工程地質(zhì)實驗報告.doc

工程地質(zhì)實驗報告 姓 名： 何 思 成班 級： 土木1103班學(xué) 號： U201115323完成時間： 2014-1-21靜力觸探試驗1.1 試驗原理與目的靜力觸探的工作過程是用靜力將探頭壓到土層中去。在貫入過程中，由于埋藏在地層中的各種土的物理力學(xué)性質(zhì)不同，因此，探頭遇到的阻力也不同，有的土軟，阻力就小，有的土硬，阻力就大。土的軟硬正是土的力學(xué)性質(zhì)的一種體表現(xiàn)。所以貫入阻力是從一個側(cè)面反應(yīng)了土的強度。根據(jù)這樣一種內(nèi)部聯(lián)系，我們利用探頭中的阻力傳感器，將貫入阻力通過電子量測記錄儀表把它顯示和記錄下來，并利于貫入阻力和土的強度之間存在的一定關(guān)系，確定土的力學(xué)指標(biāo)，劃分土層，進行地基土評價和提供設(shè)計所有需參數(shù)。當(dāng)靜力觸探的探頭在靜壓力作用下，均速向土層中貫入時，探頭附近一定范圍內(nèi)的土體受到壓縮和剪切破壞，同時對探頭產(chǎn)生貫入阻力。一般的說，同一種土層中貫入阻力大，土層的力學(xué)性質(zhì)好，承載力高。反之，貫入阻力小，土層軟弱，承載力低。在生產(chǎn)中利用靜力觸探與土的野外載荷試驗對比，或靜力觸探貫入阻力與樁基承載力及土的物理學(xué)性質(zhì)的指標(biāo)對比，運用數(shù)理統(tǒng)計的方法，可以建立各種相關(guān)方程(經(jīng)驗關(guān)系)。這樣，只要知道土層的貫入阻力即可確定該層土的地基承載力等指標(biāo)參數(shù)。1.2 試驗裝置 手控輕型鏈?zhǔn)届o力探觸儀：儀器主要有三部分組成：1.貫入系統(tǒng)，包括加壓裝置和反力裝置，其基本功能是將探頭勻速、垂直地壓入土層中，其使用的傳動系統(tǒng)是手搖鏈?zhǔn)綑C械傳動系統(tǒng)（見左圖）；2.測量系統(tǒng)，用來測量和記錄探頭所受到的阻力；3.靜力觸探頭，探頭內(nèi)有阻力傳感器，傳感器將貫入阻力通過電信號傳至測量裝置。 常用的探頭有單橋探頭，雙橋探頭和孔壓探頭。實驗用到的是單橋探頭，它是將錐頭與外套筒連在一起，因而只能測量一個參數(shù)包括錐尖阻力和側(cè)壁摩阻力在內(nèi)的總貫入阻力。 單橋探頭結(jié)構(gòu)示意圖 單橋探頭實物圖1-四心電纜；2-密封圈；3-探頭管；4-防水塞；5-外套管；6-導(dǎo)線；7-空心柱；8-電阻片；9-防水盤根；10-頂柱-探頭錐直徑；L-有效側(cè)壁長度；a-探頭錐角1.3 試驗步驟 1.平整一塊實驗場地，在合適的距離間打下兩根地錨。2.將觸探主機放到試驗地，調(diào)整水平，并用連接板與地錨緊密連接，形成反力裝置。3.將傳感線引線穿過探桿，將探桿插入觸探主機上上下面板的對應(yīng)孔位，并把探頭與之連上。4. 將已穿入探桿內(nèi)的傳感器引線按要求接到量測儀器上，打開電源開關(guān)。5.轉(zhuǎn)動手搖臂，帶動鏈條將探桿壓入地下，并注意每10cm記錄一下數(shù)據(jù)。1.4 觸探參數(shù)隨深度的變化曲線 1.5 試驗小結(jié) 靜力觸探實驗成果的應(yīng)用主要有下列幾個方面：（1）劃分土層界：線根據(jù)靜探曲線對地基土進行力學(xué)分層，或參照鉆孔分層結(jié)合靜探ps或qc及fs值的大小和曲線形態(tài)特征進行地基土的力學(xué)分層，并確定分層界線。 （2）估計土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)，判定飽和沙土和粉土的液化勢。（3）確定淺基礎(chǔ)的承載力，預(yù)估單樁承載力。2十字板剪切試驗（VST）十字板剪切試驗( Vane Shear Test ,簡稱VST)適用于原位測定飽水軟粘土的不排水抗剪強度。所測得的抗剪強度值，相當(dāng)于試驗深度處天然土層在原位壓力下固結(jié)的不排水抗剪強度;由于十字板剪切試驗不需要采取土樣，避免了土樣擾動及天然應(yīng)力狀態(tài)的改變，是一種有效的現(xiàn)場測試方法。 根據(jù)十字板儀的不同，十字板剪切試驗可分為普通十字板和電測十字板;根據(jù)貫入方式的不同,又可分為預(yù)鉆孔十字板剪切試驗和自鉆式十字板剪切試驗(Self-Boring Vane Shear Test,簡稱SBVST)。從技術(shù)發(fā)展和使用方便的角度，自鉆式電測十字板儀具有明顯的優(yōu)勢。 其缺點是僅適用于江河湖海的沿岸地帶的軟土，適應(yīng)范圍有限，對硬塑粘性土和含有礫石雜物的土不宜采用，否則會損傷十字板頭。2.1 試驗原理 十字板剪切試驗的原理，即在鉆孔某深度的軟粘土中插入規(guī)定形狀和尺寸的十字板頭，施加扭轉(zhuǎn)力矩，將土體剪切破壞，測定土體抵抗扭損的最大力矩，通過換算得到土體不排水抗剪強度。十字板頭旋轉(zhuǎn)過程中假設(shè)在土體中產(chǎn)生一個高度為H(十字板的高度)、直徑為D(十字板頭的直徑)的圓柱狀剪損面，并假定該剪損面的側(cè)面和上、下底面上土的抗剪強度都相等。在剪損過程中，土體產(chǎn)生的最大抵抗力矩M由圓柱側(cè)表面的抵抗力矩M1、和圓柱上下面的抵抗力矩M2兩部分組成。即MM1+M2。2.2 試驗裝置1.壓入主機2十字板頭3.扭力傳感器4.量測扭力的儀表5.施加扭力裝置6.其它（探桿等）2.3 試驗步驟1.平整場地，安裝機架，并固定2.把板頭壓至測試深度3.卡住鉆桿，并調(diào)零4.轉(zhuǎn)動手柄，旋轉(zhuǎn)鉆桿，使板頭產(chǎn)生扭矩(每10秒使搖柄轉(zhuǎn)動一圈，每轉(zhuǎn)動一圈測記應(yīng)變讀數(shù)一次。 )5.測量扭矩直至峰值出現(xiàn)6.松動鉆桿7.完全擾動測試土體，重復(fù)2-5測量擾動土的剪切強度。2.4 試驗小結(jié) 十字板剪切試驗適用于飽和軟黏土。應(yīng)用的目的是：計算地基承載力；確定樁的極限端承力和摩擦力；確定軟土地區(qū)路基、海堤、碼頭、土壩的臨界高度；判定軟土的固結(jié)歷史。3圓錐動力觸探（DPT）3.1 試驗?zāi)康?.評定砂土的孔隙比或相對密實度、粉土及粘性土的狀態(tài)。2.估算土的強度和變形模量。3.評定場地地基的均勻性及承載力。4.探查土洞、滑動面、軟硬土層界面等。5.估算樁基持力層和承載力。6.檢驗地基加固與改良的質(zhì)量效果。3.2 試驗原理DPT 的基本原理可以用能量平衡法來分析。在一次錘擊作用下的功能轉(zhuǎn)換按能量守恒原理，其關(guān)系為：Em=Ek+Ec+Ef+Ep+Ee。 Em-穿心錘下落能量； Ek-錘與觸探器碰幢時損失的能量； Ec-觸探器彈性變形所消耗的能量； Ef-貫入時用于克服桿側(cè)壁摩阻力所耗能量； Ep-由于土的塑性變形而消耗的能量； Ee-由于土的彈性變形而消耗的能量3.3 試驗設(shè)備導(dǎo)向桿，提引器，穿心錘（10kN），錘座，探桿，探頭 3.4 試驗步驟先用輕便鉆具鉆至試驗土層標(biāo)高，然后對所需試驗土層連續(xù)進行觸探。穿心錘落距為50cm，使其自由下落，將探頭豎直打入土層中，每打入土層30cm記錄錘擊數(shù)即為N。3.5 試驗小結(jié)動力觸探試驗具有設(shè)備簡單、操作及測試方法簡便、試用性廣等優(yōu)點，對難以取樣的砂土、粉土、碎石類土及靜力觸探難以貫入的土層，動力觸探是一種非常有效的勘探試手段。它的缺點是不能對土進行直接鑒別描述，試驗誤差大。 實驗是給特別花力氣的一個實驗，