靜力載荷試驗

1、精選文檔一、 靜力載荷試驗1. 試驗的目的及意義（1） 確定地基土的臨塑荷載，極限荷載，為評定地基土的承載力供應(yīng)依據(jù)；（2） 確定地基土的變形模量；（3） 估算地基土的不排水抗剪強(qiáng)度；（4） 確定地基土基床反力系數(shù)；2. 試驗的適用范圍淺層平板載荷試驗適用于淺層地基土；深層平板載荷試驗適用于埋深等于或大3m和地下水位以上的地基土；螺旋板載荷試驗適用于深層地基土或地下水位以下的地基土。載荷試驗可適用于各種地基土，特適用于各種填土及碎石的土。本節(jié)主要介紹淺層平板靜力載荷試驗。本試驗為淺層平板載荷試驗。3. 試驗的基本原理破壞階段剪切變形階段直線變形階段平板載荷試驗是在擬建建筑場地上將肯定尺寸和幾何

2、外形（方形或圓形）的剛性板，安放在被測的地基持力層上，逐級增加荷載，并測得相應(yīng)的穩(wěn)定沉降，直至達(dá)到地基破壞標(biāo)準(zhǔn)，由此可得到荷載（p）沉降（s）曲線（即p-s曲線）。典型的平板載荷試驗p-s曲線可以劃分為三個階段，如右圖所示。通過對p-s曲線進(jìn)行計算分析，可以得到地基土的承載力特征值、變形模量和基床反力系數(shù)。平板載荷試驗所反映的相當(dāng)于承壓板下1.52.0倍承壓板直徑（或?qū)挾龋┑纳疃确秶鷥?nèi)地基土的強(qiáng)度、變形的綜合性狀。淺層平板載荷試驗適用淺層自然地基土，包括各種填土、含碎石的土等。也用于復(fù)合地基承載力評價。4. 試驗儀器及制樣工具儀器設(shè)備：載荷試驗的設(shè)備由承壓板、加荷裝置及沉降觀測裝置等部件組合而

3、成。目前，組合型式多樣，成套的定型設(shè)備已應(yīng)用多年。（1） 承壓板，有現(xiàn)場砌置和預(yù)制兩種，一般為預(yù)制厚鋼板(或硬木板)。對承壓板的要求是，要有足夠的剛度，在加荷過程中承壓板本身的變形要小，而且其中心和邊緣不能產(chǎn)生彎曲和翹起；其外形宜為圓形(也有方形者)，對密實粘性土和砂土，承壓面積一般為10005000cm2。對一般土多接受25005000cm2。按道理講，承壓板尺寸應(yīng)與基礎(chǔ)相近，但不易做到。（2） 加荷裝置，加荷裝置包括壓力源、載荷臺架或反力構(gòu)架。加荷方式可分為兩種，即重物加荷和油壓千斤頂反力加荷。1) 重物加荷法，即在載荷臺上放置重物，如鉛塊等。由于此法笨重，勞動強(qiáng)度大，加荷不便，目前已很少

4、接受(圖43)。其優(yōu)點(diǎn)是荷載穩(wěn)定，在大型工地常用。圖3 載荷臺式加壓裝置(a)木質(zhì)或鐵質(zhì)載荷臺；(b)低重心載荷臺；1載荷臺；2鋼錠；3混凝土平臺；4測點(diǎn)；5承壓板2) 油壓千斤頂反力加荷法，即用油壓千斤頂加荷，用地錨供應(yīng)反力。由于此法加荷便利，勞動強(qiáng)度相對較小，已被廣泛接受，并有定型產(chǎn)品（圖44）。接受油壓千斤頂加壓，必需留意兩個問題：油壓千斤頂?shù)男谐瘫匦铦M足地基沉降要求。下入土中的地錨反力要大于最大加荷，以避開地錨上拔，試驗半途而廢。圖4 千斤頂式加壓裝置(a)鋼桁架式裝置；(b)拉桿式裝置；1千斤頂；2地錨；3桁架；4立柱；5分立柱；6拉桿（3） 沉降觀測裝置，沉降觀測儀表有百分表、沉降

5、傳感器或水準(zhǔn)儀等。只要滿足所規(guī)定的精度要求及線性特性等條件，可任意選用其中一種來觀測承壓板的沉降。由于載荷試驗所需荷載很大，要求一切裝置必需堅固牢靠、平平穩(wěn)定。5. 試驗步驟第一部分，設(shè)備安裝：（1）、下地錨、安橫梁、基準(zhǔn)梁、挖試坑等。地錨數(shù)量為4個，以試坑中心為中心點(diǎn)對稱布置。然后依據(jù)試驗要求，開挖試坑至試驗深度。接著安裝好橫梁、基準(zhǔn)梁等。該工作由老師事先完成。（2）、放置承壓板。在試坑的中心位置，依據(jù)承壓板的大小鋪設(shè)不超過20mm厚的砂墊層并找平，然后當(dāng)心放置承壓板。（3）、千斤頂和測力計的安裝。以承壓板為中心，從下往上依次放置千斤頂、測力計、墊片，并留意保持它們在一條垂直直線上。然后調(diào)整

6、千斤頂，使整體穩(wěn)定在承壓板和橫梁之間，形成完整的反力系統(tǒng)。（4）、沉降測量元件的安裝。把百分表通過磁性表座固定在基準(zhǔn)梁上，并調(diào)整其位置，使其能精確測量承壓板的沉降量。百分表數(shù)量為4個，在安裝時，留意使其均勻分布在四個方向，形成完整的沉降測量系統(tǒng)。其次部分，加載操作：（1）、加載前預(yù)壓，以消退誤差。（2）、加載等級一般分1012級，并不小于8級，我們?nèi)?0級。最大加載量200kPa，所以每級20kPa。由于承壓板面積為0.2m2，所以每級荷載為4kN。同時，第一級是各級加壓的兩倍，即8kN。（3）、通過事先標(biāo)定的壓力表讀數(shù)與壓力之間的關(guān)系，計算出預(yù)定荷載所對應(yīng)的測力計百分表讀數(shù)。（4）、加荷載。

7、依據(jù)計算的預(yù)定荷載所對應(yīng)的測力計百分表讀數(shù)加載，并隨時觀看測力計百分表指針的變動，通過千斤頂不斷補(bǔ)壓，以保證荷載的相對穩(wěn)定。（5）、沉降觀測。接受慢速法，每級荷載施加后，間隔5min、5min、10min、10min、15min、15min測讀一次沉降，以后間隔30min測讀一次沉降，當(dāng)連續(xù)2h每小時沉降量小于0.1mm時，可以認(rèn)為沉降已達(dá)到相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)，可施加下一級荷載。（6）、試驗記錄。每次讀數(shù)完，精確記錄，以保證資料的牢靠性。第三部分，卸載操作：（1）、卸載時，每級壓力是加載時的2倍。（2）、由于此次實習(xí)并未要求記錄卸載數(shù)據(jù)，所以未作具體要求。（3）、松開油閥，拆卸裝置。6. 試驗數(shù)據(jù)試

8、驗原始數(shù)據(jù)見附表一。7. 試驗數(shù)據(jù)處理由原始數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理，我們得到以下一個表格，每級荷載作用下，我們通過率定曲線，得出千斤頂?shù)牧?，由此計算出每級荷載下，承壓板對地基土的壓力。再由百分表的讀數(shù)得出每級壓力下穩(wěn)定的沉降量，匯總于下表格。壓力表讀數(shù)Mpa千斤頂出力kN承壓板壓力Mpa累計沉降量mm備注0.24.69.20.0565達(dá)到穩(wěn)定0.410.821.60.1515達(dá)到穩(wěn)定0.617340.282達(dá)到穩(wěn)定0.823.246.40.5555達(dá)到穩(wěn)定129.358.60.782達(dá)到穩(wěn)定1.235.671.21.308達(dá)到穩(wěn)定1.446.893.61.9315達(dá)到穩(wěn)定1.648963.884達(dá)到穩(wěn)定

9、1.854.2108.45.468達(dá)到穩(wěn)定2601206.4605未達(dá)到穩(wěn)定以上表格數(shù)據(jù)，掛念我們繪出該地基土的P-S曲線（見附圖一），由原始數(shù)據(jù)我們還得出每級荷載下的S-lgt曲線見（附圖二）。8. 試驗成果分析及工程應(yīng)用通過載荷試驗，我們得到的最直接，也是最重要的是載荷試驗原始記錄。試驗過程中不僅記錄荷載-時間-沉降，還記錄了其它與載荷試驗相關(guān)的信息，包括載荷板尺寸、載荷點(diǎn)試驗深度（或試驗樁樁長）、千斤頂量程與型號、沉降觀測儀器與型號、天氣、氣溫等等。記錄數(shù)據(jù)見附表。資料整理如下：（1）、繪制p-s曲線（p-s曲線的必要修正：圖解法或最小二乘修正法）依據(jù)載荷試驗原始沉降觀測記錄，將（p,

10、s）點(diǎn)繪在厘米坐標(biāo)紙上。由于p-s曲線的初始直線段延長線不通過原點(diǎn)（0,0），則需對p-s曲線進(jìn)行修正。此處接受圖解法進(jìn)行修正，其中mm，即將曲線整體向上平移0.06mm。如附圖一所示。（2）、繪制s-lgt曲線在單對數(shù)坐標(biāo)紙上繪制每級荷載下的slgt曲線，留意標(biāo)明坐標(biāo)名稱和單位。同時需要標(biāo)明每根曲線的荷載等級，荷載單位用kPa。如附圖二所示。（3）、地基承載力特征值由于p-s關(guān)系呈緩變曲線，不宜接受拐點(diǎn)法和極限荷載法確定地基承載力特征值，故實行相對沉降法。其中，b=0.4m，s/b取0.01，即m = 4 mm所對應(yīng)的荷載作為地基承載力特征值，但其值不大于最大加載量的一半。由p-s曲線知，當(dāng)

11、mm時，kPa試驗在進(jìn)行到加載為120kpa時，由于天氣緣由，下雨了，我們被迫終止試驗，因此120kpa加載并非破壞時的最大荷載。所以不能確定當(dāng)mm時，kPa是否小于最大加載量的一半。我們暫取kPa（個人疑問：p-s曲線繪制時，對試驗數(shù)據(jù)點(diǎn)的擬合有多種作法，擬合曲線并非精確曲線，所以通過曲線查出的也并非精確值。我們不能把握繪出的曲線誤差，那我們怎么去得到最接近真實值的？）（4）、地基土的變形模量其中，承壓板邊長b=1.0m，承壓板為圓形，承壓板埋深m b=0.4m，故。如圖，承壓板為圓形，直徑0.4m對于，則kN/m3。又取0.35，kPa（5）、基床反力系數(shù)基床反力系數(shù)取p-s曲線直線段的斜率，即kN/m39. 結(jié)論與建議通過試驗我們得出該地基土的承載力為100kpa，變形模量為kpa，基床反力系數(shù)=142572kpa試驗過程中加載在93.6kpa時，沉降過