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双桥静力触探分层方法传统的单桥静力触探（简称单桥静探）只能测量比贯入阻力（Ps），数据单一、图形简单，在已有静探测试经验的简单场地能较好地满足工程需要，但对于岩土种类较多的复杂场地，单桥静探就具有较大的局限性。
而双桥静力触探（简称双桥静探）可以测量锥尖阻力（qc）和侧壁阻力（fs），还能求算出摩阻比（Rf），数据多元、图形丰富，相比单桥静探具有单独测试能力强、分层更准确等特点。
勘测分公司在地层复杂、软土深厚的江汉平原地区大量使用双桥静探进行测试，很好地满足了工程的需要，取得了较好的实践效果。
现将双桥静力触探内业整理经验归纳如下。
一：各类土的双桥静探曲线特征划分土层是双桥触探的基本应用之一，目前国内外在利用静力触探指标划分土层、确定土名的问题上，大多采用双桥探头测得的。
通过多年来湖北地区粘性土、粉土及砂类土中进行的静力触探与钻孔资料的对比，按土类对曲线形态进行分析，从中得出比较显著的特征，可以做为划分土类的基本标志，现分述如下：( 1 )填土：在测试以粘性土为主的素填土和以生活垃圾为主的杂填土，曲线变化无规律，往往出现突变现象，由于其位于表层，比较好判定。
2 )粘土：qc曲线比较平缓，有缓慢的波形起伏，局部略有突峰，fs曲线略有突峰，在曲线右侧且距离较大。
粘土特征曲线粉质粘土特征曲线( 3 ) 粉质粘土：qc曲线比较平缓，有缓慢的波形起伏，局部略有突峰，fs曲线局部略有突峰，与qc曲线距离较粘土近，大部位于qc曲线右侧，当土质不均时局部交叉越过qc曲线( 4 ) 粉土：qc值较大，曲线呈短锯齿状，齿峰较缓，fs曲线一般位于qc曲线右侧，局部间隔较大，但偶尔也和qc曲线左右穿插。
粉土特征曲线粉细砂特征曲线( 5 ) 砂类土：qc值较大，曲线呈长锯齿状，fs 曲线一般和qc曲线间隔较小，曲线尖峰处大部位于qc曲线以左；砂类土颗粒不均匀时qc曲线和fs曲线的尖齿更为剧烈，局部呈不规则的、残破的大锯齿状二：各土类划分指标通过双桥静探曲线形态我们能够对土层大致分层，但要做到精确分层我们还应根据《工程地质手册》（第四版）第205页图3-4-6来划分，现结合《岩土工程勘察工作规程》（DB42/169-2003）将图3-4-6中的公式整理成下表。
双桥静力触探分层方法传统的单桥静力触探（简称单桥静探）只能测量比贯入阻力（Ps），数据单一、图形简单，在已有静探测试经验的简单场地能较好地满足工程需要，但对于岩土种类较多的复杂场地，单桥静探就具有较大的局限性。
而双桥静力触探（简称双桥静探）可以测量锥尖阻力（qc）和侧壁阻力（fs），还能求算出摩阻比（Rf），数据多元、图形丰富，相比单桥静探具有单独测试能力强、分层更准确等特点。
勘测分公司在地层复杂、软土深厚的江汉平原地区大量使用双桥静探进行测试，很好地满足了工程的需要，取得了较好的实践效果。
现将双桥静力触探内业整理经验归纳如下。
一：各类土的双桥静探曲线特征划分土层是双桥触探的基本应用之一，目前国内外在利用静力触探指标划分土层、确定土名的问题上，大多采用双桥探头测得的。
通过多年来湖北地区粘性土、粉土及砂类土中进行的静力触探与钻孔资料的对比，按土类对曲线形态进行分析，从中得出比较显著的特征，可以做为划分土类的基本标志，现分述如下：( 1 )填土：在测试以粘性土为主的素填土和以生活垃圾为主的杂填土，曲线变化无规律，往往出现突变现象，由于其位于表层，比较好判定。
2 )粘土：qc曲线比较平缓，有缓慢的波形起伏，局部略有突峰，fs曲线略有突峰，在曲线右侧且距离较大。
粘土特征曲线粉质粘土特征曲线( 3 ) 粉质粘土：qc曲线比较平缓，有缓慢的波形起伏，局部略有突峰，fs曲线局部略有突峰，与qc曲线距离较粘土近，大部位于qc曲线右侧，当土质不均时局部交叉越过qc曲线( 4 ) 粉土：qc值较大，曲线呈短锯齿状，齿峰较缓，fs曲线一般位于qc曲线右侧，局部间隔较大，但偶尔也和qc曲线左右穿插。
粉土特征曲线粉细砂特征曲线( 5 ) 砂类土：qc值较大，曲线呈长锯齿状，fs 曲线一般和qc曲线间隔较小，曲线尖峰处大部位于qc曲线以左；砂类土颗粒不均匀时qc曲线和fs曲线的尖齿更为剧烈，局部呈不规则的、残破的大锯齿状二：各土类划分指标通过双桥静探曲线形态我们能够对土层大致分层，但要做到精确分层我们还应根据《工程地质手册》（第四版）第205页图3-4-6来划分，现结合《岩土工程勘察工作规程》（DB42/169-2003）将图3-4-6中的公式整理成下表。
淤泥 qc<0.4Mpa,fs<20Kpa，Rf=1-30 稳定平直，fs在qc右侧
淤泥质土 0.4<qc<0.7Mpa,10<fs<30Kpa，Rf=1-30 稳定平直，fs在qc 右侧
亚粘土（粉质黏土） 0.5<qc<4Mpa,20<fs<50Kpa,
Rf≥1.5-4 起伏变化缓慢，fs在qc右侧
粘土 0.5<qc<4Mpa,20<fs<50Kpa, Rf>4 起伏变化缓慢，fs在qc右侧亚砂土 0.7<qc<9Mpa, Rf≥0.9-1.5 短锯齿状或曲线呈麻花状交叉，或贴近左右一侧
含结核粘土 qc>2Mpa,fs>100Kpa qc fs不稳定，曲线有突变，fs在qc 左右侧无规律
粉细砂 2<qc<15Mpa，Rf=0.6-0.9 fs不稳定,长锯齿状,曲线起伏较大, fs在qc左侧
中粗砂 qc>10Mpa, Rf<0.6 长锯齿状,曲线起伏较大,fs在qc左侧
风化层 qc>3.5Mpa fs是稳定高值qc不太稳定, fs在qc左侧或右侧突变。
- 102 -工 程 技 术孔压静力触探是对静力触探测试技术进行改进得出的一种土层分类技术，该技术对土体的扰动较小，因此广泛应用于工程地质勘察。
目前，许多专家学者采用这项技术对工程地质进行勘察工作。
汪晔欢等[1]基于CPTU 贯入原理，对浅地层土体的剪切变形特性进行分析，结果表明，该技术可准确识别浅地层土体的地质特性和变形特性，可行性较高。
杜宇等[2]基于孔压静力触探测试技术，建立其测试参数，进行室内试验及原位试验，分析该方法的应用效果，结果表明，该方法在获取土层的上覆应力方面仍存在一定的不确定性。
林军等[3]以江苏地区土层为研究对象，进行孔压静力触探试验，对其土层进行分类，并将其试验结果与SBT 分类方法得出的结果进行对比，结果表明，该地区的土层以软土为主。
邱敏等[4]基于层次聚类算法，并结合孔压静力触探技术，对某地区土层进行分类划分，结果表明采用锥尖阻力、孔隙水压力作为划分参数对地层进行划分准确性较高。
苗永红等[5]基于模糊隶属度理论，进行CPTU 测试，对复杂土层界面的土体进行分类，结果表明，该技术可准确判断土层过渡层的具体位置。
本研究以某工程场地为研究对象，采用车载孔压静力触探测试系统对其地质情况及其土层分布规律进行勘测。
1 工程概况本研究以某工程场地为研究对象，采用美国Vertek-Hogentogler 公司车载孔压静力触探测试系统对地质情况及其土层分布规律进行勘测，该试验场地的土体相关力学性能指标见表1。
2 孔压静力触探基本原理及相关试验指标孔压静力触探（CPTU ）是基于静力触探测试技术（CPT ），对其进行改进和发展得出的一种土层原位测试技术，这项技术通过探头锥尖处得出的土层试验指标，对试验指标进行换算，根据试验指标换算结果，对土层进行分类[6]。
CPTU 技术的探头主要包括探头、过滤器、压力传感器、椎体传感器、摩擦套管和侧斜仪等原件，其探头具有多功能、多参数测试的特点。
由于该技术对土体的扰动较小，因此广泛应用于工程地质勘察工作。
双桥静力触探分层探讨传统的单桥静力触探（简称单桥静探）只能测量比贯入阻力（Ps），数据单一、图形简单，在已有静探测试经验的简单场地能较好地满足工程需要，但对于岩土种类较多的复杂场地，单桥静探就具有较大的局限性。
而双桥静力触探（简称双桥静探）可以测量锥尖阻力（q c）和侧壁阻力（f s），还能求算出摩阻比（R f），数据多元、图形丰富，相比单桥静探具有单独测试能力强、分层更准确等特点。
勘测分公司在地层复杂、软土深厚的江汉平原地区大量使用双桥静探进行测试，很好地满足了工程的需要，取得了较好的实践效果。
现将双桥静力触探内业整理经验归纳如下。
一：各类土的双桥静探曲线特征划分土层是双桥触探的基本应用之一，目前国内外在利用静力触探指标划分土层、确定土名的问题上，大多采用双桥探头测得的。
通过多年来湖北地区粘性土、粉土及砂类土中进行的静力触探与钻孔资料的对比，按土类对曲线形态进行分析，从中得出比较显著的特征，可以做为划分土类的基本标志，现分述如下：( 1 )填土：在测试以粘性土为主的素填土和以生活垃圾为主的杂填土，曲线变化无规律，往往出现突变现象，由于其位于表层，比较好判定。
( 2 )粘土：q c曲线比较平缓，有缓慢的波形起伏，局部略有突峰，f s曲线略有突峰，在曲线右侧且距离较大。
粘土特征曲线粉质粘土特征曲线( 3 ) 粉质粘土：q c曲线比较平缓，有缓慢的波形起伏，局部略有突峰，f s曲线局部略有突峰，与q c曲线距离较粘土近，大部位于q c曲线右侧，当土质不均时局部交叉越过q c曲线。
( 4 ) 粉土：q c值较大，曲线呈短锯齿状，齿峰较缓，f s曲线一般位于q c曲线右侧，局部间隔较大，但偶尔也和q c曲线左右穿插。
粉土特征曲线粉细砂特征曲线( 5 ) 砂类土：q c值较大，曲线呈长锯齿状，f s曲线一般和q c曲线间隔较小，曲线尖峰处大部位于q c曲线以左；砂类土颗粒不均匀时q c曲线和f s曲线的尖齿更为剧烈，局部呈不规则的、残破的大锯齿状。
(2009-2010学年第二学期)土工测试原理与技术课程论文研究生：周森提交日期：2010年9月1日研究生签名：学号200920105032 学院土木与交通学院课程编号S0814004 课程名称土工测试原理与技术学位类别硕士任课教师刘叔灼教师评语：成绩评定：分任课教师签名：年月日基于静力触探技术的土层及土类划分方法周 森（华南理工大学土木与交通学院，广东 广州 510640）摘 要：静力触探是一种在工程中广泛应用的原位测试方法。
介绍了静力触探的国内、外发展状况、基本原理及成果应用，对单桥静力触探、双桥静力触探和孔压静力触探三种测试方法进行了比较，着重探讨了静力触探曲线在划分土层土类中的应用并总结了划分土层土类的三种方法，即目测经验法、分类图法和变量统计分析方法。
通过比较分析得出：双桥静力触探可同时测得锥尖阻力c q 和侧壁摩阻力s f ，因此较单桥静力触探具有较高的准确度；孔压静力触探方法综合运用h q c -、h f s -和h u -曲线划分土层，进一步提高了区分精度；随着计算机运算技术的发展，基于变量统计理论为基础的静力触探方法是今后的一个发展趋势。
关键词：静力触探技术；测试方法；土层土类划分中图分类号：TU 432 文献标识码：A 文章编号：作者简介：周森（1986～），男，河南南阳人，华南理工大学岩土工程专业硕士研究生，主要从事于风险分析方法在岩土工程中的应用及地下结构设计方法的研究。
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Classifications of Soil Layer and Soil Properties on the Basis of CPT TechniqueZhou Sen(College of Civil Engineering & Transportation,South China University of Technology, Guangzhou 510640, China)Abstract : Cone Penetration Test is a widely-used in-situ measurement in practical project. The development, basic principle and application of CPT technique are discussed, three methods----Single bridge static CPT, double bridge static CPT and pore pressure CPT are analyzed and compared. The methods used to classify soil layer and soil properties are focused on. Conclusions are drawn as follows: Both resistance awl c q and side friction s f can be obtained by double bridge static CPT, thus double bridge static CPT hashigher accuracy than that of single bridge static CPT; The curvesh q c -,h f s -and h u -can be comprehensively used by pore pressure CPT, which improves the accuracy more; The CPT technique based on statistical theory is an evolution trend in thefuture.Key words : CPT technique; in-situ measurement; classification1 静力触探的国内、外发展状况静力触探（Cone Penetration Test ，简称CPT ）是20世纪40年代随着实用土力学和理论土力学的建立，在欧洲一些软土分布较为广泛的国家发展起来的一种原位测试方法［1］。
静力触探试验(原理和应用)静力触探是指利用压力装置将有触探头的触探杆压入试验土层，通过量测系统测土的贯入阻力，可确定土的某些基本物理力学特性，如土的变形模量、土的容许承载力等。
静力触探加压方式有机械式、液压式和人力式三种。
静力触探在现场进行试验，将静力触探所得比贯入阻力（Ps）与载荷试验、土工试验有关指标进行回归分析，可以得到适用于一定地区或一定土性的经验公式，可以通过静力触探所得的计算指标确定土的天然地基承载力。
静力触探的贯入机理与建筑物地基强度和变形机理存在一定差异性，故不常使用。
基本原理静力触探的基本原理就是用准静力（相对动力触探而言，没有或很少冲击荷载）将一个内部装有传感器的触探头以匀速压入土中，由于地层中各种土的软硬不同，探头所受的阻力自然也不一样，传感器将这种大小不同的贯入阻力通过电信号输入到记录仪表中记录下来，再通过贯入阻力与土的工程地质特征之间的定性关系和统计相关关系，来实现取得土层剖面、提供浅基承载力、选择桩端持力层和预估单桩承载力等工程地质勘察目的。
静力触探主要适用于粘性土、粉性土、砂性土。
就黄河下游各类水利工程、工业与民用建筑工程、公路桥梁工程而言，静力触探适用于地面以下50m内的各种土层，特别是对于地层情况变化较大的复杂场地及不易取得原状土的饱和砂土和高灵敏度的软粘土地层的勘察，更适合采用静力触探进行勘察。
静力触探既是一种原位测试手段，也是一种勘探手段，它和常规的钻探——取样——室内试验等勘探程序相比，具有快速、精确、经济和节省人力等特点。
此外，在采用桩基工程勘察中，静力触探能准确地确定桩端持力层等特征也是一般常规勘察手段所不能比拟的。
探头的尺寸和加工精度，直接影响着触探资料的准确性。
统一探头几何尺寸的目的是为了使触探试验资料能够相互引用与对比。
规定的加工精度是为了保证探头的几何尺寸，限制探头几何尺寸的误差，同时也是为了使探头各部件能够正常工作。
选用的探头几何尺寸及加工精度必须符合我国规定的标准。
双桥静力触探分层方法传统的单桥静力触探（简称单桥静探）只能测量比贯入阻力（Ps），数据单一、图形简单，在已有静探测试经验的简单场地能较好地满足工程需要，但对于岩土种类较多的复杂场地，单桥静探就具有较大的局限性。
而双桥静力触探（简称双桥静探）可以测量锥尖阻力（qc）和侧壁阻力（fs），还能求算出摩阻比（Rf），数据多元、图形丰富，相比单桥静探具有单独测试能力强、分层更准确等特点。
勘测分公司在地层复杂、软土深厚的江汉平原地区大量使用双桥静探进行测试，很好地满足了工程的需要，取得了较好的实践效果。
现将双桥静力触探内业整理经验归纳如下。
一：各类土的双桥静探曲线特征划分土层是双桥触探的基本应用之一，目前国内外在利用静力触探指标划分土层、确定土名的问题上，大多采用双桥探头测得的。
通过多年来湖北地区粘性土、粉土及砂类土中进行的静力触探与钻孔资料的对比，按土类对曲线形态进行分析，从中得出比较显著的特征，可以做为划分土类的基本标志，现分述如下：( 1 )填土：在测试以粘性土为主的素填土和以生活垃圾为主的杂填土，曲线变化无规律，往往出现突变现象，由于其位于表层，比较好判定。
2 )粘土：qc曲线比较平缓，有缓慢的波形起伏，局部略有突峰，fs曲线略有突峰，在曲线右侧且距离较大。
粘土特征曲线粉质粘土特征曲线( 3 ) 粉质粘土：qc曲线比较平缓，有缓慢的波形起伏，局部略有突峰，fs曲线局部略有突峰，与qc曲线距离较粘土近，大部位于qc曲线右侧，当土质不均时局部交叉越过qc曲线( 4 ) 粉土：qc值较大，曲线呈短锯齿状，齿峰较缓，fs曲线一般位于qc曲线右侧，局部间隔较大，但偶尔也和qc曲线左右穿插。
粉土特征曲线粉细砂特征曲线( 5 ) 砂类土：qc 值较大，曲线呈长锯齿状，fs 曲线一般和qc 曲线间隔较小，曲线尖峰处大部位于qc 曲线以左；砂类土颗粒不均匀时qc 曲线和fs 曲线的尖齿更为剧烈，局部呈不规则的、残破的大锯齿状二：各土类划分指标通过双桥静探曲线形态我们能够对土层大致分层，但要做到精确分层我们还应根据《工程地质手册》（第四版）第205页图3-4-6来划分，现结合《岩土工程勘察工作规程》（DB42/169-2003）将图3-4-6中的公式整理成下表。
双桥静力触探土层划分方法探讨郭凌峰李正东赖建坤（广东工业大学岩土工程研究所，广州５１０００６）摘要：科学地进行地基土的力学分层，对于工程具有重要意义。
现有双桥静力触探土层划分是按分类图法对土类进行划分，没有实际划分具体过程，其物理力学内涵反映不够，也不便于更系统地分析及编程。
为此，针对双桥静力触探的土层划分问题，本文提出一种综合分析法；即基于模糊数学，对地基土实测数据先后进行力学性质分区和分类图法判别土类，再依照所选用的判定标准，通过模糊矩阵进行运算和归一化处理，以得到土层分区结果；该分析可利用自主开发的基于Ｆｏｒｔｒａｎ语言地基土分层程序进行。
在上述基础上，以广州南沙地区某软土地基处理项目作为案例，利用上述土层划分方法对静力触探数据进行分析计算，成功对目标测点土层进行了土类划分，表明了该法的可行性。
本文给出的双桥静力触探划分方法，简便易用且适应性强，便于一线工程技术人员应用。
关键词：地基土；双桥静力触探；模糊数学；土类分区；力学分层中图分类号：Ｆ２２４．５文献标识码：Ｂ文章编号：1674-2133（２０１６）０４－０５－０７Study of cone penetration layer division methodGUO Ling-fengLI Zheng-dong LAI Jian-kun（Institute of geotechnical engineering,Guangdong University of Technology ,Guangzhou 510006,China)Abstract:Ｉｔｉｓｏｆｇｒｅａｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｆｏｒｔｈｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｔｏｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃａｌｌｙｃａｒｒｙｏｕｔｔｈｅｌａｙｅｒｅｄｓｏｉｌｍｅｃｈａｎｉｃｓ．Ｔｈｅｃｏｎｅｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎｏｆｓｏｉｌｌａｙｅｒｐａｒｔｉｔｉｏｎｉｓｄｉｖｉｄｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ，ｎｏｔｔｈｅａｃｔｕａｌｄｉｖｉｓｉｏｎｏｆｔｈｅｓｐｅｃｉｆｉｃｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｈｅｐｈｙｓｉｃａｌａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｎａｔｕｒｅｉｓｎｏｔｅｎｏｕｇｈ，ｎｏｔｔｏｆａｃｉｌｉｔａｔｅａｍｏｒｅｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅｓｏｉｌｐａｒｔｉｔｉｏｎｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍｏｆｃｏｎｅｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎｔｅｓｔ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｓａｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅａｎａｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄ；ｂａｓｅｄｏｎｆｕｚｚｙｍａｔｈｅｍａｔｉｃｓ，ｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｄｄａｔａｏｆｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｓｏｉｌｈａｓｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｐａｒｔｉｔｉｏｎａｎｄｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｍａｐｃｒｉｔｅｒｉｏｎｏｆｓｏｉｌｔｙｐｅ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃｒｉｔｅｒｉａｏｆｔｈｅｓｅｌｅｃｔｅｄｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ａｎｄｎｏｒｍａｌｉｚｅｄｂｙｔｈｅｆｕｚｚｙｍａｔｒｉｘ，ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｇｅｔｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｐａｒｔｉｔｉｏｎｏｆｓｏｉｌｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｃａｎｂｅｕｓｅｄ；ｔｈｅｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅＦｏｒｔｒａｎｌａｎｇｕａｇｅｐｒｏｇｒａｍｂａｓｅｄｏｎｌａｙｅｒｅｄｓｏｉｌ．Ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｔｈｅａｂｏｖｅ，ａｓｏｆｔｓｏｉｌｇｒｏｕｎｄｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｒｏｊｅｃｔｉｎＧｕａｎｇｚｈｏｕＮａｎｓｈａａｒｅａａｓａｃａｓｅ，ｔｈｅＣＰＴｄａｔａｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｕｓｉｎｇｔｈｅｌａｙｅｒｄｉｖｉｓｉｏｎｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅｓｕｃｃｅｓｓｏｆｍｅａｓｕｒｉｎｇｐｏｉｎｔｓｏｆｓｏｉｌｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｓｈｏｗｅｄｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅｃｏｎｅｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎｄｉｖｉｓｉｏｎｍｅｔｈｏｄｉｓｇｉｖｅｎｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｅａｓｙｔｏｕｓｅａｎｄｓｔｒｏｎｇａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ，ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｌｉｎｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄｔｅｃｈｎｉｃａｌｐｅｒｓｏｎｎｅｌ．Keywords:Ｓｏｉｌ；ｃｏｎｅｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎｔｅｓｔ；ｆｕｚｚｙｍａｔｈｅｍａｔｉｃｓ；ｓｏｉｌｍｅｃｈａｎｉｃｓｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌｐａｒｔｉｔｉｏｎ１引言近静力触探作为一种常用的原位测试方法，已经成为了工程中不可或缺的重要测试手段。
静力触探试验静力触探试验是用静力将探头以一定的速率压入土中，利用探头内的力传感器，通过电子量测仪器将探头受到的贯入阻力记录下来。
由于贯入阻力的大小与土层的性质有关，因此通过贯入阻力的变化情况，可以达到了解土层的工程性质的目的。
静力触探试验可根据工程需要采用单桥探头、双桥探头或带孔隙水压力量测的单、双桥探头，可测定比贯入阻力(ps)、锥尖阻力(qc)侧壁阻力(fs)和贯入时的孔隙水压力（u）。
静力触探试验适用于软土、一般粘性土、粉土、砂土和含少量碎石的土。
一、静力触探的试验设备静力触探设备试验由加压装置、反力装置、探头及量测记录仪器等四部分组成：（一）加压装置加压装置的作用是将探头压入土层中，按加压方式可分为下列几种。
1.手摇式轻型静力触探。
利用摇柄、链条、齿轮等用人力将探头压入土中。
用于较大设备难以进入的狭小场地的浅层地基土的现场测试。
2.齿轮机械式静力触探。
主要组成部件有变速马达(功率2.8～3kW)、伞形齿轮、丝杆、稻香滑块、支架、底板、导向轮等。
其结构简单，加工方便，既可单独落地组装，也可装在汽车上，但贯入力小，贯入深度有限。
3.全液压传动静力触探。
分单缸和双缸两种。
主要组成部件有：油缸和固定油缸底座、油泵、分压阀、高压油管、压杆器和导向轮等。
目前在国内使用液压静力触探仪比较普遍，一般最大贯入力可达200kN。
(二)反力装置静力触探的反力用三种形式解决：1.利用地锚作反力。
当地表有一层较硬的粘性土覆盖层时，可以是使用2～4个或更多的地锚作反力，视所需反力大小而定。
锚的长度一般1.5m左右，叶片的直径可分成多种，如25、30、35、40cm，以适应各种情况。
2.用重物作反力。
如地表土为砂砾、碎石土等，地锚难以下入，此时只有采用压重物来解决反力问题，即在触探架上压以足够的重物，如钢轨、钢锭、生铁块等。
软土地基贯入30m以内的深度，一般需压重物40～50kN。
3.利用车辆自重作反力。
将整个触探设备装在载重汽车上，利用载重汽车的自重作反力。
静力触探
1、划分土层界限
根据静力触探曲线对土进行力学分层，或参照钻孔分层结合静探曲线的大小和形态特征进行土层工程分层，确定分层界线。
土层划分应考虑超前与滞后的影响，其确定方法如下：
1、上下层贯入阻力相差不大时，取超前深度和滞后深度的中点，或中点偏向小阻值5-10cm处作为分层界面。
2、上下层贯入阻力相差1倍以上时，当由软层进入硬层或硬层进入软层时，取软层最后一个（或第一个）贯入阻力小值偏向硬层10cm处作为分层
界面
3、上下层贯入阻力无甚变化时，可结合fs或Rf的变化确定分层界面。
(2009-2010学年第二学期)土工测试原理与技术课程论文研究生：周森提交日期：2010年9月1日研究生签名：学号200920105032 学院土木与交通学院课程编号S0814004 课程名称土工测试原理与技术学位类别硕士任课教师刘叔灼教师评语：成绩评定：分任课教师签名：年月日基于静力触探技术的土层及土类划分方法周 森（华南理工大学土木与交通学院，广东 广州 510640）摘 要：静力触探是一种在工程中广泛应用的原位测试方法。
介绍了静力触探的国内、外发展状况、基本原理及成果应用，对单桥静力触探、双桥静力触探和孔压静力触探三种测试方法进行了比较，着重探讨了静力触探曲线在划分土层土类中的应用并总结了划分土层土类的三种方法，即目测经验法、分类图法和变量统计分析方法。
通过比较分析得出：双桥静力触探可同时测得锥尖阻力c q 和侧壁摩阻力s f ，因此较单桥静力触探具有较高的准确度；孔压静力触探方法综合运用h q c -、h f s -和h u -曲线划分土层，进一步提高了区分精度；随着计算机运算技术的发展，基于变量统计理论为基础的静力触探方法是今后的一个发展趋势。
关键词：静力触探技术；测试方法；土层土类划分中图分类号：TU 432 文献标识码：A 文章编号：作者简介：周森（1986～），男，河南南阳人，华南理工大学岩土工程专业硕士研究生，主要从事于风险分析方法在岩土工程中的应用及地下结构设计方法的研究。
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Classifications of Soil Layer and Soil Properties on the Basis of CPT TechniqueZhou Sen(College of Civil Engineering & Transportation,South China University of Technology, Guangzhou 510640, China)Abstract : Cone Penetration Test is a widely-used in-situ measurement in practical project. The development, basic principle and application of CPT technique are discussed, three methods----Single bridge static CPT, double bridge static CPT and pore pressure CPT are analyzed and compared. The methods used to classify soil layer and soil properties are focused on. Conclusions are drawn as follows: Both resistance awl c q and side friction s f can be obtained by double bridge static CPT, thus double bridge static CPT hashigher accuracy than that of single bridge static CPT; The curvesh q c -,h f s -and h u -can be comprehensively used by pore pressure CPT, which improves the accuracy more; The CPT technique based on statistical theory is an evolution trend in thefuture.Key words : CPT technique; in-situ measurement; classification1 静力触探的国内、外发展状况静力触探（Cone Penetration Test ，简称CPT ）是20世纪40年代随着实用土力学和理论土力学的建立，在欧洲一些软土分布较为广泛的国家发展起来的一种原位测试方法［1］。
1932年荷兰工程师P.Barentsen 进行了世界上第一个静力触探试验，随后荷兰Delft 土力学实验室设计出10t 的荷兰锥贯入装置并将其用于桩承载力试验研究。
1948年，Vermiciden 和Plantema 对荷兰锥进行了改进，以阻止土从套管和钢杆之间进入。
1949年荷兰Delft 土力学实验室开始应用电测探头开展了大量的试验研究工作。
1953年，Begemann 设计出可量测侧阻力的摩擦套，进一步完善了静力触探技术。
1965年荷兰Fugro 和TNO 联合推出了一种电测式探头，为后来ISSMFE 标准的建立奠定了基础。
从70年代后期，陆续出现了孔压静力触探（CPTU ）、环境静力触探及其它多功能探头等，静力触探技术得到了广泛应用和进一步发展［2］。
挪威土工研究所（NGI ）首次研制了电测式孔压静力触探。
1980年以后，出现了不少同时测孔压和测阻力的研究成果并在工程实践中得以应用。
我国在30年代出现了机械式的荷兰静力触探仪。
1954，陈宗基教授用该技术在黄土地区进行了相关试验研究。
1964年，王钟琦等独立成功研制出我国第一台电测式触探仪。
但在80年代后期，对探头传感器技术的改进较少，目前应用较多的是“单桥”探头和“双桥”探头，探头规格与国际通用不尽相同，一定程度上给国内外测试成果的比较和学术交流带来了困难和不便。
2 静力触探技术及其成果应用2.1 静力触探技术的基本原理及适用条件静力触探就是用准静力（相对动力触探而言，没有或很少冲击荷载）将一个内部装有传感器的触探头以匀速压入土中，由于地层中各种土的软硬不同，探头所受的阻力自然也不一样，传感器将这种大小不同的贯入阻力通过电信号输入到记录仪表中记录下来，再通过贯入阻力与土的工程地质特征之间的定性关系和统计相关关系，来实现取得土层剖面、提供浅基承载力、选择桩端持力层和预估单桩承载力等工程地质勘察目的［3］。
静力触探主要适用于粘性土、粉性土、砂性土。
对于各类水利工程、工业与民用建筑工程、公路桥梁工程而言，静力触探适用于地面以下50m 内的各种土层，特别是对于地层情况变化较大的复杂场地及不易取得原状土的饱和砂土和高灵敏度的软粘土地层的勘察，更适合采用静力触探进行勘察。
2.2 静力触探技术成果应用目前，国内工程界使用的静力触探探头有三种：单桥探头、双桥探头和孔压触探头。
单桥静力触方法功能简单，在我国占主导地位，但是存在分辨率低，而且和国际标准不接轨等问题［4］。
双桥静力触探虽已应用，但发展比较缓慢，孔压静力触探应用则相对较少。
静力触探在工程上的应用主要体现在三个方面：划分土层判别土类、确定土的工程性质指标和岩土工程的设计参数。
就勘察精度与功能来说，孔压静力触探优于双桥静力触探，双桥静力触探优于单桥静力触探，三种技术对比如下：1）单桥探头法单桥探头静力触探由于应用历史较长相关经验公式较多而且已经列入相关规范，故在目前的工程勘察界被广泛应用。
单桥静力触探只能测试比贯入阻力s P ，因此只能根据h P s -（深度）曲线形态变化和s P 值的大小对土体进行定名、分层。
工程实践中，对同一层土，由于其形成年代、成因、受荷历时不同，其s P 值可相差很多。
另外，不同土层也可能具有相同的s P 值。
因此只用一个指标s P 对土层定名分层的分辨率是比较低的。
工程实践中往往借助于钻孔取样来对比分析。
2）双桥探头法双桥静力触探可测得两个参数及锥尖阻力c q 和侧摩阻力s f 。
又可以计算出摩阻比f R （%100⨯=c s f q f R ），由此可划分土类。
根据该项测试资料可获得两条曲线，即h q c -和h f s -关系曲线。
两相对比，精度较高。
侧摩阻力s f 也是划分土层的极好的参数。
3）孔压静力触探法（CPTU ）孔压静力触探可以测得三个指标，即比双桥探头多测一个孔隙水压力u ，因而其对土层的分辨率要比双桥静力触探高得多。
据CPTU 的测试成果，在岩土领域已得到广泛应用，其中主要包括四个方面：①修正锥尖阻力，使锥尖阻力真正反映土的性质；②评价渗流、固结特性；③区分排水、部分排水、不排水贯入方式，以满足不同需要；④提高土分层与土质分类的可靠性。
孔压静力触探在划分土层土类方面优于单桥、双桥静力触探外，在求取土性指标方面同样优于其他两种方法。
如孔压静力触探可求取土层的固结系数和渗透系数，而另外两种方法是不能做到的。
从勘察费用来看，孔压静力触探最高，按其价格效应来看，孔压静力触探则是最低的。
因此大量推广使用孔压触探，从而提高静力触探的测试精度，并与国际接轨。
3 静力触探曲线在划分土层土类中的应用确定地基承载力、评价地基土地震液化特性、确定拟挖土层的厚度，尤其是对某一土层的工程性质指标进行统计分析，都需要准确的划分土层及确定土的名称。
当把孔压探头借助机械力量匀速压入土中时，探头受到来自于土体的阻力，这个阻力通过探头中的传感器以电信号的形式输入到记录仪并记录下来，然后通过率定系数换算成压力，由此可得各种随深度变化的曲线。
由于不同土层强度不同，而同层土强度相似，因此反映到h q c -和h f s -曲线上就呈现出成层分布的规律。
静力触探测试精度高、功能齐全，兼具勘探与测试双重作用。
测试中不取样，其成果的可靠性与再现性均好，且采用电测技术，便于实现测试与成果处理的微机化和自动化。
它还可以比较连续地获得地层强度和其他方面的信息，不受取样扰动等人为因素的影响，因此得到了广泛应用。
静力触探的重要用途之一是划分土层，准确确定土层界面信息，这对于土层的工程性质指标的统计计算具有重要意义。
从单桥静力触探发展到现在的孔压静力触探，划分土层和土类的方法也在不断地改进和完善，主要分为以下三种方法。
3.1 目测经验法它是通过检验静探原始数据，根据经验辨认土类、划分土层。
目测经验法主要是指运用单桥静力触探曲线的方法。
因为单桥静力触探仪只能获得一个单数s P ，单凭这一参数不足以准确判定土的种类，它仅适用于城市、工矿区等对当地底层已有概略了解的地方，且在规范或在规程中已建立了比贯入阻力s P 与土的塑性指数p I 的相关关系的地区。
如天津地区可利用交通部一航局提供的经验关系确定地基土的名称，如表1所示。
也有工程师在实践中根据自己的经验，结合对触探曲线形态的理解，以及比贯入阻力并层标准，进行定性的对比分层，分别如表2、3所示［5］。
表1 交通一航局的p s I P -关系表2 力学分层按贯入阻力变化幅度的并层标准表3 不同土层的s P 曲线特征由此看见，由单一的静力触探曲线参数s P 值来划分土层很容易造成土层划分的不统一，以及土质分类的不统一。
