一、 动力触探测试法的基本原理
动力触探是将重锤打击在一根细长杆件(探杆)上,锤击会在探杆和土体中产生应力波,如果略去土体震动的影响,那么动力触探锤击贯入过程可用一维波动方程来描述
图3—1 DPT能量平衡示意图
1—导杆;2—穿心锤;3—锤座;4—探杆;5—探头
动力触探基本原理也可以用能量平衡法来分析。动力触探能量平衡模型如图3—1所示。在一次锤击作用下的功能转换,按能量守恒原理,其关系可写成:
土体原位测试机理、方法及其工程应用
式中:Em——穿心锤下落能量;
Ek——锤与触探器碰撞时损失的能量;
Ec——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;
Ep——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。
各项能量的计算式如下:
落锤能量:
土体原位测试机理、方法及其工程应用
式中:M——重锤质量;
h——重锤落距;
g——重力加速度;
η——落锤效率(其受绳索、卷筒等摩擦的影响,当采用自动脱钩装置时,η=1)。
碰撞时能耗,根据牛顿碰撞理论得:
土体原位测试机理、方法及其工程应用
式中:M,g,h——意义同(3—2)式;
m——触探器质量;
k——与碰撞体材料性质有关的碰撞作用恢复系数。
触探器弹性变形的能耗:
土体原位测试机理、方法及其工程应用
式中:l——触探器长度;
E——探杆材料弹性模量;
a——探杆截面积;
R——土对探头的贯入总阻力。土的塑性变形能:
土体原位测试机理、方法及其工程应用
式中:R——意义同(3—4)式;
Sp——每锤击后土的永久变形量(可按每锤击时实测贯入度e计)。土的弹性变形能:
土体原位测试机理、方法及其工程应用
式中:R——意义同(3—4)式;
Se——每锤击时土的弹性变形量。
Se值在试验时未测出,可利用无限半空间上点荷载明德林(Mindlin)的解,并通过击数与土的刚度建立的如下关系确定。
土体原位测试机理、方法及其工程应用
式中:R意义同(3—4)式;
D——探头直径(m);
A——探头截面积(m2);
N——永久贯入量为0.1m时的击数;
P0——基准压力,Po=1kPa;
β——土的刚度系数(经验值:粘性土,β=800;砂土,β=4000)。
将式(3—1)至式(3—6)合并整理得:
土体原位测试机理、方法及其工程应用
式中:f为土对探杆侧壁摩擦力(kN);其他符号意义同(3—1)至(3—6)式。
如果将探杆假定为刚性体(即杆无变形),不考虑杆侧壁摩擦力影响,则(3—8)式变成海利(Hiley,A.)动力公式:
土体原位测试机理、方法及其工程应用
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。因此,土的动贯入阻力Rd也可表示为(3—10)式,称荷兰动力公式。
土体原位测试机理、方法及其工程应用
式中:e——贯入度(mm),即每击的贯入深度;
,△S为每一阵击贯入深度(mm);n为相应的一阵击锤击数;
A——圆锥探头底面积(m2)。
二、什么是重力触探,什么是轻便触探?定义
重力触探,也叫重型动力触探,使用的是重型触探仪
轻便触探使用的是轻型触探仪
动力触探是在现场测定砂的天然密度用以确定地基承载力的一种方法。动力触探的设备有:穿心试验重锤,重28公斤,探头直径6.18厘米,锥角60度,钻杆直径3.5毫米,钻杆接手与钻杆直径同大。试验时,测定重锤打击触探头的自由落距(H)为80厘米、贯入10厘米时所需的锤击数,以N10表示。确定击数N时,必须消除钻杆能量消耗的影响。
《土力学及地基基础》中动力触探的定义如下:
将一定质量的穿心锤,以一定的高度(落距)自由下落,将探头贯入土中,然后记录贯入一定深度所需的锤击数,并以此判断土的性质。
希望采纳
三、什么是动力触探?
8N-20为轻型触探仪公式,规范代用公式是R=(0.8×N-2)×9.8(其中,R-地基容许承载力Kpa,N-轻型触探锤击数)。
动力触探分为轻型、重型以及超重型三个类型。目前承建单位一般使用轻型和重型。
轻型触探仪适用于砂土、粉土及粘性土地基检测,轻型触探仪设备比较轻便,记录每打入30cm的锤击次数。
重型触探仪适用于各类土,是目前承建单位应用最为广泛的地基承载力测试方法。该方法是采用质量为63.5kg的穿心锤,以76cm的落距,将触探头打入土中,记录打入10cm的锤击数,代用公式为y=35.96x+23.8( 其中,y-地基容许承载力Kpa,x-重型触探锤击数)。
承载力是从工程地质领域里转借过来的概念,其本意是指地基的强度对建筑物负重的能力,现已演变为对发展的限制程度进行描述的最常用概念之一。生态学最早将此概念转引到本学科领域内。
四、一级建造师钎探和触探区别
测试所使用的机具不一样。
轻型动力触探是利用一定的锤击能量(锤重10kg),将一定规格的圆锥探头打入土中,根据贯入锤击数判别土层的类别,确定土的工程性质,对地基土做出综合评价。
机械钎探是利用机械将钢钎打入土层,根据一定进尺所需的击数探测土层情况或粗略估计土层的容许承载力的一种简易的探测方法。
这种方法适用于建筑物或构筑物的基础、坑(槽)底基土质量钎探检查。
它们最大的区别就是一个采用圆锥探头(可以直接知道承载力),一个采用钢钎(经过计算知道承载力)。
工程地质勘察是为了查明场地的工程地质情况,为施工图的设计提供依据(详细勘察)。
具体的就是查明场地的土层什么的是否能满足工程安全的需要,然后设计根据地勘报告提供的数据建议什么的做具体的施工图设计。
而钎探是设计后挖了基坑,但是基底的地层不均匀,各处的承载力有区别,此时地勘报告也不能提供确定的数据供设计施工参考,为了确定地基土是否能满足工程安全的力学要求等,就做钎探。
钎探是勘察的一种具体操作方法,可以获得具体的工程地质数据,属施工勘察的范畴。
五、在建筑工程地基验槽中钎探和触探的方法
验槽方法
(1)详细观察、描述槽壁和槽底岩土特性,验证基槽底的土质与勘察报告是否一致,基槽边坡是否稳定,有无影响边坡稳定的因素,如渗水、坑边堆载过多等。尤其注意不要将素填土与新近沉积的黄土、新近沉积黄土与老土相混淆。如果有难以辨认的土质,应配合洛阳铲等手段探至一定深度仔细鉴别。对于旧房基、洞穴、掩埋管道和人防设施等应沿其走向进行追索,查明在基槽范围内的延伸方向、深度及宽度。
(2)分析钎探资料。一般在建筑工程基础施工时,基槽开挖后均做钎探工作。岩土工程师会同设计、监理等有关人员详细查看、分析钎探资料,判断基底岩土均匀情况及同一深度段(一般按30cm为一步)的纤探击数是否基本一致(同一基槽内的铅锤重量应相同,有条件的应使用标准锤,锤重10kg,落距保持50cm)。低于某一深度段击数平均值30%以上的钎探点,在平面图上圈出其位置、范围,分析其差别原因,必要时需补做检查探点,对低于平均值50%以上的点,要补挖探井或用洛阳铲进一步探查。
验槽中地基的局部处理
验槽工作中常遇到需整体处理和需局部处理两种类型的问题。前者比较容易处理,如果是人工换填土,一般在勘察报告中建议挖除,将基础放在老土层上,但往往由于某种原因未全部挖除而造成槽底残留填土问题。这种情况一般挖除到老土即天然土,然后用2:8灰土回填夯实,或用人工级配砂石回填,也可把基础埋深适当增大。
1.范围较小松土坑的处理
当松土坑(填土、墓穴等)的范围较小时,可将坑中松软虚土挖除,至坑底及四壁均能见天然土为止,然后采用与坑边的天然土层压缩性相近的材料回填。如果坑小夯实质量不易控制,应选压缩模量大的材料。当天然土为砂石时,用砂或级配砂石回填,回填时应分层夯实,并用平板振动器振密。如果为较坚硬的粘性土,则用3:7灰土分层夯实;可塑的粘性土或新近沉积粘性土,多用1:9或2:8灰土分层夯实。当面积较大,换填较厚(一般大于3.0m),局部换土有困难时,可用短桩基础处理,并适当加强基础和上部结构的刚度。
关于松土坑的处理情况比较多见,例如河北省南宫市某住宅,验槽时发现2层墓穴,下层墓穴时期较早,墓穴已坍塌,不易发现。经过对土质颜色、包含物的仔细辨认,详细分析纤探记录,才逐一查出并予以清除,以1:9灰土分层夯实。
2.范围较大松土坑的处理
当松土坑的范围较大,且坑底标高不一致时,清除填土后,应先做踏步再分层夯实,也可将基础局部加深,并做1:2的台阶,两段基础相连接。如某办公楼场地原为农田,验槽时发现该基槽东部有一古砖墓坑,清理后发现西部浅,东部深,差异较大。处理方法为:清理全部填土,局部加深,并从东向西做1:2踏步夯实,2:8灰土分层夯实与老土相接。
3.大口井或土井的处理
当基槽中发现砖井时,井内填土已较密实,则应将井的砖劵拆除至槽底以下1m(或大于1m),在此拆除范围内用2:8或3:7灰土分层夯实至槽底;如井直径大于1.5m时,则应适当考虑加强土上部结构的强度,如在墙内配筋或做地基梁跨越砖井。这种情况也较多见,例如河北省南宫市某教学楼,验槽时发现有整齐的2个大口井,中间填土已密实;教学楼之间的廊道也有相连的2个大口砖窑井,砖护壁完好。均采取全部挖除或部分挖除后再夯实2:8灰土的方法,建成后至今建筑物使用良好。
4.局部硬土的处理
当验槽时发现旧墙基、砖窑底、压实路面等异常硬土时,一般都挖除,回填土情况根据周围土质而定。全部挖除有困难时,可挖除0.6m,做软垫层,使地基沉降均匀。
5.局部软土的处理
由于地层差异或含水量变化,造成局部软弱的基槽也较多见,例如某商业楼,钎探后发现1.8m厚软土层。东部钎探总数120击左右,中部230击左右,西部340击左右,地基土严重不均。经与设计、勘察部门研究,采用不同置换率的夯实水泥土桩进行处理,置换率为东部8%、中部6%、西部4%.
6.人防通道的处理
在条件允许破坏而且工程量又不大的情况下,应挖除松土,回填土夯实,或用人工墩基或钻孔灌注桩穿过。如果不允许破坏,则采用双墩(桩)担横梁上加基础避开通道,有时还需加固人防通道。若通道位置处于建筑物边缘,可采用局部加强的悬挑地基梁避开,例如北京某沿街商业楼,全部跨越人防通道,采取夯实水泥土桩处理地基,人防通道上部用地梁跨越。
六、可以说说触探检测的条件和标准吗?谢谢!
触探分动力触探和静力触探,动力触探又分轻型、重型、超重型
静力触探试验
静力触探试验适用于软土、一般粘性土、粉土、砂土和含少量碎石的土.静力触探可根据工程需要采用单桥探头、双桥探头或带孔隙水压力量测的单、双桥探头,可测定比贯入阻力(ps)、锥尖阻力(qc)、侧壁摩阻力(fs)和贯入时的孔隙水压力(u)。
静力触探试验的技术要求应符合下列规定::
1 探头圆锥锥底截面积应采用10c㎡ 或15c㎡,单桥探头侧壁高度应分别采用57mm 或70mm,双桥探头侧壁面积应采用150 300c㎡, 锥尖锥角应为60度。
2 探头应匀速垂直压入土中,贯入速率为1.2m/min。
3 探头测力传感器应连同仪器、电缆进行定期标定,室内探头标定测力传感器的非线性误差、重复性误差、滞后误差、温度漂移、归零误差均应小于1%FS,现场试验归零误差应小于3%,绝缘电阻不小于500MΩ;
4 深度记录的误差不应大于触探深度的±1%;
5 当贯入深度超过30m,或穿过厚层软土后再贯入硬土层时,应采取措施防止孔斜或断杆,也可配置测斜探头,量测触探孔的偏斜角,校正土层界线的深度;
6 孔压探头在贯入前,应在室内保证探头应变腔为已排除气泡的液体所饱和,并在现场采取措施保持探头的饱和状态,直至探头进入地下水位以下的土层为止;在孔压静探试验过程中不得上提探头;
7 当在预定深度进行孔压消散试验时,应量测停止贯入后不同时间的孔压值,其计时间隔由密而疏合理控制;试验过程不得松动探杆。
静力触探试验成果分析应包括下列内容:
1 绘制各种贯入曲线:单桥和双桥探头应绘制ps-z曲线、qc-z 曲线、fs-z 曲线、Rf-z 曲线、孔压探头尚应绘制ui-z 曲线、qt-z 曲线、ft-z 曲线、Bq-z 曲线和孔压消散曲线:ut-lgt 曲线;
其中Rf--摩阻比;
ui--孔压探头贯入土中量测的孔隙水压力(即初始孔压);
qt--真锥头阻力(经孔压修正);
ft--真侧壁摩阻力(经孔压修正);
Bq--静探孔压系数,
u0--试验深度处静水压力(kPa);
оvo--试验深度处总上覆压力(kPa);
ut--孔压消散过程时刻t 的孔隙水压力;
2 根据贯入曲线的线型特征,结合相邻钻孔资料和地区经验,划分土层和判定土类;计算各土层静力触探有关试验数据的平均值,或对数据进行统计分析,提供静力触探数据的空间变化规律。
根据静力触探资料,利用地区经验,可进行力学分层,估算土的塑性状态或密实度、强度、压缩性、地基承载力、单桩承载力、沉桩阻力、进行液化判别等。根据孔压消散曲线可估算土的固结系数和渗透系数。
圆锥动力触探试验
圆锥动力触探试验的类型可分为轻型、重型和超重型三种,其规格和适用土类应符合表
的规定。
圆锥动力触探试验技术要求应符合下列规定:
1 采用自动落锤装置;
2 触探杆最大偏斜度不应超过2%,锤击贯入应连续进行;同时防止锤击偏心、探杆倾斜和侧向晃动,保持探杆垂直度;锤击速率每分钟宜为15~30 击;
3 每贯入1m,宜将探杆转动一圈半;当贯入深度超过10m,每贯入20cm 宜转动探杆一次;
4 对轻型动力触探当N10>100 或贯入15cm 锤击数超过50 时,可停止试验;对重型动力触探,当连续三次N63.5>50 时,可停止试验或改用超重型动力触探。
圆锥动力触探试验成果分析应包括下列内容:
1 单孔连续圆锥动力触探试验应绘制锤击数与贯入深度关系曲线;
2 计算单孔分层贯入指标平均值时,应剔除临界深度以内的数值、超前和滞后影响范围内的异常值;
3 根据各孔分层的贯入指标平均值,用厚度加权平均法计算场地分层贯入指标平均值和变异系数。
根据圆锥动力触探试验指标和地区经验,可进行力学分层,评定土的均匀性和物理性质(状态、密实度)、土的强度、变形参数、地基承载力、单桩承载力、查明土洞、滑动面、软硬土层界面,检测地基处理效果等。应用试验成果时是否修正或如何修正,应根据建立统计关系时的具体情况确定。