1、第四章 圆锥动力触探试验1/41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 测试精度影响原因测试精度影响原因n第六节第六节 测试结果应用测试结果应用2/41n圆锥动力触探测试圆锥动力触探测试(DPT)n利用一定质量落锤，以一定高利用一定质量落锤，以一定高度自由落距将标准规格圆锥形度自由落距将标准规格圆锥形探头打入土层中，依据探头贯探头打入土层中，依据探头贯入难易程度（可用贯入度、锤入难易程度（可用贯入度、锤击
2、数或探头单位面积动贯入阻击数或探头单位面积动贯入阻力来表示）判定土层性质。力来表示）判定土层性质。简简称动力触探或动探。称动力触探或动探。3/41技术特点n能够取得地基土物理力学性质指标n判定地基土均匀性n含有钻探和测试双重功效4/41圆锥动力触探测试优点：圆锥动力触探测试优点：（1）设备简单，坚固耐用；）设备简单，坚固耐用；（2）操作及测试方法轻易；）操作及测试方法轻易；（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。5/
3、41圆锥动力触探类型圆锥动力触探类型类型轻型重型超重型落锤锤质量/kg1063.5120落距/cm5076100探头直径/mm407474锥角606060探杆直径/mm25425060指标贯入30cm锤击数N10贯入10cm锤击数N63.5贯入10cm锤击数N1206/41n适用范围7/41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 测试精度影响原因测试精度影响原因n第六节第六节
4、测试结果应用测试结果应用8/41一、测试设备一、测试设备a.探杆（包含导向杆）探杆（包含导向杆）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（包含钢砧与锤垫）锤座（包含钢砧与锤垫）e.探头探头9/41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）10/4111/4112/4113/41二、测试原理二、测试原理nDPT 基基本本原原理理能能够够用用能能量量平平衡衡法法来来分分析析。在在一一次
5、次锤锤击击作作用用下下功功效效转转换换按按能能量量守守恒恒原原理理，其其关关系为：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能量；锤与触探器碰幢时损失能量；Ec-触探器弹性变形所消耗能量；触探器弹性变形所消耗能量；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-因为土塑性变形而消耗能量；因为土塑性变形而消耗能量；Ee-因为土弹性变形而消耗能量因为土弹性变形而消耗能量Em=Ek+Ec+Ef+Ep+Ee14/41n考虑在动力触探测试中，只能量测到土永久变形，故将和考虑在动力触探测试中，只能量测到土永久变形，故将和弹性相关变形略去，可推
6、导得土动贯入阻力弹性相关变形略去，可推导得土动贯入阻力Rd为：为：e贯入度（贯入度（mm），），每击贯入深度；每击贯入深度；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Rd15/41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 测试精度影响原因测试精度影响原因n第六节第六节 测试结果应用测试结果应用16/41（1）先用轻便钻具钻
7、至试验土层标高以上）先用轻便钻具钻至试验土层标高以上0.3m处，然后处，然后对土层进行连续触探；对土层进行连续触探；（2）试验时，穿心锤落距为）试验时，穿心锤落距为0.500.02m，统计每打入统计每打入0.30m所需锤击数；所需锤击数；（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土层。土层。一、轻型动力触探一、轻型动力触探17/41（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。垂直度最大偏差不得超出直度最大偏差不得超出2%；（2）贯贯入入时时应
8、应使使穿穿心心锤锤自自由由落落下下。地地面面上上触触探探杆杆高高度度不不宜宜过过高，以免倾斜与摆动太大；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；（4）及时统计每贯入）及时统计每贯入0.10m所需锤击数；所需锤击数；（5）对对于于普普通通砂砂、圆圆砾砾和和卵卵石石，触触探探深深度度不不宜宜超超出出1215m；超出该深度时，需考虑触探杆侧壁摩阻影响；超出该深度时，需考虑触探杆侧壁摩阻影响；（6）每贯入）每贯入0.1m所需锤击数连续三次超出所需锤击数连续三次超出50击时，应停顿试击时，应停顿试验。验。二、重型、超重型动力触探二、重型、超重型动力触探18/4
9、1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第五节第五节 测试精度影响原因测试精度影响原因n第六节第六节 测试结果应用测试结果应用19/41一、实测触探击数一、实测触探击数n每层实测击数算术平均值。每层实测击数算术平均值。x-脚标代表锤重，分别脚标代表锤重，分别为为10，63.5，120等。等。式中，式中，Nx 平均值；平均值；Nx实测锤击数；实测锤击数；n参加统计测点数。参加统计测点数。n对于轻型动力触
10、探为每贯入对于轻型动力触探为每贯入30cm锤击数锤击数n重型、超重型为每贯入重型、超重型为每贯入10cm锤击数锤击数20/41二、触探锤击数修正（对于重型、超重型动力触探）二、触探锤击数修正（对于重型、超重型动力触探）1、探杆长度修正（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）21/412、地下水影响修正、地下水影响修正22/41三、三、绘制绘制Nx-H曲线曲线23/41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
11、五节第五节第五节第五节 测试精度影响原因测试精度影响原因测试精度影响原因测试精度影响原因n第六节第六节 测试结果应用测试结果应用24/41一、设备原因一、设备原因 n穿心锤形状和质量；穿心锤形状和质量；n探头形状和大小；探头形状和大小；n触探杆截面尺寸、长度和质量；触探杆截面尺寸、长度和质量；n导向锤座结构及尺寸；导向锤座结构及尺寸；n所用材料材型及性能。所用材料材型及性能。25/41二、人为原因二、人为原因n落锤高度、锤击速度和操作方法；落锤高度、锤击速度和操作方法；n读数量测方法和精度；读数量测方法和精度；n触探孔垂直程度、探杆偏斜度触探孔垂直程度、探杆偏斜度n钻孔护壁、清孔清孔钻孔护壁、
12、清孔清孔26/41三、其它原因三、其它原因n土性质土性质n触探深度触探深度n地下水地下水27/41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第五节第五节 测试精度影响原因测试精度影响原因n n第六节第六节第六节第六节 测试结果应用测试结果应用测试结果应用测试结果应用28/41n锤击数越少，锤击数越少，土颗粒越细；土颗粒越细；n锤击数越多，锤击数越多，土颗粒越粗。土颗粒越粗。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
13、、划分土类或土层剖面29/41二、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30/41n西安市西安市n浙江省浙江省31/412、重型动力触探确定地基土承载力、重型动力触探确定地基土承载力n成都地域成都地域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32/41n油气管道工程地质勘察技术要求油气管道工程地质勘察技术要求n广省建筑设计研究院广省建筑设计研究院33/41n沈阳沈阳34/412、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成都地域建筑地基基础设计规范成都地域建筑地基基础设计规范35/41三、确定单桩允许承载力三、确定单桩允许承载力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为桩进入砂层深度为桩进入砂层深度m2、日本法、日本法式中：式中：N1为桩端处为桩端处N值值，N2为桩尖上为桩尖上10B范围内平均范围内平均N值值36/41四、评价地基土密实度四、评价地基土密实度n孔隙比孔隙比37/41n砂土密实度砂土密实度38/41n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）39/41五、五、确定地基土变形模量确定地基土变形模量40/41六、六、确定抗剪强度确定抗剪强度41/41
