静力触探试验新技术

第三章静力触探试验资环学院吴道祥2.1 概述静力触探试验(Static ConePenetration, CPT)是利用准静力以恒定的贯入速率将一定规格和形状的圆锥探头通过一系列探杆压入土中，同时测记贯入过程中探头所受到的阻力，根据测得的贯入阻力大小来间接判定土的物理力学性质的现场试验方法。

2.1 概述静力触探首先在荷兰研制成功，因此静力触探也叫“荷兰锥”试验。

按测量机理分:机械式静力触探和电测式静力触探。

按探头功能分:单桥静力触探、双桥静力触探、孔压静力触探。

电测式静力触探的优点:(1)测试连续、快速，效率高，功能多，兼具勘探与测试双重作用;(2)测试数据精度高，再现性好;(3)采用电测技术，便于实现测试工程的自动化，测试成果可由计算机自动处理，减少了工作强度。

2.1 概述根据静力触探，包括孔压静力触探试验结果，结合地区经验，可以用于以下目的:1)土类定名，并划分土层的界面;2)评定地基土的物理、力学、渗透性质的相关参数;3)确定地基承载力;4)确定单桩极限承载力;5)判定地基土液化的可能性。

2.1 概述静力触探试验适应于软土、粘性土、粉土、砂类土和含有少量碎石的土层。

与传统的钻探方法相比，静力触探试验具有速度快、劳动强度低、清洁、经济等优点，而且可以连续获得地层的强度和其他方面的信息，不受取样扰动等人为因素的影响。

静力触探试验中不能对土进行直接的观察、鉴别，而且不适用于含较多碎石、砾石的土层和很密实的砂层。

2.2 静力触探试验的仪器设备一、贯入系统1.贯入装置1)液压式静力触探机(10-20t)2.2 静力触探试验的仪器设备2)手摇链条式静力触探机(2-3t);2.2 静力触探试验的仪器设备3)电动机械式静力触探机(4-5t)。

2.2 静力触探试验的仪器设备2.探杆探杆是传递贯入力的媒介，为保证触探孔的垂直，探杆一般采用高强度合金无缝钢管制造。

探杆也有一定的规格和要求，应有足够的强度，应采用高强度无缝管材，其屈服强度不宜小于600MPa。

实验一静力触探试验实验报告书（一）引言概述：在地质工程领域中，静力触探试验是一种常用的地质勘探方法。

本实验旨在通过静力触探试验，对不同地层的力学性质进行研究，为工程项目的设计和施工提供可靠的地质数据和参数。

本报告将详细介绍实验的目的、方法、结果和讨论，并总结本次实验的主要结论。

大点1：实验目的1.1 研究不同地层的力学性质。

1.2 掌握静力触探试验的操作方法。

1.3 分析实验结果，评估地层的承载能力。

小点1.1.1 确定实验区域的选取标准。

小点1.1.2 选择合适的试验点位。

小点1.1.3 确定试验的深度范围。

小点1.2.1 了解静力触探仪器的使用方法。

小点1.2.2 制定合理的试验方案。

小点1.2.3 准备必要的触探工具和配件。

小点1.3.1 对触探曲线进行解读和分析。

小点1.3.2 计算地层的强度指标。

小点1.3.3 归纳地层的特征及承载能力。

大点2：实验方法2.1 选取实验区域，并确定试验点位。

2.2 准备静力触探仪器和配件。

2.3 进行静力触探试验。

2.4 记录实验数据。

2.5 分析触探曲线和计算地层参数。

小点2.1.1 考虑地质条件和实验要求。

小点2.1.2 考察试验点位的可行性和典型性。

小点2.1.3 确定试验点位的布设方式。

小点2.2.1 确保触探仪器和配件的完好性。

小点2.2.2 配置稳定的触探装置。

小点2.2.3 调试仪器和配件的工作状态。

小点2.3.1 按照试验方案进行触探操作。

小点2.3.2 控制触探速度和触探力的稳定性。

小点2.3.3 保护试验设备和人身安全。

小点2.4.1 记录试验点位的具体位置。

小点2.4.2 记录试验过程中的观测和操作。

小点2.4.3 清理试验现场，整理实验数据。

小点2.5.1 采用曲线解读法分析触探曲线。

小点2.5.2 根据地质力学原理计算地层参数。

小点2.5.3 综合分析结果，对各地层进行评价。

大点3：实验结果和分析3.1 触探曲线的特征及解读结果。

静力触探试验在工程勘察技术中的实用意义摘要：一、静力触探试验的概述二、工程勘察技术中静力触探试验的作用三、静力触探试验在工程勘察中的应用实例四、静力触探试验的优势与局限性五、未来发展展望正文：一、静力触探试验的概述静力触探试验（Static Cone Penetration Test，简称SCPT）是一种在地面或地下进行的岩土工程勘察方法。

通过该试验，可以获得地基土层的力学性质、工程特性等关键信息，为工程建设提供重要依据。

静力触探试验在我国工程勘察领域得到了广泛的应用，具有很高的实用价值。

二、工程勘察技术中静力触探试验的作用1.地基土层性质的判定：静力触探试验通过测量钻头在土层中的贯入阻力，可以判断土层的性质、均匀性及变化趋势，为地基设计和基础选型提供依据。

2.土层参数的获取：静力触探试验可测定土层的厚度、密度、剪切波速等物理力学参数，为工程设计提供详细的数据。

3.地下水位及土层液限的确定：静力触探试验可在钻孔中安装压力计和流量计，测定地下水位及其变化，判断土层的液限。

4.地基承载力的评估：静力触探试验可通过计算钻头贯入过程中的阻力与深度关系，评估地基承载力。

三、静力触探试验在工程勘察中的应用实例1.高速公路建设：在高速公路工程勘察中，静力触探试验可用于评估路基土壤的承载力、均匀性等特性，为设计提供依据。

2.桥梁基础工程：在桥梁基础工程中，静力触探试验可用于调查河床、两岸边坡等地基土层的性质，为基础设计提供数据支持。

3.港口与航道工程：静力触探试验在港口与航道工程中，可帮助了解海底土层的承载力、稳定性等特性，为海底基础工程设计提供参考。

四、静力触探试验的优势与局限性1.优势：静力触探试验设备轻便、操作简便、成本较低，适用于各种地质条件和场地。

试验结果可靠，对地基土层的评价具有较高的准确性。

2.局限性：静力触探试验的深度有限，对于深层地基的勘察效果不佳。

此外，试验结果受土层性质、钻头形状、操作技术等因素影响，需要综合其他勘察方法进行验证。

静力触探试验在工程勘察技术中的实用意义摘要：静力触探技术的发明和应用，对工程勘察业具有革命性的意义，以简单、快捷、经济、准确的特点成为岩土工程勘察重要的原位测试手段。

本文简述了静力触探技术的发展历史、试验原理及现今静力触探新技术和发展方向。

主要就以下方面进行探讨：岩土力学分层和岩土类别判定；估算地基承载力特征值及单桩承载力。

关键词：静力触探，工程勘察技术，应用1、静力触探的发展历史静力触探技术的雏形最早于1917年出现在瑞典铁路工程中，当时采用的是螺旋锥头式静力触探；1930年荷兰开始使用尖锥试验，国际上称为荷兰静力触探，方法较瑞典法更为直观，在业内影响较大。

但终究是一种机械式静力触探。

后由我国土力学、岩石力学专家陈宗基教授于1954年引入国内，但由于适用范围限制及使用经验缺乏最终放弃使用。

静力触探技术的革命性发展源于上世纪50年代末期电阻应变微米测试传感技术的出现。

随即产生革命性的新思路——设计一套力学电学传感装置，该装置贯入地层时直接感受土层的阻力变化，将物理阻力变化转化为电学信号变化，并接收、存储这种电学信号，再利用阻力值和电学信号的对应关系把电学信号的变化解读为阻力值的变化。

这就是最早发展革命性电测静力触探的概念设计。

我国于1962年开始经过两年多的奋力探索，于1964 年试制成功，并在建工系统内推广使用。

荷兰在1969年出版《1 gm_medelelingen》专辑（the dutchstatic penetration test with the adhesion jacket cone）时表示正在研制甚至接近成功的电测静力触探。

并于1970 年于美国土木工程学会SMFE 学报上发表了荷兰的CPT。

到1980年荷兰部长级代表团访问中国建筑科学研究院，参观了我国的CPT。

回国后撰写的访华报告中指出：中国的CPT发展比荷兰早5~6 年。

回顾历史，由原建工部综合勘察研究院研制成功，并由全国四十多个勘察、设计、科研单位齐心协力发展起来的一整套电测静探（CPT）的仪器、机具、方法与实用经验，是国际首创的新技术成就，这也坚定了我国深入发展CPT的决心和信心。

六、静力触探试验1. 试验的目的及意义通过静力触探试验，了解双桥经理处探探头的构造和标定方法，掌握试验的操作步骤及技术要求，处理试验数据得到地基土的锥尖阻力q 、侧壁摩阻力f 及摩阻比R ,并对地基csf土进行分层及土类鉴别。

2. 试验的适用范围静力触探试验适应于软土、粘性上、粉土、砂类土和含有少量碎石的土层。

与传统的钻探方法相比，静力触探试验具有速度快、劳动强度低、清洁、经济等优点，而且可连续获得地层的强度和其他方面的信息。

不受取样扰动等人为因索的影响。

这对于地基土在竖向变化比较复杂，而用其他常规勘探试验手段能大密度取土或测试来査明土层变化；对于在饱和砂土、砂质粉土及高灵敏性软土中的钻探取样往往不易达到技术要求，或者无法取样的情况。

静力触探试验均具有它独特的优越性。

因此,在适宜于使用静力触探的地区，该技术普遍受到欢迎。

但是，静力射探试验中不能对上进行直接的观察、鉴别，而且不适用于含较多碎石、砾石的土层和很密实的砂层。

3. 试验的基本原理静力触探试验是利用准静力以恒定的贯入速率将一定规格和形状的圆锥探头通过一系列探杆压入土中，同时测记贯入过程中探头所受到的阻力，根据测得的贯入阻力大小来间接判定土的物理力学性质的现场试验方法。

静力触探试验所能获得的土层信息与探头的性能有很大的关系。

单桥探头测得圆锥所受土体总的阻力，即贯入比阻力p ，双桥探头同时测得锥尖阻力q 和侧壁摩阻力f，这些scs 参数广泛用于桩基承载力设计中。

孔压探头是在双桥探头基础上增加了孔压测量传感器，因此测试过程中除了能够获得锥尖阻力q 和侧壁摩阻力f之外，还可以获得孔压u ,并可在静止状态下在某一深度进行孔cs压消散试验，得到土层固结特性。

4.试验仪器及制样工具静力触探试验设备主要包括探头、贯入主机、反力装置、探杆和记录仪组成•试验中采用设备如下：探头：多功能无绳静力触探探头,除了可以量测锥尖阻力和侧壁摩阻力外，还可以测得孔压、贯入深度和钻杆倾斜度；试验前需要在标定架上对静力触探探头进行标定，得到相应的标定系数。

地基承载力试验检测(静力触探法)（一）引言概述：地基承载力试验检测是土木工程中非常重要的一项工作，它对于确保建筑物的安全稳定至关重要。

静力触探法作为一种常用的地基承载力试验方法，具有简便、经济、有效的特点。

本文将介绍静力触探法的工作原理，并分析其应用范围、试验设备的选择、试验过程的操作要点、试验结果的分析和数据处理等方面的内容。

一、静力触探法的工作原理1. 渗透阻力原理2. 摩阻力原理3. 静压力原理4. 配合试验数据解析原理5. 与其他试验方法的对比分析二、静力触探法的应用范围1. 土层类型的要求2. 地层深度的要求3. 工程类型的适用性4. 特殊条件下的适用性5. 设计阶段中的应用建议三、试验设备的选择和准备1. 触探钻杆和探头的选择2. 实际探测位置的规划3. 试验设备的校准和准备工作4. 环境因素对试验设备的影响5. 预防探头堵塞和损坏的策略四、试验过程的操作要点1. 钻孔操作的规范与流程2. 探头插入和移除的注意事项3. 试验中的数据记录与监测4. 试验装置的保养和维护5. 人员安全和施工环境的保障五、试验结果的分析和数据处理1. 渗透阻力-锤击数曲线的解读2. 摩阻力-锤击数曲线的解读3. 静压力-沉探数曲线的解读4. 结果与地基承载力评价标准的对比5. 数据处理与试验结果的可靠性分析总结：静力触探法作为地基承载力试验的一种常用方法，具有简便、经济、有效的特点。

通过详细介绍其工作原理、应用范围、试验设备的选择和准备、试验过程的操作要点以及试验结果的分析和数据处理，有助于工程师和相关人员更好地理解并应用该方法，确保建筑物的安全稳定性。

同时，要注意试验过程中的安全和环境保护问题，保证试验数据的可靠性。

简析静力触探的应用发展在工程建设过程中，岩土工程原位测试的作用无可替代，在免除钻探、取样和运输等对岩土体原生结构扰动与原位应力释放上，作用尤为明显，可快速、准确获得反映岩土体结构的相关参数。

而在这一应用中，静力触探是最为成熟与常用的技术之一。

在本文中，笔者主要从静力触探的发展、在岩土工程中的应用及其发展等方面做了有益的分析与探讨。

一、静力触探技术的现状分析1917年，静力触探最先应用到工程中，于瑞典铁路工程中率先应用，属于螺旋锥锥头式静力触探；1930年，尖锥试验出现，称之为荷兰静力触探；1948年，世界上第一个电测试探头被研制出来；1949年，电测探头在实验室内使用；1957年，世界上第一台能测侧阻力电测试探头出现；1965年，标准化的电测式探头出现[1]。

随着美国与前苏联的加入，在月球勘察中，使用了自动记录静力触探仪。

在新型静力触探仪不断涌现的情况下，收到了世界范围内的高度重视。

而在我国，1954年，静力触探技术在黄土地区开展了试验研究；1964年，我国第一台电测式触探仪成功研制；1965年，我国自主研发的电阻应变式静力触探仪研制出来，成为我国后来静力触探技术发展的坚实基础；1967年，我国成功研制出机械传动静力触探仪；1969年，双缸油压静力触探被研制出来，为我国静力触探提供了方向[2]。

二、静力触探技术在岩土工程中的应用在工程地质研究、评价中，静力触探的应用非常广泛，比如在土类判别、粘性土不排水抗剪强度、砂土液化判别等中均得到了良好的应用。

而近年来，在粘性土稠度状态、砂土密实度、估算土强度参数和评定土应力等方面，均得到了良好的应用。

（一）在土地特征与微地貌单元中的应用在地貌单元的划分与判断上，主要是按照地层结构分布特点、地貌形态与地形标高等。

而在河流阶地类型的判断上，主要是依靠地层结构分布特点，从而可为评价场地工程地质条件提供帮助[3]。

图1为某市区河漫滩与河流1、2级阶地的土層静力触探Ps值曲线图，根据曲线图判断地层结构为内叠阶地。