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静力载荷试验及其成果应用【摘要】静力载荷试验是目前工程上确定地基承载力最为可靠的方法，它是在现场模拟建筑基础的受力状态，进而通过加压设备和量测设备及试验整理确定地基承载力，由于不改变岩土体原始应力状态和对岩土体不产生扰动，能客观地反映地基土的原始状态，试验结果数据较室内土工试验更加真实、可靠尤其由于确定地基土的承载力特征值，为地基处理和基础设计提供依据，还可由于估算地基土的变形模量，不排水抗剪强度和基床反力系数。
关键词：载荷试验、承载力特征值、土工试验一、前言平板载荷试验包括浅层载荷试验和深层载荷试验两种。
浅层平板载荷试验适用于浅层地基土，深层平板载荷试验适用于埋深等于或大于3m和地下水位以上的且有边载作用的地基土﹝1﹞。
浅层平板载荷试验是在一定尺寸的平板上分级施加竖向荷载,并使地基在每级荷载下的沉降达到相对稳定状态。
观察记录各级荷载作用下的沉降与时间关系,并根据绘制的荷载—沉降关系曲线(P—S)曲线和沉降-时间曲线确定地基允许承载力、基床系数、计算土的变形模量等。
二、试验过程及技术控制浅层平板载荷试验是按照《建筑地基基础设计规范》（GB5007-2011）的有关规定进行﹝2﹞，本论文以位于成都市郫都区某场地采用浅层平板载荷试验的试验数据进行数据成果分析，主要目的是分析荷载与沉降的变化规律，并确定天然地基土承载力特征值。
按照规范要求，试坑直径不小于承压板直径的三倍，试坑底部采用中粗砂找平，保证受力均匀，同时，应避免试坑或试井底部的岩石受到扰动而破坏其原有的结构和湿度，从而影响试验的准确性。
本次静力载荷试验采用圆形刚性承压板，加载方式采用分机维持和在沉降相对稳定法，即慢速法。
1、试验过程：（1）试验前，应仔细检查试验装置和设备，保证试验设备能正常使用。
（2）试验时在挖好的试坑坑底内铺设不超过2cm厚的砂垫层，以中砂为宜，以保证承压板与试验面平整均匀接触。
（3）安装千斤顶、载荷台架或反力构架、立柱等，其中心应与承压板中心一致。
XXX工程楼板静力荷载试验方案一、工程概况本工程位于XXX，安全等级为XXX，结构合理使用年限为50年，荷载设计基准期为50年，抗震设防烈度为6度（0.05g，一组），框架抗震等级为四级，剪力墙抗震等级为三级。
为确保安全使用，对建筑结构钢筋混凝土楼板进行静力荷载试验，运用有限元分析软件分析了楼板工作性能，结合楼板荷载试验的实测挠度和应变值，对构件的工作性能和是否满足设计荷载标准及使用要求作出综合评定。
根据《混凝土结构试验方法标准》GB/T 50152-2012、《建筑结构检测技术标准》GB/T 50344－2004等国家有关标准、规范和规程，结合建筑结构现状，经建设单位、监理单位、施工单位和检测单位到现场共同确定对二层3～4轴交B～C轴楼板进行静载荷载试验，试验方案如下：二、检测依据1、《建筑结构检测技术标准》GB/T 50344－2004；2、《钻芯法检测混凝土抗压强度技术规程》CECS03：2007；3、《混凝土中钢筋检测技术规程》JGJ/T 152-2008；4、《建筑结构荷载规范》GB 50009－2001；5、《混凝土结构试验方法标准》GB 50152－2012；6、厂房原设计文件、加固设计文件、施工质量保证资料。
三、检测设备1、PS200型便携式钢筋扫描仪；2、TST3821E无线静态应变测试分析系统；3、混凝土钻芯机；4、裂缝宽度仪；5、百分表、卷尺、游标卡尺、数码相机等。
四、检测内容及方案（一）资料调查1、图纸资料调查：包括建筑与结构施工图、施工变更记录、竣工图、竣工质检及验收文件等，了解原设计意图、要求和技术背景；2、建筑物历史调查：包括建筑物的原始施工、竣工日期，使用过程中的修缮、改造、扩建情况，用途变更、使用条件改变及受灾情况等；3、调查建筑物的使用条件和内、外环境状况（荷载历史）。
（二）结构检测内容1、混凝土抗压强度；2、梁板钢筋保护层厚度检测；3、梁板截面尺寸检测；4、构件的最大挠度；5、支座处位移；6、控制截面应变；7、裂缝的出现与扩展情况；（三）承载力检测方案1、检测目的本次楼板检测鉴定的目的是，为确保安全使用，对建筑结构钢筋混凝土楼板进行静力荷载试验，运用分析软件分析楼板工作性能，结合楼板荷载试验的实测挠度和应变值，对构件的工作性能和是否满足设计荷载标准及使用要求作出综合评定。
飞机机翼静力试验方法
飞机机翼静力试验方法是指在没有飞行动力的情况下，通过施加外部力或质量来模拟机翼受力情况，以评估其结构强度和稳定性的试验方法。
飞机机翼静力试验通常分为两种类型：静态载荷试验和疲劳试验。
静态载荷试验是通过施加静态负载来测试机翼结构的承载能力和强度；疲劳试验则是通过反复施加负载来模拟机翼使用寿命内的循环负载情况，以评估其耐久性和安全性。
在试验中，通常会使用液压油缸、电动机、测力仪等设备来施加力量，并采用光电传感器、应变计等测试设备来测量机翼的变形、应力等参数，以便进行数据分析和结构优化。
飞机机翼静力试验是确保飞机安全的重要环节之一，其结果将直接影响飞机的适航性和使用寿命。
因此，试验过程必须遵循相关的标准和规范，确保其科学、准确、可靠。
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静力荷载实验的国家规范
静力荷载试验将静止的荷载作用于桥梁上的指定位置，以便能够测试出结构的静应变、静位移以及裂缝等，从而推断桥梁结构在荷载作用下的工作状态和使用能力的试验称为静力荷载试验。
对于桥梁结构来说，静载往往是指以缓慢速度行驶到桥上指定荷重级别的车辆荷载。
当试验现场条件受限制时，有时也以施加荷重(如堆置铸铁块、水泥、预制块件、水箱等)或者以液压千斤顶装置施力等方式来模似某一等级的车辆荷载，借以达到试验的目的。
静力荷载试验是将静止的荷载作用于桥梁上的指定位置，以便能够测试出结构的静应变、静位移以及裂缝等，从而推断桥梁结构在荷载作用下的工作状态和使用能力的试验，称为静力荷载试验。
静力载荷试验（plateloadtest，缩写PLT）是工程地质上的一种现场试验，指通过一定垂直压力测定土在天然产状条件下的变形模量、土的变形随时间的延续性及在载荷板接近于实际基础条件下估计地基承载力等。
静力载荷试验应在建筑物基础砌置深度的承压层中进行。
当需要测定黄土的湿陷性时，可在试验中进行人工注水。
由于取样方法的改进以及其他先进现场试验方法的出现，现场静力载荷试验已渐逊色，但仍可与其他方法校核使用。
工程结构静载试验简介工程结构静载试验是一种用于评价和验证工程结构安全性能的实验方法。
该试验模拟了工程结构在静力荷载作用下的应力和变形情况，通过测量和分析试验数据，可以判断结构在不同荷载下的变形性能、承载能力和稳定性。
试验目的工程结构静载试验的主要目的是： 1. 评估结构设计和施工方案的可行性和可靠性； 2. 验证结构的承载能力和稳定性是否满足设计要求；3. 检测结构的变形性能，包括挠度、位移和变形曲线等；4. 收集和分析结构的力学性能数据，为结构优化和改进提供参考。
试验准备进行工程结构静载试验之前，需要做好以下准备工作： 1. 制定试验方案：确定试验载荷、试验方向、试验目标等。
2. 确定试验工具和设备：根据试验方案确定所需的试验设备和测量工具，如荷载机、变形计、应变计等。
3. 安装传感器和测量设备：按照试验方案的要求，将传感器和测量设备安装在结构的关键位置，以便测得准确的试验数据。
4. 校准和检查设备：确保试验设备和仪器的准确性和稳定性，进行必要的校准和检查工作。
试验过程工程结构静载试验的具体过程包括以下几个步骤： 1. 载荷施加：根据试验方案确定的载荷大小和试验步骤，通过荷载机等设备施加静力载荷。
2. 数据采集：通过传感器和测量设备实时采集结构的各种力学参数，如应力、应变、挠度等。
3. 数据记录和处理：将采集的试验数据记录下来，并进行必要的处理和分析，以得出结构的承载能力和变形性能等指标。
4. 结果分析和评价：根据试验数据，对结构的安全性能进行分析和评价，判断结构是否满足设计要求。
5. 结果报告：将试验结果整理成报告，包括试验目的、试验过程、数据分析和评价等内容。
注意事项在进行工程结构静载试验时，需要注意以下事项： 1. 安全措施：确保工作人员的安全，采取必要的安全措施，如佩戴防护装备、设置防护围栏等。
2. 载荷施加控制：根据试验方案要求，控制载荷的施加速度和顺序，以及保持稳定的载荷大小。
桥梁动静载荷试验方案桥梁动静载荷试验方案是为了测试和评估一座桥梁在正常使用和极端情况下的承载能力和安全性而进行的一项重要实验。
下面是一个简要的桥梁动静载荷试验方案的例子：1. 试验目的：评估桥梁的静态和动态承载能力，确定其在不同荷载情况下的安全性。
2. 试验对象：选择一座符合实际工程的桥梁进行试验。
3. 试验内容：（1）静态试验：按照设计要求，逐渐增加静载荷，观察和记录桥梁的变形情况和应力分布，确定其静态承载能力。
（2）动态试验：施加动态荷载，例如振动装置或车辆通过桥梁，观察和记录桥梁的振动响应和结构变形，确定其动态承载能力。
4. 试验装置：（1）静态试验装置：使用静力加载装置，如液压缸或液压千斤顶，来施加垂直荷载，并使用应变传感器、位移传感器等来监测变形和应力。
（2）动态试验装置：选择适当的振动装置或模拟车辆来施加振动荷载，并使用加速度传感器等来监测振动响应。
5. 试验步骤：（1）准备工作：安装传感器，检查试验装置的正常运行。
（2）静态试验：逐渐增加静载荷，记录桥梁的变形情况和应力分布。
（3）动态试验：按照设计要求施加动态荷载，记录桥梁的振动响应和结构变形。
（4）数据处理：将试验数据进行分析和处理，计算得出桥梁的静态和动态承载能力。
6. 数据分析：（1）静态试验数据分析：根据桥梁的变形情况和应力分布，评估桥梁的静态承载能力。
（2）动态试验数据分析：根据桥梁的振动响应和结构变形，评估桥梁的动态承载能力。
7. 结论与建议：（1）根据试验结果，评估桥梁的承载能力和安全性，给出结论。
（2）根据结论，提出相应的建议，包括结构加固、维护和保养等方面。
总结：桥梁动静载荷试验方案是一个系统的工程实验，通过静态和动态试验来评估桥梁的承载能力和安全性。
通过设计合理的试验装置和精确可靠的数据处理方法，能够为桥梁的设计和使用提供重要依据，确保桥梁的安全性和可靠性。
一、 静力载荷试验
1. 试验的目的及意义
（1） 确定地基土的临塑荷载，极限荷载，为评定地基土的承载力提供依据； （2） 确定地基土的变形模量； （3） 估算地基土的不排水抗剪强度； （4） 确定地基土基床反力系数；
2. 试验的适用范围
浅层平板载荷试验适用于浅层地基土；深层平板载荷试验适用于埋深等于或大3m 和地下水位以上的地基土；螺旋板载荷试验适用于深层地基土或地下水位以下的地基土。
载荷试验可适用于各种地基土，特适用于各种填土及碎石的土。
本节主要介绍浅层平板静力载荷试验。
本实验为浅层平板载荷试验。
3. 试验的基本原理
平板载荷试验是在拟建建筑场地上将一定尺寸和几何形状（方形或圆形）的刚性板，安放在被测的地基持力层上，逐级增加荷载，并测得相应的稳定沉降，直至达到地基破坏标准，由此可得到荷载（p ）－沉降（s ）曲线（即p-s 曲线）。
典型的平板载荷试验p-s 曲线可以划分为三个阶段，如右图所示。
通过对p-s 曲线进行计算分析，可以得到地基土的承载力特征值
ak
f 、变形模量
E 和基床反力系数
s
k 。
平板载荷试验所反映的相当于承压板下～倍承压板直径（或宽度）的深度范围内地基土的强度、变形的综合性状。
浅层平板载荷试验适用浅层天然地基土，包括各种填土、含碎石的土等。
也用于复合地基承载力评价。
4. 试验仪器及制样工具
破坏阶段
剪切变形阶段
直
线变形阶段
仪器设备：载荷试验的设备由承压板、加荷装置及沉降观测装置等部件组合而成。
目前，组合型式多样，成套的定型设备已应用多年。
（1）承压板，有现场砌置和预制两种，一般为预制厚钢板(或硬木板)。
对承压板的要求是，要有足够的刚度，在加荷过程中承压板本身的变形要小，而且其中心和边缘不能产生弯曲和翘起；其形状宜为圆形(也有方形者)，对密实粘性土和砂土，承压面积一般为1000～5000cm2。
对一般土多采用2500～5000cm2。
按道理讲，承压板尺寸应与基础相近，但不易做到。
（2）加荷装置，加荷装置包括压力源、载荷台架或反力构架。
加荷方式可分为两种，即重物加荷和油压千斤顶反力加荷。
1)重物加荷法，即在载荷台上放置重物，如铅块等。
由于此法笨重，劳动强度大，加荷
不便，目前已很少采用(图4－3)。
其优点是荷载稳定，在大型工地常用。
图3 载荷台式加压装置
(a)木质或铁质载荷台；(b)低重心载荷台；1—载荷台；
2—钢锭；3—混凝土平台；4—测点；5—承压板
2)油压千斤顶反力加荷法，即用油压千斤顶加荷，用地锚提供反力。
由于此法加荷方便，
劳动强度相对较小，已被广泛采用，并有定型产品（图4－4）。
采用油压千斤顶加
压，必须注意两个问题：①油压千斤顶的行程必须满足地基沉降要求。
②下入土中
的地锚反力要大于最大加荷，以避免地锚上拔，试验半途而废。
图4 千斤顶式加压装置
(a)钢桁架式装置；(b)拉杆式装置；1—千斤顶；
2—地锚；3—桁架；4—立柱；5—分立柱；6—拉杆
（3）沉降观测装置，沉降观测仪表有百分表、沉降传感器或水准仪等。
只要满足所规定的精度要求及线性特性等条件，可任意选用其中一种来观测承压板的沉降。
由于载荷试验所需荷载很大，要求一切装置必须牢固可靠、安全稳定。
5.试验步骤
第一部分，设备安装：
（1）、下地锚、安横梁、基准梁、挖试坑等。
地锚数量为4个，以试坑中心为中心点对称布置。
然后根据试验要求，开挖试坑至试验深度。
接着安装好横梁、基准梁等。
该工作由老师事先完成。
（2）、放置承压板。
在试坑的中心位置，根据承压板的大小铺设不超过20mm厚的砂垫层并找平，然后小心放置承压板。
（3）、千斤顶和测力计的安装。
以承压板为中心，从下往上依次放置千斤顶、测力计、垫片，并注意保持它们在一条垂直直线上。
然后调整千斤顶，使整体稳定在承压板和横梁之间，形成完整的反力系统。
（4）、沉降测量元件的安装。
把百分表通过磁性表座固定在基准梁上，并调整其位置，使其能准确测量承压板的沉降量。
百分表数量为4个，在安装时，注意使其均匀分布在四个方向，形成完整的沉降测量系统。
第二部分，加载操作：
（1）、加载前预压，以消除误差。
（2）、加载等级一般分10～12级，并不小于8级，我们取10级。
最大加载量200kPa，所以每级20kPa。
由于承压板面积为，所以每级荷载为4kN。
同时，第一级是各级加压的两倍，即8kN。
（3）、通过事先标定的压力表读数与压力之间的关系，计算出预定荷载所对应的测力计百分表读数。
（4）、加荷载。
按照计算的预定荷载所对应的测力计百分表读数加载，并随时观察测力计百分表指针的变动，通过千斤顶不断补压，以保证荷载的相对稳定。
（5）、沉降观测。
采用慢速法，每级荷载施加后，间隔5min、5min、10min、10min、15min、15min测读一次沉降，以后间隔30min测读一次沉降，当连续2h每小时沉降量小于时，可以认为沉降已达到相对稳定标准，可施加下一级荷载。
（6）、试验记录。
每次读数完，准确记录，以保证资料的可靠性。
第三部分，卸载操作：
（1）、卸载时，每级压力是加载时的2倍。
（2）、由于此次实习并未要求记录卸载数据，所以未作详细要求。
（3）、松开油阀，拆卸装置。
6.试验数据
实验原始数据见附表一。
7.试验数据处理
由原始数据统计处理，我们得到以下一个表格，每级荷载作用下，我们通过率定曲线，得出千斤顶的力，由此计算出每级荷载下，承压板对地基土的压力。
再由百分表的读数得出每级压力下稳定的沉降量，汇总于下表格。
达到稳定
达到稳定
4896达到稳定
达到稳定260120未达到稳定
以上表格数据，帮助我们绘出该地基土的P-S曲线（见附图一），由原始数据我们还得出每级荷载下的S-lgt曲线见（附图二）。
8.试验成果分析及工程应用
通过载荷试验，我们得到的最直接，也是最重要的是载荷试验原始记录。
试验过程中不仅记录荷载-时间-沉降，还记录了其它与载荷试验相关的信息，包括载荷板尺寸、载荷点试验深度（或试验桩桩长）、千斤顶量程与型号、沉降观测仪器与型号、天气、气温等等。
记录数据见附表。
资料整理如下：
（1）、绘制p-s曲线（p-s曲线的必要修正：图解法或最小二乘修正法）
根据载荷试验原始沉降观测记录，将（p, s）点绘在厘米坐标纸上。
由于p-s曲线的初
始直线段延长线不通过原点（0,0），则需对p-s 曲线进行修正。
此处采用图解法进行修正，其中0=0.06s mm ，即将曲线整体向上平移 。
如附图一所示。
（2）、绘制s -lg t 曲线
在单对数坐标纸上绘制每级荷载下的s —lgt 曲线，注意标明坐标名称和单位。
同时需要标明每根曲线的荷载等级，荷载单位用kPa 。
如附图二所示。
（3）、地基承载力特征值ak f
由于p-s 关系呈缓变曲线，不宜采用拐点法和极限荷载法确定地基承载力特征值，故采取相对沉降法。
其中，b=，s/b 取，即=0.010.4=0.004⨯s m = 4 mm 所对应的荷载作为地基承载力特征值，但其值不大于最大加载量的一半。
由p-s 曲线知，当=4s mm 时，=100p kPa
试验在进行到加载为120kpa 时，由于天气原因，下雨了，我们被迫终止试验，因此120kpa 加载并非破坏时的最大荷载。
所以不能确定当=4s mm 时，=100p kPa 是否小于最大加载量的一半。
∴我们暂取=100ak f kPa
（个人疑问：p-s 曲线绘制时，对试验数据点的拟合有多种作法，拟合曲线并非准确曲线，所以通过曲线查出的ak f 也并非准确值。
我们不能控制绘出的曲线误差，那我们怎么去得到最接近真实值的ak f ）
（4）、地基土的变形模量0E
2001=(1)E I I K b μ-
其中，承压板边长b =，承压板为圆形，0=0.785I ，承压板埋深=0z m ﹤ b =，故
10.270.270
1-
=1-=11.0
⨯≈z I b 。
如图，承压板为圆形，直径
对于K ，则-321.6===1425740.151510
⨯p K s kN/m 3。
又μ取，
∴22
001=(1)=0.7851142574(1-0.35)0.4=39284.12μ-⨯⨯⨯⨯E I I K b kPa
（5）、基床反力系数s k
基床反力系数取p-s 曲线直线段的斜率，即
-321.6
=
==1425740.151510
⨯p K s kN/m 3 9. 结论与建议
通过实验我们得出该地基土的承载力为100kpa ，变形模量为0=39284.12E kpa ，基床反力系数
s
k =142572kpa
试验过程中加载在时，沉降过小，可能由于操作问题，造成在未稳定时，直接进行下一级加压，造成数据在p-s 曲线出现严重偏移，因此该组数据为无效数据。
在试验过程中，由于下雨中断试验，此试验数据只能作为参考，不具有实际工程意义。
