土木在线论坛 \ 建筑结构 \ 地基基础 \ 地基承载力检测之浅层平板荷载试验的原理和土体破坏过程

地基承载力检测之浅层平板荷载试验的原理和土体破坏过程

发布于：2022-09-27 14:12:27 来自：建筑结构/地基基础 [复制转发]

一、地基岩土分类，按《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG D63-2007公路桥涵地基的岩土可分为岩石、碎石土、沙土、粉土、粘性土和特殊性岩土。

二、平板载荷试验

平板载荷试验是适用于确定地基承压板下应力主要影响范围内土层承载力和变形模量的原位测试方法。他要求岩土体在原有位置上，在保持土的天然结构、含水率及应力状态下来测定岩土的性质。地基平板载荷试验可分为浅层平板载荷试验和深层平板载荷试验。

1、浅层平板载荷试验

1）试验方法原理

浅层平板载荷试验适用于确定深度小于3米的浅部地基土层承载板下压力主要影响范围内的承载力和变形模量。

平板载核试验是在试验土层表面放置一定规格的方形或圆形刚性承压板，在其上逐级施加荷载，每级荷载增量、持续时间按范围规定进行观测，测记，每级荷载作用下稳定后荷载板的沉降量的，加载至总沉降量为25毫米，或达到加载设备的最大容许量为止；然后逐级卸载，其持续时间应不小于每级荷载增量的持续时间，并记录土的回弹值。根据试验记录绘制荷载-沉降关系曲线图。然后分析地基土的强度与变形特性，求得地基土容许承载力与变形模量等力学参数。

地基在和载作用下达到破坏状态的过程，可分为压密、剪切、破坏三个阶段。

（1）压密阶段。P-S曲线上的Oa直线段，这时土中各点的剪应力均小于土的抗剪强度，土体压力与变形程呈线性关系土体处于弹性平衡状态，该阶段荷载板沉降主要是由土中孔隙的减少引起，土颗粒主要是竖向变位，且随时间增长而土体压密，所以也叫压密阶段，与a点相应的核载P为比例界限。

（2）剪切阶段。P-S曲线上的ab段，这时土基荷载与变形，不再程线性关系，其沉降的增长率随荷载的增大而增大，除土体压密外，在承压板边缘局部的土体剪应力达到或超过土的抗剪强度，土体开始发生塑性变形，土的变形是由于土中孔隙压缩和土颗粒的剪切移动引起的，土颗粒同时发生竖向和侧向变位，且随时间不易稳定，故称为局部剪切变形阶段，随着荷载的继续增大，土基中的塑性区范围也逐步扩大，直到土基中形成连续的滑动面，土在核载板两侧挤出而破坏。因此剪切阶段是地基中塑性区的发生和发展阶段，在曲线上b点相应的荷载为极限荷载。

（3）破坏阶段。曲线上的bc段，当荷载超过极限荷载后，即使荷载不再增加，沉降也不能停止，荷载板急剧下沉，土中产生连续的滑动面，土从承压板下挤出，土体隆起呈环状或放射状裂隙，故称为破坏阶段，这时土体的变形主要由土的剪切变位引起，土体的移动使地基土失稳而破坏。

1、平板荷载试验

适用于各类土、软质岩和风化岩体。

平板载荷试验(PLT)是在一定面积的刚性承压板上加荷，通过承压板向地基土逐级加荷，测定地基土的压力与变形特性的原位测试方法。它反映承压板下1.5~2.0倍承压板直径或宽度范围内，地基土强度、变形的综合性状。

2、螺旋板荷载试验

适用于软土、一般粘性土、粉土及砂类土。

3、标准贯入试验

适用于一般粘性土、粉土及砂类土。

1．标准贯入试验孔采用回转钻进，并保持孔内水位略高于地下水位。当孔壁不稳定时,可用泥浆护壁，钻至试验标高以上15cm 处，清除孔底残土后再进行试验；

2．采用自动脱钩的自由落锤法进行锤击，并减小导向杆与锤间的摩阻力，避免锤击时的偏心和侧向晃动，保持贯入器、探杆、导向杆联接后的垂直度，锤击速率应小于30击/min；

3．贯入器打入土中15cm 后，开始记录每打入10cm 的锤击数，累计打入30cm 的锤击数为标准贯入试验锤击数N。当锤击数已达50 击，而贯入深度未达30cm 时，可记录50 击的实际贯入深度（ΔS），按下式换算成相当于30cm 的标准贯入试验锤击数N，并终止试验。

N=30×50/ΔS

式中ΔS－50 击时的贯入度(cm)。

4、动力触探

适用于粘性土、砂类土和碎石类土。

利用锤击功能，将一定规格的圆锥探头打入土中，根据打入土中的阻抗大小判别土层的变化，对土层进行力学分层，并确定土层的物理力学性质，对地基土作出工程地质评价。动力触探试验适用于强风化、全风化的硬质岩石，各种软质岩及各类土；动力触探分为轻型、重型及超重型三类。目前承建单位一般选用轻型和重型。①轻型触探仪适用于砂土、粉土及粘性土地基检测，（一般要求土中不含碎、卵石），轻型触探仪设备轻便，操作简单，省人省力，记录每打入30cm的锤击次数，代用公式为R=（0.8×N-2）×9.8（R-地基容许承载力Kpa ， N-轻型触探锤击数）。②重型触探仪：适用于各类土，是目前承建单位应用最广泛的一种地基承载力测试方法，该法是采用质量为63.5kg的穿心锤，以76cm的落距，将触探头打入土中，记录打入10cm的锤击数，代用公式为y=35.96x+23.8( y-地基容许承载力Kpa ， x-重型触探锤击数)。

5、静力触探

适用于软土、粘性土、粉土、砂类土及含少量碎石的土层。