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土工原位测试

在土体原来位置上测定土的工程性质。因采取原状土样作室内试验要经过取样、封装、搬运、储存、制样及试验过程,常受土样扰动和应力条件改变的影响,对于砂砾土层,取原状土样更为困难。因而采用在原位测定土的力学性质和鉴定土层的一些方法是很必要的。原位测试能较正确反映土层性质,有的还可用于填土质量检验和划分土层。常用的土工原位测试方法有:①载荷试验。

在土体原来位置上测定土的工程性质。因采取原状土样作室内试验要经过取样、封装、搬运、储存、制样及试验过程,常受土样扰动和应力条件改变的影响,对于砂砾土层,取原状土样更为困难。因而采用在原位测定土的力学性质和鉴定土层的一些方法是很必要的。原位测试能较正确反映土层性质,有的还可用于填土质量检验和划分土层。

常用的土工原位测试方法有:①载荷试验。系用一定规格载荷板分级加荷,以确定地基承载力及变形模量,特殊的载荷试验有大孔径钻孔中的深层载荷试验及螺旋板载荷试验。②标准贯入试验。系用重63.5公斤锤,以76厘米自由落距,将一定规格的对开筒式贯入器在钻孔中击入土层,记其每击入土中30厘米的锤击次数称为标准贯入击数N。根据N可判断沙土密实度或粘土稠度作为估算地基承载力的依据。N值亦可用作判别砂层液化及估算单桩承载力。标准贯入试验虽然方法粗略,但简单易行,且能取得土样和鉴定土层,因而很多国家普遍采用。③十字板剪切试验。用于测定均匀饱和软粘土不排水强度。其方法是将一定规格的十字形板头压入粘土层,以0.1~0.2度/秒转速扭转钻杆。根据板头在土层中扭转形成的圆柱形破损面测得的最大力矩,计算软粘土的不排水强度值,作为地基或土坡稳定验算的依据。④静力触探。是将锥形探头以一定速率均速压入土中并量测其贯入阻力(锥头阻力,侧壁摩阻力)。静力触探可用于划分土层,评价地基土的工程性质,探找桩基持力层,预估沉桩可能性和单桩承载力以及检验人工密实度和地基加固效果。静力触探可以迅速而连续地反映土层变化特征。探头装上传感器可同时测量孔隙水压力称孔压触探仪。对于卵石层及夹有较多砖瓦、贝壳、砂礓石的土层,静力触探则不适用。⑤动力触探。是用一定锤击能量将一定规格的锥形探头击入土层,记其击入一定深度的锤击次数。动力触探分轻型、中型、重型三类。轻型一般用于粘性土,素填土;中型用于粘性土;重型则用于中、粗砾砂及圆砾、卵石土。其优点是设备简单,操作方便。⑥旁压测试。是在钻孔中放设圆柱形旁压器,旁压器在液压作用下侧胀时,对钻孔壁施加径向压力,以求土层应力应变关系及极限压力。旁压测试一般为预先钻孔,也可用较复杂的自钻式旁压仪。⑦跨孔波速法。系在一个钻孔中一定深度处激发一声源,在相距3~5米的另一钻孔内与声源同一高程处接收,根据波速可计算土层的动力剪切模量。

原位测试方法的选择应根据地基情况和工程要求而定。粗略勘察可采用标准贯入试验或触探,地质条件复杂和重要工程应采用多种方法相互比较以得出确切结论。通常用的物探法进行土层勘察,用抽水试验测定土层渗透性也属原位测试方法。特殊的原位测试方法尚有放射性同位素测定土的密度和含水量、混凝土板抗滑试验、螺旋板载荷试验、钻孔中千斤顶试验等。