備規格已經統一,見表4-8。
表4-8 標准貫入試驗設備規格
圖4-4 標准貫入試驗設備(單位:mm)
1—貫入器靴;2—由兩半圓形管合成的貫入器身;3—出水孔;4—貫入器頭;5—觸探桿;6—錘墊;7—穿心錘
2.試驗的操作技術要點
(1)為保證標准貫入試驗孔的質量,要求採用回轉鑽進,以盡可能減少對孔底土的擾動。當鑽進至試驗標高以上15cm處,停止鑽進。
還應注意的是:①仔細清除孔底殘土到試驗標高;②在地下水位以下鑽進時,或遇承壓含水砂層時,孔內水位應始終高於地下水位,應保持孔底土處於平衡狀態,以減少對土的振動擾動;③當下套管時,要防止套管超過試驗標高,否則會使N值偏大;④緩慢下放鑽具,避免孔底土的擾動;⑤為防止涌砂或塌孔,應採用泥漿護壁。
(2)為保證錘擊時鑽桿不發生側向晃動,鑽桿應定期檢查,使鑽桿彎曲度小於0.1%,接頭應牢固。
(3)穿心錘落距為76cm,應採用自動脫鉤的自由落錘法進行錘擊,並減小導向桿與錘之間的摩阻力,避免錘擊時的偏心和側向晃動,以保持錘擊能量恆定。
(4)試驗時,先將整個桿件系統連同靜置於鑽桿上端的錘擊系統,一起下到孔底。首先將貫入器以每分鍾15~30擊的速度打入土層中15cm,以後開始記錄打入30cm的錘擊數,即為實測錘擊數N。當N>50擊,而貫入度未達30cm時,可記錄50擊的實際貫入深度,終止試驗。按實際50擊時的貫入度ΔS(cm),按式(4-15)計算貫入30cm的錘擊數。
土體原位測試與工程勘察
(5)提出貫入器,取出貫入器中的土樣進行鑒別、描述、記錄,保存土樣備用。
(6)最後繪出擊數N和貫入深度(H)的關系曲線(圖4-3)。
二、成果的校正
試驗的影響因素是很復雜的。其中有些因素可通過標准化的辦法使其統一以減少對試驗成果的影響,如設備、落錘方法、試驗方法等影響因素屬於此類;但另一些因素如桿長,地下水位、上覆壓力等,則是無法人為控制的。
1.桿長的影響
觸探桿長度對測試結果的影響,國內外存在不同的看法。有兩種代表性的分析理論,即:古典的牛頓碰撞理論及彈性桿件中波動理論。
按牛頓碰撞理論,隨桿長增長,桿件系統受錘擊碰撞後用於貫入土中的有效能量逐漸變小;而按彈性波動理論,隨桿長的增長,有效能量卻是逐漸增大,超過一定桿長後,有效能量趨於定值。
國內對此因素有兩種不同的處理意見:
《建築地基基礎設計規范》(GBJ 7-89)規定桿長>3m時錘擊數按下式進行桿長修正:
N=αN′ (4-16)
式中:N為標貫試驗經桿長修正後的錘擊數;N′為實測的標貫擊數;α為長度修正系數,查表4-9。
表4-9 探桿長度校正系數α表
該表中α值,實際上是以牛頓碰撞理論為基礎計得的。
如用彈性桿件波動理論,當桿長 l≥14m,α=1.0;當桿長小於14m,由於輸入鑽桿的錘擊能量隨著桿長變短而變小,使擊數值偏大,α偏小,故不做桿長修正。
《地下鐵道、輕軌交通岩土工程勘察規范》(GB 50307-1999)及《岩土工程勘察規范》(GB50021-2001)規定不進行桿長修正。
2.地下水位影響的校正
Terzaghi和Peck提出,當實測N′>15的飽和粉細砂,建議用下式校正:
土體原位測試與工程勘察
交通部《港口工程地質勘察技術規范》規定,當用N值確定砂土的相對密度Dr及內摩擦角φ值時,對地下水位以下的中、粗砂層的N值,宜按下式校正:
N=N′+5 (4-18)
3.上覆壓力影響的校正
長期以來國內不考慮上覆壓力的影響。
三、標准貫入試驗成果的應用
根據標准貫入試驗的錘擊數,可對砂土、粉土、粘性土的物理狀態,土的強度、變形參數、地基承載力、單樁承載力,砂土和粉土的液化,成樁的可能性等作出評價。
1.評定土的強度指標
評定砂土的內摩擦角φ及粘性土的不排水抗剪強度Cu有多種方法:
(1)Terzaghi和Peck提出粘性土不排水抗剪強度Cu為:
Cu=(6~6.5)N (4-19)
(2)Gibbs和Holtz統計的砂土經驗關系式為:
土體原位測試與工程勘察
式中:σv0為上覆壓力(t/m2)。
(3)Behpoor結合60項工程,對伊朗的亞粘土及粉質粘土(N<25擊),得:
qu=15N(kPa) (4-21)
(4)南京水利科學研究院於1950~1960年期間,在我國東南沿海諸省的101項工程中積累了大量的試驗資料,統計出標貫擊數與無側限抗壓強度qu的關系式有:
對粘土地基,有792個標貫試驗,Ip>17,粘粒含量0%~87%,得:
qu=14N+3(kPa) (4-22)
對壤土地基,共有596個標貫試驗,Ip=7~17,粘粒含量為0%~54%,得:
qu=15.3N(kPa) (4-23)
2.評定砂土的相對密度和密實程度
直接按N值判定砂土的密實程度,見表4-10。
表4-10 直接按N值判定砂土的緊密程度
3.評定粘性土的稠度狀態
用N與粘性土的稠度狀態建立相關關系,國內外均有研究。Terzaghi和Peck(1946)提出的標貫擊數與稠度狀態關系,見表4-11。武漢冶金勘察公司曾用149組資料得到標貫擊數與稠度狀態統計的經驗關系,基本上與Terzaghi及Peck(1948)的結果相近。據表4-12就可以得到土對應於N值的稠度狀態。
表4-11 粘性土N與稠度狀態關系(Terzaghi和Peck)
表4-12 N與液性指數IL的關系
4.評定地基土的承載力
國外在以標貫試驗確定粘性土地基的承載力時,一般是由N值推求抗剪強度或無側限抗壓強度qu,再按理論公式計算承載力。
在國內,著重開展標貫試驗與載荷試驗對比研究,並提出經驗關系。
《建築地基基礎設計規范》(GBJ7-89),對砂性土承載力標准值,列於表4-13,對粘性土承載力標准值,列於表4-14。
表4-13 N值與砂性土承載力標准值fk的關系
表4-14 N值與粘性土承載力標准值fk的關系
國內很多單位也提出不少地區性的經驗公式,使用時要注意地區性、土類的差異。
5.評定土的變形參數
用標貫試驗估算土的變形參數時有兩種途徑:一種是與平板載荷試驗對比,得出變形模量E0;另一種是與室內壓縮試驗對比,得出壓縮模量Es值。一些經驗關系式見表4-15所列。
表4-15 N值與E0或Es的經驗關系式
6.預估單樁承載力及選擇樁尖持力層
(1)求單樁承載力 用標貫擊數直接估算樁端和樁周極限承載力,國外已有些經驗可供借鑒。施默特曼(J H Schmertmann,1969)提出按表4-16估算打入樁單樁承載力。應用范圍:N=5~60。N<5時,用N=0計;N>60時,用N=60計。
表4-16 利用N值估算樁端極限阻力qbu和樁周極限阻力qsu
註:qc為靜力觸探的貫入阻力;摩阻比即靜力觸探側壁阻力和錐尖阻力之比。
日本《建築鋼管樁基礎設計規范》規定:在持力層為砂土時,樁端極限阻力為:
土體原位測試與工程勘察
式中:N1為樁尖以下2d范圍內的N平均值;N2為樁尖以下10d范圍內的N平均值;d為樁身直徑。
樁周總極限摩阻力為:
土體原位測試與工程勘察
式中:Ns為樁周為砂土部分N的平均值;Nc為樁周為粘性土部分N的平均值;As,Ac分別為樁在砂土層和粘性土層部分的側面積。
北京地質勘察處研究所,曾收集31組試樁與標准貫入試驗求單樁承載力的對比資料,提出以下公式求鑽孔灌注樁極限承載力q:
土體原位測試與工程勘察
式中:q為灌注樁極限承載力(t);lc、ls分別為樁身在粘性土部分與砂土部分的長度(m);
當孔底虛土厚度H>0.5m時,則採用下式:
土體原位測試與工程勘察
(2)選擇樁尖持力層 利用標准貫入試驗選擇樁尖持力層,從而確定樁的長度是一個比較簡便和有效的方法,特別是地層變化較大的情況更具突出的優點。
根據國內、外的工程實踐,對於打入式預制樁,常選N=30~50擊作為持力層。對廣州地區的殘積層N=30就可滿足樁長15~20m對持力層的要求。但應用時應結合地區經驗來考慮,如上海,一般在60m以下才出現N≥30擊的地層;多用半支承半摩擦樁,即可把樁尖持力層選在地下35m及50m上下的N=15~20擊的中密粉細砂及粘土層上。實踐證明,這也是合理可靠的。
7.液化判別
20世紀60年代,Seed等人在對美國阿拉斯加地震及日本新瀉地震的研究中,提出以標准貫入試驗的N值為主要指標的「剪應力比-標准貫入法」是很有影響的。
在中國邢台、海城、唐山地震後,結合現場調查並進行理論分析研究,參考Seed等人的成果,提出了以標貫擊數N值為主要參數,同時考慮地震烈度、有效覆蓋壓力和地下水位等主要因素的砂土和輕亞粘土的可能液化判別式。該公式納入國家標准《建築抗震設計規范》。
現行國家標准《建築抗震設計規范》(GB50011-2001)中規定:當飽和土標貫錘擊數(未經桿長修正)小於液化判別標准貫入擊數的臨界值時,應判為液化土。
液化判別標准貫入擊數臨界值可按下式計算:
土體原位測試與工程勘察
土體原位測試與工程勘察
式中:Ncr為液化判別標准貫入錘擊數臨界值;N0為液化判別標准貫入錘擊數基準值(表4-17);ds為飽和土標准貫入點所處深度(m);dw為地面到地下水位的深度(m);pc為粘粒含量(%),當小於3或為砂土時,應採用3。
表4-17 標准貫入錘擊數基準值
註:括弧內數值用於設計基本地震加速度為0.15 g和0.30 g的地區。
參考文獻
中華人民共和國國家標准《建築地基基礎設計規范》GBJ 7-89,北京:中國建築工業出版社
中華人民共和國國家標准《建築抗震設計規范》GB 50011-2001,北京:中國建築工業出版社
中華人民共和國國家標准《岩土工程勘察規范》GB 50021-2001,北京:中國建築工業出版社
林宗元主編.2003.《簡明岩土工程勘察設計手冊》,北京:中國建築工業出版社
孟高頭.1997.《土體原位測試機理、方法及其工程應用》[M].北京:地質出版社
南京水利科學研究院土工所.2003.土工試驗技術手冊,北京:人民交通出版社
唐賢強,謝瑛,謝樹彬等.1993.《地基工程原位測試技術》,北京:中國鐵道出版社
王鍾琦,孫廣忠,劉雙光等.1986.《岩土工程測試技術》,北京:中國建築工業出版社
張喜發,劉超臣,欒作田,張文殊.1984.《工程地質原位測試》[M].地質出版社
Ⅳ 標准貫入測試
標准貫入測試(standard penetration test),簡稱標貫(SPT),是動力觸探測試方法的一種,其設備規格和測試程序在世界上已趨於統一。它和圓錐動力觸探測試的區別,主要是探頭不同。標貫探頭不是圓錐形,而是空心圓柱形,即常稱的標准貫入器,如圖3—7所示。在測試方法上也不同,標貫是間斷貫入,每次測試只能按要求貫入0.45m,只計貫入0.30m的錘擊數N,稱標貫擊數N,N沒有下角標,以和圓錐貫入錘擊數相區別。圓錐動力觸探是連續貫入,連續分段計錘擊數。
圖3—7標准貫入器(單位:mm)
1—貫入器靴;2—貫入器身;3—排水孔;4—貫入器頭;5—探(鑽)桿接頭
標貫的穿心錘質量為63.5kg,其動力設備要有鑽機配合。
1.標貫測試原理
穿心錘自0.76m高處自由下落,撞擊錘座,通過探(鑽)桿將標准貫入器貫入孔底土層中,其錘擊能量變動范圍很大。目前,國外已發展了標貫能量的標定方法,然後對N值修正為標准能量的擊數,大大提高了測試精度。
輸入鑽桿錘擊能量的標定原理如圖3—8所示。在離打頭△L處設置一測力計,以便量測傳遞到探桿的錘擊動能能量,記錄探桿受打擊後的力與時間波形曲線(見圖3—9)。用下式可計算進入探桿的第一個壓縮波的能量Ei:
土體原位測試機理、方法及其工程應用
式中:F(t)——在探桿中於時間t量測的動壓縮力;
△t——第一個壓縮波持續的時間,自t=0開始;
A——測力計上下鑽桿的截面積;
E——鑽桿的楊氏彈性模量(2.1×105MPa);
C——壓縮波在鑽桿中的傳播速度(5120m/s)。
圖3—8量測輸入探桿錘擊能量示意圖
圖3—9理想的F(t)-t波形曲線
式中的K1、K2、Kc、△t由下式計算:
土體原位測試機理、方法及其工程應用
式中:K1——由於測力計未反映錘擊打頭到測力點△L長度鑽桿的壓縮波能量的修正系數;
rm——探桿系統(總長L)總質量m與錘質量M的比值;
d——△L/L;
K2——當探桿系統長度L小於等代桿長L。時的理論修正系數;
Le——等代桿長,為錘質量與探桿單位長度質量之比;
Kc——把鑽桿的理論彈性波速度C修正為實際彈性波速度Ca的修正系數;
L′——由測力點到貫入器底的長度。
由式(3—25)計算得Ei後,可以算得量測應力波能量比ERi(%):
土體原位測試機理、方法及其工程應用
式中:Ei——輸入探桿的第一個壓縮波的能量;
E*——理論的錘擊動能(=MgH=476N-m)。
用標準的貫入器和測試方法,基準的應力波能量比為60%,則可用ERi修正標貫擊數Ni為標準的錘擊數N60。
土體原位測試機理、方法及其工程應用
式中:Ni——相應於ERi的實測錘擊數。
2.標准貫入測試程序和要求
標准貫入試驗自1927年問世以來,其設備和測試方法在世界上已基本統一。按水電部土工試驗規程SD128-86規定,其測試程序如下:
(1)先用鑽具鑽至試驗土層標高以上0.15m處,清除殘土。清孔時,應避免試驗土層受到擾動。當在地下水位以下的土層進行試驗時,應使孔內水位保持高於地下水位,以免出現涌砂和塌孔;必要時,應下套管或用泥漿護壁。
(2)貫入前應擰緊鑽桿接頭,將貫入器放入孔內,避免沖擊孔底,注意保持貫入器、鑽桿、導向桿聯接後的垂直度。孔口宜加導向器,以保證穿心錘中心施力。貫入器放入孔內後,應測定貫入器所在深度,要求殘土厚度不大於0.1m。
(3)將貫入器以每分鍾擊打15—30次的頻率,先打入土中0.15m,不計錘擊數;然後開始記錄每打入0.10m及累計0.30m的錘擊數N,並記錄貫入深度與試驗情況。若遇密實土層,錘擊數超過50擊時,不應強行打入,並記錄50擊的貫入深度。
(4)旋轉鑽桿,然後提出貫入器,取貫入器中的土樣進行鑒別、描述記錄,並測量其長度。將需要保存的土樣仔細包裝、編號,以備試驗之用。
(5)重復1—4步驟,進行下一深度的標貫測試,直至所需深度。一般每隔1m進行一次標貫試驗。
3.注意事項
(1)標貫和圓錐動力觸探測試方法的不同點,主要是不能連續貫入,每貫入0.45m必須提鑽一次,然後換上鑽頭進行回轉鑽進至下一試驗深度,重新開始試驗。
(2)此項試驗不宜在含碎石土層中進行,只宜用在粘性土、粉土和砂土中,以免損壞標貫器的管靴刃口。
4.標貫測試成果整理
(1)求錘擊數N:如土層不太硬,並貫穿0.30m試驗段,則取貫入0.30m的錘擊數N。如土層很硬,不宜強行打入時,可用下式換算相應於貫入0.30m的錘擊數N。
土體原位測試機理、方法及其工程應用
式中:n——所選取的貫入深度的錘擊數;
△S——對應錘擊數n的貫入深度(m)。
(2)繪制N-H關系曲線。
Ⅵ 標准貫入試驗有哪些
標准貫入試驗方法的步驟及注意事項有哪些?
步驟:1.用鑽機先鑽到需要進行標准貫入試驗的土層,清孔後,換用標准貫入器,並量得深度尺寸。2.將貫入器垂直打入試驗土層中,先打入15cm,不計擊數,繼續貫入土中30cm,記錄其錘擊數,此數即為標准貫入擊數。3.提出貫入器,將貫入器中土樣取出,進行鑒別描述、記錄,然後換以鑽探工具繼續鑽進,至下一需要進行試驗的深度,再重復上述操作,一般可每隔1.0-2.0m進行一次試驗。4.對同一土層應進行多次試驗,然後取錘擊數的平均值。
注意事項:1.重視鑽進工藝和清孔的質量,對貫入器開始貫入15cm的擊數也要記錄,以判斷孔底是否有殘土或土的擾動程度;2.鑽桿及導向桿垂直,防止在孔內搖晃。3.對試驗段要求測定每錘擊一次後的累計貫入量。一次貫入量不足2cm時,記錄每貫入10cm的錘擊數。
Ⅶ 什麼叫標准貫入度,這個數值都用來做什麼
動力觸探是利用一定的落錘能量,將一定尺寸、一定形狀的探頭打入土中,根據打入的難易程度(貫入度)來測定土的性質的一種現場測試方法。根據錘重、落距、探頭或貫入器的不同,可將動力觸探分為輕型、中型、重(1)型(即標准貫入試驗)和重(2)型。各型動力觸探的技術指標參考數據如下表:
類型 錘重(Kg) 落距(cm) 探頭或貫入器 貫入指標 觸探桿外徑(mm)
輕型 10 50 圓錐頭,錐角60°,錐底直徑4.0mm,錐底面積12.6cm2 貫入30cm的錘擊數N10 25
中型 28 80 圓錐頭,錐角60°,錐底直徑6.18mm,錐底面積30cm2 貫入10cm的錘擊數N28 33.5
重(1)型 63.5 76 管式貫入器,外徑5.1cm,內徑3.5cm,刃口角度19°47′,長度70cm 貫入30cm的錘擊數N63.5 42
重(2)型 63.5 76 圓錐頭,錐角60°,錐底直徑7.4mm,錐底面積43cm2 貫入10cm的錘擊數N63.5 42
注 重(1)型動力觸探即標准貫入試驗。
輕型和中型動力觸探,適用於一般粘性土;標准貫入試驗除適用一般粘性土外,還可適用於粉土、砂土,包括粉砂、細砂和中砂。對於粗砂、礫砂,以及圓礫、卵石等碎石土類,則應採用重(2)型動力觸探。堤防工程常採用標准貫入試驗。
Ⅷ 簡述標准貫入試驗成果的應用有哪些
標准貫入試驗實測擊數是標准貫入器打入土中一定深度(30)所需的錘擊數。
標准貫入試驗(standard penetration test,SPT)是動力觸探的一種,是在現場測定砂或粘性土的地基承載力的一種方法。這一方法已被列入中國國家《工業與民用建築地基基礎設計規范》中。
用63.5kg的錘,自1900px(76cm)的高度自由落下,將長度51厘米、外徑5.1厘米、內徑3.49厘米的對標准貫入器擊入土中750px(30cm)所需的錘擊數,稱為標准貫入擊數N。