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一文了解岩土静力触探试验原理及技术，现在搞清楚了吧！附VR仿真资源

静力触探试验是用静力将探头以一定的速率压入土中，利用探头内的力传感器，通过电子量测仪器将探头受到的贯入阻力记录下来。由于贯入阻力的大小与土层的性质有关，因此通过贯入阻力的变化情况，可以达到了解土层的工程性质的目的。

静力触探试验可根据工程需要，采用单桥探头、双桥探头或带孔隙水压力量测的单、双桥探头，可测定比贯入阻力、锥尖阻力、侧壁阻力和贯入时的孔隙水压力。静力触探试验适用于软土、一般粘性土、粉土、砂土和含少量碎石的土。

今天100唯尔教育小编就结合100唯尔教育《岩土工程勘察》VR仿真课程来介绍下静力触探试验的设备构造、试验方法。

一、静力触探的试验设备

静力触探设备试验由加压装置、反力装置、探头及量测记录仪器等四部分组成：

（一）加压装置

加压装置的作用是将探头压入土层中，按加压方式可分为下列几种。

1.手摇式轻型静力触探。利用摇柄、链条、齿轮等用人力将探头压入土中。用于较大设备难以进入的狭小场地的浅层地基土的现场测试。

2.齿轮机械式静力触探。主要组成部件有变速马达（功率2.8-3KW）、伞形齿轮、丝杆、稻香滑块、支架、底板、导向轮等。其结构简单，加工方便，可单独落地组装，也可装在汽车上，但贯入力小，贯入深度有限。

3.全液压传动静力触探。分单缸和双缸两种。主要组成部件有：油缸和固定油缸底座、油泵、分压阀、高压油管、压杆器和导向轮等。目前在国内使用液压静力触探仪比较普遍，一般最大贯入力可达200kN。

（二）反力装置

静力触探的反力用三种形式解决：

1.利用地锚作反力。当地表有一层较硬的粘性土覆盖层时，可以是使用2-4个或更多的地锚作反力，视所需反力大小而定。锚的长度一般1.5m左右，叶片的直径可分成多种，如25、30、35、40cm，以适应各种情况。

2.用重物作反力。如地表土为砂砾、碎石土等，地锚难以下入，此时只有采用压重物来解决反力问题，即在触探架上压以足够的重物如钢轨、钢锭、生铁块等。软土地基贯入30M以内的深度，一般需压重物40-50kN。

3.利用车辆自重作反力。将整个触探设备装在载重汽车上，利用载重汽车的自重作反力。贯入设备装在汽车上工作方便，工效比较高，但由于汽车底盘距地面过高，使钻杆施力点距离地面的自由长度过大，当下部遇到硬层而使贯入阻力突然增大时易使钻杆弯曲或折断，应考虑降低施力点距地面的高度。

触探钻杆通常用外径φ32-35mm、壁厚为5mm以上的高强度无缝钢管制成，也可用φ42mm的无缝钢管。为了使用方便，每根触探杆的长度以1m为宜，钻杆接头宜采用平接，以减小压入过程中钻杆与土的摩擦力。

（三）探头

目前国内用的探头有三种，一种是单桥探头，另一种是双桥探头。此外还有能同时测量孔隙水压的两用探头，即在单桥或双桥探头的基础上增加了能量测孔隙水压力的功能。

1.单桥探头。单桥探头由带外套筒的锥头、弹性元件（传感器）、顶柱和电阻应变片组成，锥底的截面积规格不一。

2.双桥探头。单桥探头虽带有侧壁摩擦套筒，但不能分别测出锥头阻力和侧壁摩擦阻力。双桥探头除锥头传感器外还有侧壁摩擦传感器及摩擦套筒。侧壁摩擦套筒的尺寸与锥底面积有关。

（四）量测记录仪器

目前我国常用静力触探的量测记录仪器有两种类型，一种为电阻应变仪，另一种为自动记录仪。

1.电阻应变仪

电阻应变仪由稳压电源、振荡器、测量电桥、放大器、相敏检波器和平衡指示器等组成。应变仪是通过电桥平衡原理进行测量的。当触探头工作时，传感器发生变形，引起测量电桥电路的电压平衡发生变化，通过手动调整电位器使电桥达到新的平衡，根据电位器调整程度就可确定应变的大小，并从读盘上直接读出。

2.自动记录仪

自动记录仪是由通用的电子电位差计改装而成，它能随深度自动记录土层贯入阻力的变化情况，并以曲线的方式自动绘在记录纸上，从而提高了野外工作的效率和质量。它主要由稳压电源、电桥、滤波器、放大器、滑线电阻和可逆电机组成。由探头输出的信号，经过滤波器以后，产生一个不平衡电压，经放大器放大后，推动可逆电机转动，与可逆电机相连的指示机构，就沿着有分度的标尺滑行，标尺是按讯号大小比例刻制的，因而指示机构所显示的位置即为被测讯号的值。近年来已有将静力触探试验过程引入微机控制的行列。即在钻进过程中可显示和存入与各深度对应的值，起拔钻杆时即可进行资料分析处理，打印出直观曲线及经过计算处理的各土层的平均值，并可永久保存，还可根据要求进行力学分层。

二、静力触探现场试验要点

（一）试验前准备工作

1.设置反力装置（或利用车装重量）。

2.安装好加压和量测设备，并用水准尺将底板调平。

3.检查电源电压是否符合要求。

4.检查仪表是否正常。

5.检查探头外套筒及锥头的活动情况，并接通仪器，利用电阻挡调节度盘指针，如调节比较灵活，说明探头正常。

（二）现场试验

1.将仪表与探头接通电源，打开仪表和稳压电源开关，使仪器预热15min。

2.根据土层软硬情况，确定工作电压，将仪器调零，并记录孔号、探头号、标定系数、工作电压及日期。

3.先压入0.5m，稍停后提升10cm，使探头与地温相适应，记录仪器初读数。试验中每贯入10mm测记读数一次。以后每贯入3-5m，要提升5-10cm，以检查仪器初读数。

4.探头应匀速垂直压入土中，贯入速度控制在1.2m/min。

5.接卸钻杆时，切勿使入土钻杆转动，以防止接头处电缆被扭断，同时应严防电缆受拉，以拉断或破坏密封装置。

5.防止探头在阳光下暴晒，每结束一孔，应及时将探头锥头分卸下，将泥沙擦洗干净，以保持顶柱及外套筒能自由活动。

三、静力触探试验的技术要求

1探头圆锥锥底截面积应采用10c㎡或15c㎡，单桥探头侧壁高度应分别采用57mm或70mm，双桥探头侧壁面积应采用150-300c㎡，锥尖锥角应为60°。

2.探头测力传感器应连同仪器、电缆进行定期标定，室内探头标定测力传感器的非线性误差、重复性误差、滞后误差、温度漂移、归零误差均应小于1%FS，现场试验归零误差应小于3%，绝缘电阻不小于500MΩ。

3.深度记录的误差不应大于触探深度的±1%。

4.当贯入深度超过30m或穿过厚层软土后再贯入硬土层时，应采取措施防止孔斜或断杆，也可配置测斜探头，量测触探孔的偏斜角，校正土层线的深度。

5.孔压探头在贯入前，应在室内保证探头应变腔为已排除气泡的液体所饱和，并在现场采取措施保持探头的饱和状态，直至探头进入地下水位以下的土层为止。在孔压静探试验过程中不得上提探头。

6.当在预定深度进行孔压消散试验时，应量测停止贯入后不同时间的孔压值，其计时间隔由密而疏合理控制，试验过程中不得松动探杆。

以上，就是100唯尔教育关于静力触探的部分内容。

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