崔德山-岩土测试技术7-第2篇原位测试-载荷试验

中国地质大学（武汉）工程学院岩土测试技术FacultyofEngineering,ChinaUniversityofGeosciences(Wuhan)崔德山工程地质与岩土工程系2020年3月2日中国地质大学（武汉）工程学院工程地质与岩土工程系2FacultyofEngineering,ChinaUniversityofGeosciences(Wuhan)载荷试验•用于测定承压板下应力主要影响范围内岩土的承载能力和变形特性。•可用于浅基础的设计（5m、忽略侧摩阻）深基础的设计（≥5m、考虑侧摩阻）地基加固效果检测与评价特殊土变形、承载力评价固结系数的确定基床系数的确定中国地质大学（武汉）工程学院工程地质与岩土工程系3FacultyofEngineering,ChinaUniversityofGeosciences(Wuhan)载荷试验分类浅层平板载荷试验深层平板载荷试验螺旋板载荷试验桩基载荷试验动载荷试验提纲一平板载荷试验二螺旋板载荷试验三桩基载荷试验四动载荷试验五工程实例-港珠澳大桥中国地质大学（武汉）工程学院工程地质与岩土工程系5FacultyofEngineering,ChinaUniversityofGeosciences(Wuhan)一平板载荷试验中国地质大学（武汉）工程学院工程地质与岩土工程系6FacultyofEngineering,ChinaUniversityofGeosciences(Wuhan)1适用条件•浅层平板载荷试验：浅层地基土•深层平板载荷试验：≥5m地基土中国地质大学（武汉）工程学院工程地质与岩土工程系7FacultyofEngineering,ChinaUniversityofGeosciences(Wuhan)2基本理论•浅层：各向同性半无限弹性介质表面变形模量：𝐸0=0.7851−𝜇2𝐷𝑐𝑝/𝑠（承压板为圆形）变形模量：𝐸0=𝜔′𝐷𝑐𝑝/𝑠（承压板为圆形）•深层：各向同性半无限弹性介质内部中国地质大学（武汉）工程学院工程地质与岩土工程系8FacultyofEngineering,ChinaUniversityofGeosciences(Wuhan)3主要技术标准要点序号要点标准（部分）1承压板面积0.25~0.5m22试坑尺寸L3d3荷载级数8~12级4加荷方式分级快速或慢速5沉降稳定标准0.05mm/h6测读间隔5\10\15min7终止条件S0.06d内蒙古地区粉细砂地基平板载荷试验尺寸效应研究_张文龙中国地质大学（武汉）工程学院工程地质与岩土工程系9FacultyofEngineering,ChinaUniversityofGeosciences(Wuhan)4试验仪器设备•（1）承压板•（3）加载与量测设备•（2）反力装置中国地质大学（武汉）工程学院工程地质与岩土工程系10FacultyofEngineering,ChinaUniversityofGeosciences(Wuhan)5试验方法•每一级都达到稳定•变形模量准确沉降相对稳定法•2h施加一级•不适用于软土沉降非稳定法•S=0.5%d•P-lgt直线等沉降速率法中国地质大学（武汉）工程学院工程地质与岩土工程系11FacultyofEngineering,ChinaUniversityofGeosciences(Wuhan)6资料整理•稳定法资料整理•（1）绘制s-t曲线•稳定法资料整理•（1）确定比例界限中国地质大学（武汉）工程学院工程地质与岩土工程系12FacultyofEngineering,ChinaUniversityofGeosciences(Wuhan)6资料整理•稳定法资料整理•（3）确定极限荷载中国地质大学（武汉）工程学院工程地质与岩土工程系13FacultyofEngineering,ChinaUniversityofGeosciences(Wuhan)7成果应用•（1）确定地基土承载力特征值fak比例界限法——适用于p-s曲线上有直线段和转折点极限荷载法——适用于p-s曲线呈圆滑型相对变形法——s/d=0.01~0.015中国地质大学（武汉）工程学院工程地质与岩土工程系14FacultyofEngineering,ChinaUniversityofGeosciences(Wuhan)7成果应用•（2）计算地基变形模量𝐸0=0.7851−𝜇2𝐷𝑐𝑝/𝑠（承压板为圆形）中国地质大学（武汉）工程学院工程地质与岩土工程系15FacultyofEngineering,ChinaUniversityofGeosciences(Wuhan)7成果应用•（3）预估建筑基础的沉降量中国地质大学（武汉）工程学院工程地质与岩土工程系16FacultyofEngineering,ChinaUniversityofGeosciences(Wuhan)7成果应用•（4）计算基准基床反力系数采用直径30cm承压板𝐾𝑣=𝑝𝑠•铁路路基设计规范（TB10001-2016）地基系数K30：通过试验测得的直径30cm荷载板下沉1.25mm时对应的荷载强度（MPa）与其下沉量（mm）的比值。中国地质大学（武汉）工程学院工程地质与岩土工程系17FacultyofEngineering,ChinaUniversityofGeosciences(Wuhan)7成果应用•（5）计算道路路基沉降量sd𝑠𝑑=𝑞𝐾𝑣《铁路路基设计规范》（TB10001-2016）中国地质大学（武汉）工程学院工程地质与岩土工程系18FacultyofEngineering,ChinaUniversityofGeosciences(Wuhan)8特殊土载荷试验•(1)黄土载荷试验确定湿陷性黄土地基承载力确定湿陷起始压力与浸水沉降量ss测定不同荷载下的湿陷量:单线法和双线法中国地质大学（武汉）工程学院工程地质与岩土工程系19FacultyofEngineering,ChinaUniversityofGeosciences(Wuhan)8特殊土载荷试验•(2)膨胀土浸水载荷试验测定不同荷载下的膨胀变形量确定膨胀力确定地基承载力中国地质大学（武汉）工程学院工程地质与岩土工程系20FacultyofEngineering,ChinaUniversityofGeosciences(Wuhan)9复合地基载荷试验•复合地基：水泥粉煤灰碎石桩法、水泥土搅拌法等•试验方法：桩体与桩间土分别试验、桩体与桩间土复合试验•试验目的：确定地基承载力、变形模量中国地质大学（武汉）工程学院工程地质与岩土工程系21FacultyofEngineering,ChinaUniversityofGeosciences(Wuhan)二螺旋板载荷试验中国地质大学（武汉）工程学院工程地质与岩土工程系22FacultyofEngineering,ChinaUniversityofGeosciences(Wuhan)1适用条件•黏土或砂土地基•深层或地下水位以下的地基土•钻孔中进行中国地质大学（武汉）工程学院工程地质与岩土工程系23FacultyofEngineering,ChinaUniversityofGeosciences(Wuhan)2仪器设备中国地质大学（武汉）工程学院工程地质与岩土工程系24FacultyofEngineering,ChinaUniversityofGeosciences(Wuhan)3试验方法•每一级都达到稳定•低压缩50kPa\高压缩25kPa•变形模量准确沉降相对稳定法•1~2h施加一级，分8~10级•不适用于软土沉降非稳定法•饱和软黏土0.25~0.5mm/min•砂类土1~1mm/min等沉降速率法中国地质大学（武汉）工程学院工程地质与岩土工程系25FacultyofEngineering,ChinaUniversityofGeosciences(Wuhan)4资料整理•稳定法资料整理•（1）绘制s-t曲线•稳定法资料整理•（1）确定比例界限中国地质大学（武汉）工程学院工程地质与岩土工程系26FacultyofEngineering,ChinaUniversityofGeosciences(Wuhan)5成果应用•（1）确定深层地基土承载力特征值同深层平板载荷试验DevelopingaSmallSizeScrewPlateLoadTestPu=6.3kg/cm2fak=Pu/3=2.1kg/cm2中国地质大学（武汉）工程学院工程地质与岩土工程系27FacultyofEngineering,ChinaUniversityofGeosciences(Wuhan)5成果应用•（2）确定原位覆盖层的压力p0中国地质大学（武汉）工程学院工程地质与岩土工程系28FacultyofEngineering,ChinaUniversityofGeosciences(Wuhan)5成果应用•（3）变形模量的确定•变形模量：𝐸0=𝜔′𝐷𝑐𝑝/𝑠•深层：各向同性半无限弹性介质内部中国地质大学（武汉）工程学院工程地质与岩土工程系29FacultyofEngineering,ChinaUniversityofGeosciences(Wuhan)三桩基载荷试验中国地质大学（武汉）工程学院工程地质与岩土工程系30FacultyofEngineering,ChinaUniversityofGeosciences(Wuhan)1单桩竖向抗压载荷试验•获得单桩承载力特征值•慢速、快速维持荷载等•确定单桩竖向抗压极限承载力•确定桩端阻力和桩侧摩阻力中国地质大学（武汉）工程学院工程地质与岩土工程系31FacultyofEngineering,ChinaUniversityofGeosciences(Wuhan)1单桩竖向抗压载荷试验王卫东,吴江斌,聂书博.武汉绿地中心大厦大直径嵌岩桩现场试验研究[J].岩土工程学报,2015,37(11):1945-1954.•各试桩桩身压缩量占桩顶沉降量90%以上•提高桩身刚度将有效减小桩顶的沉降变形中国地质大学（武汉）工程学院工程地质与岩土工程系32FacultyofEngineering,ChinaUniversityofGeosciences(Wuhan)北京新机场桩基载荷试验中国地质大学（武汉）工程学院工程地质与岩土工程系33FacultyofEngineering,ChinaUniversityofGeosciences(Wuhan)2单桩竖向抗拔载荷试验•检测成桩质量•宜采用慢速维持荷载法•累计上拔100mm或达到钢筋强度0.9倍•确定抗拔极限承载力中国地质大学（武汉）工程学院工程地质与岩土工程系34FacultyofEngineering,ChinaUniversityofGeosciences(Wuhan)3单桩水平载荷试验中国地质大学（武汉）工程学院工程地质与岩土工程系35FacultyofEngineering,ChinaUniversityofGeosciences(Wuhan)四动载荷试验中国地质大学（武汉）工程学院工程地质与岩土工程系36FacultyofEngineering,ChinaUniversityofGeosciences(Wuhan)1试验目的•开展动荷载试验，实测地基土的临界竖向加速度、临界基底动压力𝑝=𝑚𝑔/𝐴𝑝=𝑚(𝑎+𝑔)/𝐴中国地质大学（武汉）工程学院工程地质与岩土工程系37FacultyofEngineering,ChinaUniversityofGeosciences(Wuhan)2试验仪器设备中国地质大学（武汉）工程学院工程地质与岩土工程系38FacultyofEngineering,ChinaUniversityofGeosciences(Wuhan)3试验方法•（1）开挖试坑•（2）铺5cm砂层，安装载荷板•（3）施加静载荷•（4）安装激振器•（5）安装测振设备•（6）安装振陷测量设备•