静力触探测试成果的应用 _静力触探与动力触探

静力触探测试成果的应用静力触探是应用很广的一种原位测试技术，其用途可归纳为以下几方面：
一、土层划分和土类划分
静力触探的主要用途在于它能比较准确地测定土层的力学剖面，这对确定浅基和桩尖持力层等具有十分重要的意义。此外，对地基勘察中合理布置钻孔，设计取样位置或其他原位试验位置等的确定也很有意义。
静力触探测试表明：土类及其成因、时代、密实度不同，一般其锥尖阻力或比贯入阻力也会有明显不同；不同土类由于某种原因(如砂层和老粘土)可能有相同的锥尖阻力(或比贯入阻力)，而侧壁摩擦力和孔压值可大不相同。因而在土类划分时，要求以qc为主，结合fs(或FR)和孔压值(或孔压参数比)予以划分，并以同一分层内的触探参数值基本相近为原则。
图3-27 单桥静力触探曲线及划分土层
目前，三种探头所测土层或土类参数，均可用来划分土层或土类，但其划分精度有很大差别：用多参数划分比用单参数划分精度高；有经验的人比无经验的人划分精度高；有钻探取样作对比的比没有取样品的精度高。图3-27为武汉地区长江第四纪冲积层的单桥静力触探曲线，图右侧为划分的土层，具有一定的代表性。它不仅适用于武汉地区，也适用于长江中游第四纪冲积层(已有勘察资料证明)或更大范围内的第四纪冲积层分布区。但应注意，在新的地区须有少量的钻探对比资料证明。
二、测定土的物理力学性质指标
土的室内试验指标(即土的物理力学性质指标)是经过钻探取样后，由室内试验获得的。工序多，历程长，成本高，加之应力释放等对土样不可避免的扰动，又使这些指标产生不同程度的误差。因此，探讨用静力触探法来推求室内试验指标是一个多快好省的捷径，已有多人进行了探索。但由于多为地区性经验，应用不方便。有人试图以土层时代和成因为基础，进行全国或全世界范围的对比，突破地区性经验界限，求出触探参数与土的物理力学性质指标之间的内在关系。
1.砂类土
对于砂土的内摩擦角，用静力触探求砂土的相对密度，已积累了相当丰富的经验，效果较好。铁道部静力触探规则(TBJ37—93)提出了砂土内摩擦角和石英质砂土的相对密度参考值，见表3-8和表3-9所列出。
表3-8 砂土的内摩擦角φ
表3-9 石英质砂土的相对密度(Dr)
2.粘性土
粘性土的下述指标，多是对全新世地层测试统计得到的。
(1)求粘性土的内聚力c和内摩擦角φ在大量工程实践的基础上，将双桥静力触探成果(qc和fs)和室内直剪(或三轴)试验成果(c和φ)进行统计分析，结果发现：土的内摩擦角的正切函数与锥尖阻力的平方根之间呈现良好的线性相关，即：
土体原位测试与工程勘察
式中：α、b为系数，与土类有关。当16＜fs＜80kPa时，α=12.14，b=23.11；当1＜fs＜9时，α=5.47，b=3.80；且c、fs单位为kPa 。
(2)求粘性土不排水抗剪强度一般按下式求粘性土不排水抗剪强度：
土体原位测试与工程勘察
式中：Cu为粘性土不排水抗剪强度(100kPa)；为上覆土层压力(100kPa)；NK为经验系数，一般为5～10 。
各地经验公式稍有不同，见表3-10所列。
表3-10 由ps(qc)求Cu(kPa)
(3)软粘土灵敏度根据中国地质大学在深圳和武汉软土地基的勘察和研究中，发现双桥静力触探和十字板测试的软土灵敏度(Sr)之间存在如下关系：
Sr=300·Fs (3-24)
(4)判断土的潮湿程度(稠度状态)土越潮湿，含水率(ω)越大，其强度越低，贯入阻力越小。所以Ps(qc)和IL或ω之间也存在着一定关系，如式(3-25)所示。见表3-11：
表3-11 单桥探头法(ps)(MPa)
土体原位测试与工程勘察
(5)求饱和重力密度γsat粘性土饱和重力密度值，取决于土粒的相对密度。由于粘土土粒相对密度一般在2.7左右，地下水密度γw为10kN·m-3，则γsat可由下式表示：
γsat=γw+γd-(γd/Ga)γw (3-26)
式中：γd为土的干重力密度(g/cm3)；Ga为土粒相对密度(g/cm3) 。
(6)求土的压缩模量Es及变形模量E0Es为室内试验所求得的土的压缩模量，压力范围为0.1～0.2MPa，其值愈高，表明土的压缩性愈低。在临界深度以下，土层上复压力加大，静力触探贯入时，探头对周围土体施加压力，土体让出探头体积部分主要是压缩变形所致。其用力来自锥面的法线方向。所以，qc(或ps)和Es在测试机理上是相近的。因而两者呈线性相关性，其关系式一般为：Es=α×ps+b 。
用ps求Es，除了可用公式外，还可以查(TBJ37—93)规范中相关表格。土的变形模量是由无侧限的原位载荷测试求出的。国内已有很多单位做这方面的对比工作，见表3-12所列出。