静力触探技术机理分析及应用研究

静力触探技术机理分析及应用研究

作者：巩建强

来源：《中小企业管理与科技·上旬刊》2014年第06期

摘要：静力触探技术是一种原位测试技术，避免像传统分析取样方法对原土层结构的破坏，可以有效地获得施工土层工程性质参数，在工程建设中有着广泛的应用。本文研究了静力触探技术机理，并研究了静力触探技术应用研究，本文的研究，对于工程勘察设计具有重要的实践意义。

关键词：静力触探技术机理应用 0 引言

静力触探是一种原位测试技术，用静压力匀速将标准规格的圆锥形探头按一定速率匀速压入土层中，同时测量探头贯入阻力，包括探头阻力、侧壁摩擦阻力、孔隙压力等，绘制贯入曲线，按其所受阻力的大小划分土层，结合相邻钻孔资料和测量经验，对数据进行统计分析，寻找静力触探数据的空间变化规律，确定土性和土层工程力学性质，静力触探可以确定地层分层，另外静力触探可以获取多种工程地质参数。利用常规方法对地层的力学性质数据的获得，往往会造成取样地点土层的变化，导致样品的变化和测试数据失真。静力触探作为一种原位测试技术，可以最大限度地避免取样对原土层结构的破坏，快速地获取必要的、真实的工程性质参数。不同静力触探仪器，通过采用相应的触探机功率、探头锥角、圆锥底面积、探入速度、贯入方式，可以应用于黏性土、粉土、砂土、硬土。静力触探在工程建设中有着广泛的应用。 1 静力触探测试技术的机理

1.1 原位测试技术简介 原位测试技术，在对土层进行测试时可以在原来所处的位置，装有传感器的探头用静力压入土层中，基本保持土层的结构和应力状态，通过探头将贯入阻力、侧壁摩擦力等转化为电讯号并加以记录和分析，分析判定地层力学性质。

1.2 静力触探的特点 ①静力触探的优点：反映土层原始状态，不会像传统取样方法使得取样土层因应力释放、含水层破坏，造成数据的失真，静力触探特别适用于松散沉积地层，如饱和砂土、粉土、软粘性土层等。静力触探测试连续、快速、准确，操作简便、快捷，安全性好。计算机进行数据处理，精度比较高。②静力触探的缺点：不取出样品，缺乏对土层的直接观察，必要时需要配合钻探取样来进行全面分析。测试深度超过80米时，测试精度下降。不适用于砾石土层、密实砂层、碎石土层的勘察。

1.3 静力触探力学实质 静力触探探头端部是圆锥形的，这样可以全面测得压缩力、剪切力、摩擦力的影响，测到的贯入阻力才会真实全面。通过实验来证明和建立通过贯入阻力和土层结构和力学性质之间的关系。静力触探建立在土力学理论及实验力学基础上。

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2 静力触探技术发展和在工程上的应用

2.1 静力触探技术在工程上的应用 ①确定土体、地貌特征。通过静力触探技术分析地层结构，明确地貌形态，明晰地形标高，判断河流阶地类型，评价施工场地的工程地质条件。②确定粉土桩端持力层界线。一些饱和砂土、粉土构造的地层，强度、稳定性不足，易产生形变，需要采用桩基工程。桩基工程需要沉桩到位，以达到预定的承载力，但由于地层情况不明，会产生接桩或截桩的情况，甚至对打桩设备造成损害。这就需要静力触探技术确定桩端持力层，分析确定科学的桩基位置。③确定地下人防和隐蔽物位置。我国有很多地下人防工程，而且一些施工地点有古墓、古建筑、古井等隐蔽物。工程建设前需要查清人防工程、古墓、古建筑、古井在地下的位置。静力触探可以快速、准确地确定地下人防和隐蔽物位置，有效协助工程设计和施工。④确定泥质软岩的中风化带界线。我国广泛分布泥质软岩，厚度大，埋藏浅，影响建筑工程中的桩基选择。静力触探技术配合钻探可以确定泥质软岩的中风化带界面，确定桩端持力层的标高，避免工程中因情况不明产生的损失和浪费。⑤判断砂土液化。利用静力触探获得的数据，可以判断饱和砂土是否会因为地震产生液化现象，特别是对沿江、沿河、沿湖地区饱和砂土地震液化的判断。

2.2 静力触探测试新技术的发展 ①孔隙水压力静力触探测试。在静力触探探头上增加测孔隙水压力的传感元件，停止贯入时可量测超孔隙水压力的消散。通过超孔隙水压力可以判断土的种类、土的力学性能、排水性能。②波速静力触探测试。在静力触探探头上增加测量波速的装置，得到波速数据，最佳测试深度为3~30米，有效测试深度可达到40米。③旁压静力触探测试。通过旁压器使土体产生变形，测出施加压力和土层变形之间的关系，对土体承载力、变形性质等进行评价。④电阻率静力触探测试。在静力触探探头上增加测电阻的装置，静力触探测试的同时测定土的电阻率，测定多孔介质及孔隙水的总电阻率。⑤振动静力触探测试。在静力触探探头上增加偏心振动器，对比振动和不振动的贯入阻力，判断砂土的液化情况。⑥静探头携带摄像头技术。在静力触探探头上增加无线电摄像头，通过摄像定性地、直观地观察地层情况。 3 结束语

静力触探技术便捷、快速、成本低，可以根据需要进行技术的弹性组合，对分析点破坏极小数据真实可靠。在我国经济发达的平原软土地带，静力触探技术更为适用，可以产生较好的社会效益和经济效益，是工程勘察设计中极为重要的技术手段。 参考文献：

[1]付超.浅析静力触探试验的发展及应用[J].四川建材，2011（04）. [2]李鹏.软土地基静力触探机理分析[J].铁道工程学报，2012（06）. [3]万广臣.静力触探技术成果在工程中的应用[J].铁道勘察，2011（01）.

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[4]俞峰.砂土中钢管桩承载力的静力触探设计方法[J].岩土工程学报，2011（S2）. [5]周瑜.基于静力触探曲线的土体量化分层方法[J].工程勘察，2011（03）.

作者简介：巩建强（1978-），男，河北隆尧县人，工程师，本科，主要研究方向：工程地质勘察。