静力触探试验(CPT)

地下水埋深 覆盖层厚度
下地锚
正在进行静力触探试验
思考: 静力触探的工作原理及其成果应用？ 双桥探头的工作原理？
∆U ∝ ε ∝ P
3、静力触探设备
电动式 液压式 手摇式 静力触探车
液压式
电动式 反力装置 （地锚）
量测记录仪表： 双笔自动记录仪 微机自动采集、分析仪 角机
4、探头的类型
锥底面积 A/cm2 10 15 20 直径 D/mm 35.7 43.7 50.4 单桥有效 双桥摩擦 摩擦筒侧 锥角α／ 侧壁长 筒长 面积 度 L/mm L/mm Fs/cm2 60 57 179 200 60 70 219 300 60 81
单桥
⎧ ps ps ≤ 1000kPa ⎪ 20 ⎪ qsik = ⎨0.025 ps + 25 ps > 1000kPa ⎪p ⎪ s 粉土及砂性土 ⎩ 50
粘性土
Qu = u ∑ f si li β i + α qc Ap
β i = 10.043 f β i = 5.045 f
−0.55 si −0.45 si
标定系数：
P kN
P K= A⋅ε
输 出ε mV或 µε
改变供桥电压，重复上述步骤， 获得各种桥压下的标定系数。
2）标定供桥电压法 适用于供桥电压连续可调的自动记录仪。 先指定一个标定系数，计算仪表满量程 荷载； 给供桥电压一个初始值，施加满量程荷 载，看输出是否满量程，否则改变供桥电 压，直至输出满量程。 重复上述步骤，获得各种标定系数下的 供桥电压。
qs = K q ⋅ ε q fs = K f ⋅ ε f
fs R f = × 100% qs
3）绘图及分层 对电脑自 动记录仪，其直 接输出即为贯入 阻力的曲线，也 可输出文本文件。
ps − H qs − H fs − H Rf − H
绘图比例尺： 深度：1：100
1：200
比贯入或端阻：
1cm代表0.5、1.0、2.0 MPa
7、资料的整理
1）原始数据修正 （1）深度修正 倾斜修正 （2）零漂修正 按归零检查的 深度间隔按线 性内插法对 测试值加以修 正。
（3）曲线形状修正 （4）变换供桥电压修正
2）贯入阻力计算 对电脑自动记录仪，其直接输出即为贯 入阻力（可调）； 对电阻应变仪，贯入阻力指标按下式计 算：
ps = K p ⋅ ε p
2、探头工作原理及构造
静力触探仪— 探头（地层阻力传感器） 量测记录设备（自动数据采集仪） 贯入装置（加压、反力、探杆）
1）P ε 转换
P ∆L = σ = Eε = E F L
2） ε ΔR转换ห้องสมุดไป่ตู้
L R=ρ F
∆L → ∆R / R = K = K ⋅ε L
电阻应变片灵敏 度系数
∆R = K ⋅ ε ⋅ R
6、试验要点
1）准备工作 探头、钻杆选用，信号电缆检查； 自动记录系统检查 平整场地 2）操作要点 （1）选好勘探点；下地锚（位置、数 量）； （2）安装机架（水平）； （3）接上电缆、探头，调好自动记录仪； （4）穿入探杆，试压，检查记录是否正
（5）试验过程应注意消除温差的影响； （6）贯入速率为1.2m/min，±25％； （7）贯入深度记录误差不应大于触探深度的 1％； （8）探杆连接应快速、稳固； （9）贯入过程应注意地层变化，及时采取措 施；（停机、改变桥压） （10）终孔后，关闭记录，移开角机，起拔 钻杆； （11）起拔地锚； （12）移至下一勘探点，重新开始试验。
双桥 粘性土 砂性土
α—桩端阻力修正系数，粘性土取2／3，饱和砂土取1／2。
4）确定土的变形指标
Es = 3.11 ps + 1.14
5）确定土的强度参数
（上海粘性土）
cu ≈ qc / 15
qc = 3.1 ~ 4.0
6）判定砂土的液化
ϕ = 30 （砂土）
0
pscr = ps 0 [1 − 0.065(d w − 2)][1 − 0.05(d 0 − 2)]
侧阻： 1cm代表5、10、 20kPa； 摩阻比： 1cm代表1％。
分层方法： 曲线变化趋势，及地区经验相结合； 以qc为主，结合考虑fs或Rf； 分层界限的“超前”、“滞后”问题；界限 往硬层靠5～10cm； 场地指标： 每一层的触探指标； 加权平均值（场地比较均匀）； 最小平均值（场地土质不均）。
3） ΔR
ΔU转换
R1
B R2 C R4 D R3
∆U
电桥平衡时， ΔU ＝0：
R1 ⋅ R3 = R2 ⋅ R4
等桥壁：
A
R1 = R3 = R2 = R4
U
采用适当的贴法，当探头受力时，R1、 R3变小，R2、R4增大，有输出电压：
Kε (1 + µ ) Kε (1 + µ ) ∆U = ⋅U ⋅U ≈ 2 + Kε (1 + µ ) 2
1）单桥探头 测比贯入阻力ps—包括 锥尖阻力和侧壁阻力：
P ps = A
2）双桥探头 可分别测出锥尖总阻力Qc和侧壁总摩 阻力Pf：
Qc qc = A Pf fs = Fs fs 摩阻比： Rs = × 100% qc
3）孔隙水压探头
可同时测孔隙水压力
5、探头的标定
找出探头内传感器的应变值与贯入阻力 之间的关系。 可在经过计量的材料试验机上进行。 1）固定桥压法 组装好设备，选好供桥电压； 逐级加荷，记录荷载及相应仪表输出毫 伏电压（或微应变）；再卸荷；平行标定 3～4次，检验其一致性； 绘荷载—输出曲线（直线），即为标定 曲线。
p
超前 滞后 超前 滞后
s
4）影响因素
贯入速率 探头面积 探头结构形式 临界深度（浅部影响） 成层土
8、成果应用
1）确定土层剖面和土的类别、砂土密 实度 2）提供地基承载力 如对上海灰色粘土
f 0 = 0.075 ps + 38 kPa
3）确定单桩承载力
Qu = u ∑ qsik li + α b psb Ap
静力触探试验（CPT）
• 试验目的:
了解静力触探的试验设备及试验步骤; 初步掌握试验资料的整理及成果的应用.
1、概述
利用准静力将触探头（内部装有传感器） 以均速压入土中， 以获取土层的贯入阻力，从 而判定土的物理力学性质。 优点：连续 快速 精确 尤其对不易取样的饱和砂、软粘土 不足：不能对土直接观察、鉴别