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1、第四章 圆锥动力触探试验圆锥动力触探试验圆锥动力触探试验n n第一节第一节第一节第一节 概述概述概述概述n第二节第二节 测试设备与测试原理测试设备与测试原理n第三节第三节 测试程序与要求测试程序与要求n第四节第四节 测试数据处理测试数据处理n第五节第五节 测试精度影响因素测试精度影响因素n第六节第六节 测试成果的应用测试成果的应用n圆锥动力触探测试圆锥动力触探测试(DPT)n利用一定质量的落锤，以一定利用一定质量的落锤，以一定高度的自由落距将标准规格的高度的自由落距将标准规格的圆锥形探头打入土层中，根据圆锥形探头打入土层中，根据探头贯入的难易程度（可用贯探头贯入的难易程度（可用贯入度、锤击数或
2、探头单位面积入度、锤击数或探头单位面积动贯入阻力来表示）判定土层动贯入阻力来表示）判定土层性质。性质。简称动力触探或动探。简称动力触探或动探。技术特点n可以获得地基土的物理力学性质指标n判定地基土的均匀性n具有钻探和测试的双重功能圆锥动力触探测试的优点：圆锥动力触探测试的优点：（1）设备简单，坚固耐用；）设备简单，坚固耐用；（2）操作及测试方法容易；）操作及测试方法容易；（3）适用性广；）适用性广；（4）快速，经济，能连续测试土层；）快速，经济，能连续测试土层；（5）有些动力触探，可同时取样，观察描述；）有些动力触探，可同时取样，观察描述；（6）经验丰富，使用广泛。）经验丰富，使用广泛。圆锥动
3、力触探的类型圆锥动力触探的类型类型轻型重型超重型落锤锤的质量/kg1063.5120落距/cm5076100探头直径/mm407474锥角606060探杆直径/mm25425060指标贯入30cm的锤击数N10贯入10cm的锤击数N63.5贯入10cm的锤击数N120n适用范围圆锥动力触探试验圆锥动力触探试验n第一节第一节 概述概述n n第二节第二节第二节第二节 测试设备与测试原理测试设备与测试原理测试设备与测试原理测试设备与测试原理n第三节第三节 测试程序与要求测试程序与要求n第四节第四节 测试数据处理测试数据处理n第五节第五节 测试精度影响因素测试精度影响因素n第六节第六节 测试成果的应用
4、测试成果的应用一、测试设备一、测试设备a.探杆（包括导向杆）探杆（包括导向杆）b.提引器提引器分内挂式和外挂式两种分内挂式和外挂式两种c.穿心锤穿心锤d.锤座（包括钢砧与锤垫）锤座（包括钢砧与锤垫）e.探头探头轻型动力触探仪（单位：轻型动力触探仪（单位：mm）1穿心锤；穿心锤；2钢砧与锤垫；钢砧与锤垫；3触触探杆；探杆；4圆锥探头；圆锥探头；5导向杆导向杆重型、超重型动力触重型、超重型动力触探探头（单位：探探头（单位：mm）二、测试原理二、测试原理nDPT 的的基基本本原原理理可可以以用用能能量量平平衡衡法法来来分分析析。在在一一次次锤锤击击作作用用下下的的功功能能转转换换按按能能量量守守恒恒
5、原原理理，其关系为：其关系为：Em-穿心锤下落能量；穿心锤下落能量；Ek-锤与触探器碰幢时损失的能量；锤与触探器碰幢时损失的能量；Ec-触探器弹性变形所消耗的能量；触探器弹性变形所消耗的能量；Ef-贯入时用于克服杆侧壁摩阻力所耗能量；贯入时用于克服杆侧壁摩阻力所耗能量；Ep-由于土的塑性变形而消耗的能量；由于土的塑性变形而消耗的能量；Ee-由于土的弹性变形而消耗的能量由于土的弹性变形而消耗的能量Em=Ek+Ec+Ef+Ep+Een考虑在动力触探测试中，只能量测到土的永久变形，故将考虑在动力触探测试中，只能量测到土的永久变形，故将和弹性有关的变形略去，可推导得土的动贯入阻力和弹性有关的变形略去，
6、可推导得土的动贯入阻力Rd为：为：e贯入度（贯入度（mm），），每击贯入的深度；每击贯入的深度；M重锤质量；重锤质量；m触探器质量；触探器质量；A圆锥探头底面积（圆锥探头底面积（m2）动贯入阻力动贯入阻力Rd圆锥动力触探试验圆锥动力触探试验n第一节第一节 概述概述n第二节第二节 测试设备与测试原理测试设备与测试原理n n第三节第三节第三节第三节 测试程序与要求测试程序与要求测试程序与要求测试程序与要求n第四节第四节 测试数据处理测试数据处理n第五节第五节 测试精度影响因素测试精度影响因素n第六节第六节 测试成果的应用测试成果的应用（1m处，然后对土层进行连续触探；处，然后对土层进行连续触探；（
7、2m，m所需的锤击数；所需的锤击数；（3）如想取样，则需把触探杆拔出，换钻头进行取样。）如想取样，则需把触探杆拔出，换钻头进行取样。（4）用于触探深度小于）用于触探深度小于4m的土层。的土层。一、轻型动力触探一、轻型动力触探（1）试验前将触探架安装平稳，使触探保持垂直地进行。垂试验前将触探架安装平稳，使触探保持垂直地进行。垂直度的最大偏差不得超过直度的最大偏差不得超过2%；（2）贯贯入入时时应应使使穿穿心心锤锤自自由由落落下下。地地面面上上的的触触探探杆杆的的高高度度不不宜过高，以免倾斜与摆动太大；宜过高，以免倾斜与摆动太大；（3）锤击速率宜为每分钟）锤击速率宜为每分钟1530击；击；m所需的
8、锤击数；所需的锤击数；（5）对对于于一一般般砂砂、圆圆砾砾和和卵卵石石，触触探探深深度度不不宜宜超超过过1215m；超过该深度时，需考虑触探杆的侧壁摩阻的影响；超过该深度时，需考虑触探杆的侧壁摩阻的影响；（6）每贯入）每贯入m所需锤击数连续三次超过所需锤击数连续三次超过50击时，应停止试验。击时，应停止试验。二、重型、超重型动力触探二、重型、超重型动力触探圆锥动力触探试验圆锥动力触探试验n第一节第一节 概述概述n第二节第二节 测试设备与测试原理测试设备与测试原理n第三节第三节 测试程序与要求测试程序与要求n n第四节第四节第四节第四节 测试数据处理测试数据处理测试数据处理测试数据处理n第五节第
9、五节 测试精度影响因素测试精度影响因素n第六节第六节 测试成果的应用测试成果的应用一、实测触探击数一、实测触探击数n每层实测击数的算术平均值。每层实测击数的算术平均值。x-脚标代表锤重，分脚标代表锤重，分别为别为10，63.5，120等。等。式中，式中，Nx 的平均值；的平均值；Nx实测锤击数；实测锤击数；n参加统计的测点数。参加统计的测点数。n对于轻型动力触探为每贯入对于轻型动力触探为每贯入30cm的锤击数的锤击数n重型、超重型为每贯入重型、超重型为每贯入10cm的锤击数的锤击数二、触探锤击数的修正（对于重型、超重型动力触探）二、触探锤击数的修正（对于重型、超重型动力触探）1、探杆长度修正（
10、对于重型、超重型动力触探）、探杆长度修正（对于重型、超重型动力触探）2、地下水影响的修正、地下水影响的修正三、三、绘制绘制Nx-H曲线曲线圆锥动力触探试验圆锥动力触探试验n第一节第一节 概述概述n第二节第二节 测试设备与测试原理测试设备与测试原理n第三节第三节 测试程序与要求测试程序与要求n第四节第四节 测试数据处理测试数据处理n n第五节第五节第五节第五节 测试精度影响因素测试精度影响因素测试精度影响因素测试精度影响因素n第六节第六节 测试成果的应用测试成果的应用一、设备因素一、设备因素 n穿心锤的形状和质量；穿心锤的形状和质量；n探头的形状和大小；探头的形状和大小；n触探杆的截面尺寸、长度
11、和质量；触探杆的截面尺寸、长度和质量；n导向锤座的构造及尺寸；导向锤座的构造及尺寸；n所用材料的材型及性能。所用材料的材型及性能。二、人为因素二、人为因素n落锤的高度、锤击的速度和操作方法；落锤的高度、锤击的速度和操作方法；n读数量测方法和精度；读数量测方法和精度；n触探孔的垂直程度、探杆的偏斜度触探孔的垂直程度、探杆的偏斜度n钻孔的护壁、清孔清孔钻孔的护壁、清孔清孔三、其他因素三、其他因素n土的性质土的性质n触探深度触探深度n地下水地下水圆锥动力触探试验圆锥动力触探试验n第一节第一节 概述概述n第二节第二节 测试设备与测试原理测试设备与测试原理n第三节第三节 测试程序与要求测试程序与要求n第
12、四节第四节 测试数据处理测试数据处理n第五节第五节 测试精度影响因素测试精度影响因素n n第六节第六节第六节第六节 测试成果的应用测试成果的应用测试成果的应用测试成果的应用n锤击数越少，锤击数越少，土的颗粒越土的颗粒越细；细；n锤击数越多，锤击数越多，土的颗粒越土的颗粒越粗。粗。动力触探直方图及土层划分动力触探直方图及土层划分一、划分土类或土层剖面一、划分土类或土层剖面二、二、确定地基土承载力确定地基土承载力1、轻型动力触探确定地基土承载力、轻型动力触探确定地基土承载力n广东省标准广东省标准n铁路工程地质原位测试规程铁路工程地质原位测试规程n西安市西安市n浙江省浙江省2、重型动力触探确定地基土
13、承载力、重型动力触探确定地基土承载力n成都地区成都地区n铁路工程地质原位测试规程铁路工程地质原位测试规程n油气管道工程地质勘察技术规定油气管道工程地质勘察技术规定n广省建筑设计研究院广省建筑设计研究院n沈阳沈阳2、超重型动力触探确定地基土承载力、超重型动力触探确定地基土承载力n成都地区建筑地基基础设计规范成都地区建筑地基基础设计规范三、确定单桩容许承载力三、确定单桩容许承载力1、Meyerhof法法式中：式中：B为桩宽度或直径为桩宽度或直径m，h为桩进入砂层的深度为桩进入砂层的深度m2、日本法、日本法式中：式中：N1为桩端处的为桩端处的N值值，N2为桩尖上为桩尖上10B范围内的平均范围内的平均N值值四、评价地基土的密实度四、评价地基土的密实度n孔隙比孔隙比n砂土的密实度砂土的密实度n碎石土密实度分类（碎石土密实度分类（岩土工程勘察规范岩土工程勘察规范）五、五、确定地基土的变形模量确定地基土的变形模量六、六、确定抗剪强度确定抗剪强度