SL 237-046-1999 土工试验规程―静力触探试验.pdf

1、UDC p SL 中华人民土工试验规程Specification of soil test 1999-03-25发布1999-04斗5实施中华人民共和国水利部发布中华人民共和国行业标准土工试验规程Specf;cation 01 so;1 test SL237-1999 主编单位z南京水和j科学研究院批准单位z中华人民共秘密水利部施行日期，1999年4月15日中华人民共和勇水利部关于批准发布土工试验规程)SL237-1999的通知水国科1999J139号根据部水利水电技术标准制定、修订计划，由水利部国际合作与科技司主持，以南京水利科学研究院为主编单位修订的主工试验规程，经审查批准为水利行业标准，

2、并予以发布。标准的名称和编号为2主工试验规程SL237-1999o 本标准实施后取代S0128-84，SD128-86 , SD128-87及SDSOl-79 ，包括室内常规土工试验、土始影胀性试验、.土始变形参数试验、土的动力试验、冻土物理性试验、土豹原位试验、粗颗粒土试验和土约化学位试验等内容，涵盖了一般工程土及黄土、膨胀土、盐溃主、红土和冻土等特殊土所需的试验项吕，比较全面地反映了土工试验的内容。本次修订，与原规程相比，增加了引用标准一章多在仪器设备中，增加了仪器设备的检定和校准一节s在楼录中，培加了试验数据的整理与成果报告和室内土工仪器通用要求飞并按标准编写规定的要求.将试验说明书改为

3、条文说明二本标准主编单位=南京水和j科学研究院本标准参编单位2申蜀水和j水电科学研究院长江科学院水利部东北勘测设计院本标准主要起草人:盛树馨窦宣掏秀珍朱思萤徐4自孟李青云郭照灵何晓民静力触揉试验SL237-046-1999 E 定义和适用范匮1. O. 1 将留锥形靠在头按一定速率匀速压人土中，量测其贯人阻力(锥头阻力、费3壁摩阻力)的过程称为静力量虫探试验。1. 0.2 静力量虫探是工程地质勘察中的一项原位测试方法，可屑于21 J分土层，判定土层类别，查明软、硬夹层及土层在水平和垂直方向她均匀性。Z 评价地基土的工程特拉容许承载力、压缩性质、不排水抗剪强度、水平向西结系数、饱和砂土液化势、砂

4、土密实度等)。3 探寻和确定桩基持力层，预估打人桩沉桩可能性章程单桩承载力。4 检验人工填土的密实度及地基加固效果。1.0.3 本规程适用于粘质士和砂质士。Z引用标准GBl2745-91 1 =1.7mm/s F、秘主(重重即=59.2%&型b型。0 4 (疆HUA)。30200 100 v () 2 4 6 8 10 12 14 6 18 20 锥i蓝图载A(cm1)西3.1. 32常用双桥探头外形685 因3.1.31最底面积对贯人延力的影确头，便于密际资料的交流。探头加工尺寸公差是按贯入阻力的容许误差为士1%的原则而确定的a更换标准则按投影面积的误差为3%来考虑，这种误差引起贯人阻力始改

5、变对工程来讲是偏于安全的。这一规定比欧洲标准(加工会差为35.7斗。.3mm，使用过程中允许摩援为1mm)和美国ASTM(锥底直径35.7士。.4扭扭均小e而更换标准界于两者之间。摩擦筒面积误差也按1%考虑，但只允许有正误差，当摩擦筒直径小子锥头室径时，应予报废c3.1.4 量生探探杆在卖人和起拔过程中主要是承受竖向压力和拉力，同时.由于很探深度较大，在触探过程中绵长的探杆不可避免地会产生定幅度的弹位弯曲，故探籽除了要满足抗压强度条件外，还需要满足压杆的稳定条件。这就要求合理的选用探籽，一般要采用抗拉、抗压、抗弯强度高的合金管，并按热处理工艺进行调震后加工a探杆要求平室，特别是进行深层静力触探

6、试验时(般大于30 m)，试验前应严格检查探杆的平直度。3. 1.5 贯人阻力的量测仪器有间断测i己和连续自动记录两矜，前者一般用电姐应变仪或数字割力仪等事后者用电子电位差计自动记录仪。近年来，国外已大量采用计算机装室测记、贮存数据，然后按需要进行数据处理、计算和绘图。园内也有些单位已开始将微机应用于静力触探，并已取得了成效e4. O. 3 探头偏离垂直方向贯入(!P探孔倾斜或皇军杆弯曲，将使量泌的成果不能如实反挟实际地层贯人阻力剖变化情况.影畹i式革垂成果的准确度，有时甚至会得出错误的结论。工程实践表明=当数探试验深度一般大于30耻，且主中有硬土层或密实砂层存在对，在at按盘盘探资料定出的土

7、层埋深比按钻探所定的土层理深偏大(指深部土层)，有对极差很大。所以，往往出现地层缺失或变浮及理深增大等现象，主目图4.自.3历示。囚此，要求垂直贯入3当贯人深度超过30m或穿过软土层贯入夜土层后，应有凋斜数据e当偏斜度明显，应修正土层分界限。686 倾斜孔P.(MPa)1412 10 8 ; 4- 2 2S 主E门3l王二903S 0 45 $0 事岳重孔P.(MPa)2毒6g 10 12 14 飞、，25、专吃、单S 、0、45 、-、.-一- -图4.Q. 3垂直孔与领斜孔对比资料4.0.5 贯人速率是静力盘盘探试验中将一个重要问题，宫不仅关系到试验历时，范且将直接影响试验成果的准确性，草

8、草内外对此问题作了不少对比研究。结果表明2贯入速率;1贯人应力是有影响的，但在速率变化范围较小对这种影响是很小的。主支洲标准、美国ASTM标准及其他一些国家都规定以1.Em/mzn作为标准速率.允许变化范00为O.91. 5 m/自由。考虑到国内设备情况，并尽可能与国际适用标准一致，本规程规定贯入速率为1.2土0.3m/roin .，在此速率范围内，oy不考虑贫入速率对贯人阻力的影响。贯入速率对探头湾国孔陈水压力的影璃较为明显，但吕前对比研究资料不多。因此.当用能同时量泌孔贯主水压力的多用探头687 进行董事力触皇军试验时，也应尽可能采用标准贯入速率。5.2.1 当使用孔压静探探头对，由于作用

9、于锥底的孔凉水压力，其方向与贯入时产生的锥头阻力极反，因此，应对测量的锥头但力争进行修正得出土层的真正阻力争。修正公式如下q, = q. + u (l - a) (5.2.1) 式中q，一修正后的总锥头阻力，恒的a一一孔隙水压力，kpaF a一一净面积比.ep孔盟主压力作用峦积与西锥底面积之比。5.2.2 利用静力触探贯入所产生的超孔隙水压力消散佑算水平i萄园结系数C(静探因结系数的理论假设为z1 土层状态为正常团结或轻超团结(OCR3)事Z 不考虑土的非均匀位(k，乎是，)，孔盟主水压力消散主要由水平向国结系数控制s3 当西结时，不考虑总1iI力与孔隙水压力的藕合作用z4 土层的土位指标为常

10、数(囡结系数不隧消散过程而变)。依据上述假设，以扩孔原理球形或圆柱形进行线性分析，求得超孔凉水压力消建立度(u=6.u/6.u，)对时间因数T的关系式，其中时间因数与国主吉系数的表达式为2T mk-z -H C (5.2.2) 式中C，广-静探水平I句密结系数，cm2/s; R 探头部锥j夜半径.c血;t 达到给定消散度的测定对间，S; T 时间因数。在推导因结理论关系式时.假定在消散过程中，医结系数为常数。因此，从式(5.2.幻中看出z在给定的锥体半径R条件下，时间因数T与稳应街测定时间t的比值为常数。从理论上讲，国结系数巧以从任意消散度的相应时间因数和测定时间t的表达式中求得e但在实际测定

11、过程中，由于土层的异变性或者由于测试e误差，在静水压力的和初始孔隙水压力矶的数值中存在一定的不688 确定性静水压力u，的误差()U，将对消散度大时有较大的影响s初始孔擦水压力Ui的误差()U，将对消散度小E才有较大刻影晚。INi比.考虑到两类误差，采用中随时阂，即当消散度UO.5时的时间因数T50和相应的测试时间tso估算因结系数是适合的。从理结理论及试验研究中发现=探头附近超孔盟主压力的起始分布对消散过程有明显的影响。部分布状态除与士的黯结状态有关外，还与探头的几何形状和透水板的位置有关。图5.2.2所示的是具有锥角为60。的探头，透水板处于四个不岗位置始孔隙水压力消散度U对时何困数关系油

12、线。具体数据列于表5.2.2中。在规程中建议采用的探头结构为正文图3.1.3-3.即透水板位于靠近锥底处，因而，Tso二5.60若采用其他结构，可用极应的其他数据。5.2.3 绘制触探曲线，应选用适当的比例尺，一般宣选用前比尺为:H(深度)1个单位长相当于1m; q, (或p，)1个单位长相当于2MPa; f , 1个单位长相当于口.2MPa; u (豆l;t:.u) 1个单位长相当于台.05MPa; F 1个单位长相当于100.4 088 1队。同问8范34 0.2 0 (.01 O. 1 1 00 5.2.2 60。锥的消散曲线689 表5.2.2锥角60察头时闽西戴筐i孟F三!消散度u

13、乡0180 60 50 40 20 锥尖和锥由O. 44 1. 9 3. 7 6. 5 27 锥底0.69 3. 0 5. 6 10 39 探杆(10R) 7. 3 22 33 47 l主45.2.4 记录的超孔隙水压力消散曲线是在停止均速贯人后，从初始值比一直消散到j静水压力值u，为止。当研究消散规律时，主要是绘制超孔隙水压力u.t(=ut-uo)消散，为了消除初始超子L贯主水压力他影璃因素，用初始徨卒U，(二u，-uo)对比进行归一化u(= .uJ .u，)。当面结时，E值从1减到零。格应约困结度U(=lu)毒草从零到百分之百。根据归化的消散曲线雪选择相应于不同国结度时的经历时间t(本规程建议选用to)进行固结系数估算。690