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技術(shù)文章

土壤DCP動力圓錐貫入儀,法國標(biāo)準(zhǔn)貫入儀觸探儀

閱讀:117          發(fā)布時間:2018-12-18
  16-T0012/ADCP動力圓錐貫入儀   動態(tài)圓錐貫入儀
 
  1、DCP動力圓錐貫入儀概述
 
  動力圓錐貫入儀(DCP)是一種輕型輕便的地基土原位測試的觸探儀,其錘重為8KG,落距575mm,貫入桿長為1000mm,圓錐頭的直徑是20mm,錐尖為60度,貫入桿可以連接1000mm的鋼直尺,公英制雙面讀數(shù),直接讀記每擊一次的貫入值。
 
  動力圓錐貫入儀(DCP)在國外已經(jīng)在使用中積累了貫入值與相應(yīng)土性指標(biāo)的關(guān)系。其貫入值已經(jīng)與土的彈性模量,CBR,無側(cè)限抗壓強(qiáng)度建立了關(guān)系,在南非已經(jīng)將貫入值作為路面設(shè)計的參數(shù)。
 
  1.1  DCP優(yōu)勢
 
  動力圓錐貫入儀(DCP)的優(yōu)點是快速、簡便,不受場地限制,適用于施工現(xiàn)場或老路路基承載力評價。而動態(tài)圓錐貫入儀(Dynamic Cone Penetrometer,簡稱DCP)通過快速檢測土基的貫入度可有效地克服灌沙、環(huán)刀、灌水與電動取土器等方法的缺點,是新一代土基壓實性能的快速檢測設(shè)備;同時DCP與現(xiàn)場路基加州承載比(California Bearing Ratio,簡稱CBR)和回彈模量之間具有良好的相關(guān)性,可用來評價路基的強(qiáng)度。(根據(jù)AASHTO公式轉(zhuǎn)換)
 
  1.2 DCP分析方法
 
  由于動力錐貫入儀在國內(nèi)應(yīng)用較少,因而目前國內(nèi)尚沒有相關(guān)的分析方法,根據(jù)美國AASHTO的規(guī)定,DCP測試結(jié)果與CBR之間存在如下的關(guān)系:
 
  CBR=405.3/PR1.259
 
  公式中,PR為DCP測試的貫入率,mm/錘擊次;CBR為加州承載比,%。
 
  因此,通過現(xiàn)場測試時記錄DCP的貫入率,即可快速計算土基CBR,初步評價路基各層承載能力。
 
  1.3 DCP測試原理
 
  DCP由英國交通研究實驗室(T ranspor tat ion,Research Labor atory,簡稱TRL)開發(fā),總重為20kg。
 
  主要包括落高為575mm的8kg落錘、貫入桿、標(biāo)尺及與貫入桿端部連接的直徑為20mm的圓錐錐尖,其中:錐尖的錐角為60度,其構(gòu)件與尺寸具體如圖1所示。
 
  1:10000mm讀尺
 
  2:貫入桿  上桿803mm
 
  3:連接圓盤  105mm
 
  4:落距:575mm
 
  5、貫入桿:下桿910mm
 
  6、底板:300mm*60mm*8mm
 
  7、落錘:8KG
 
  8、錐頭:直徑20mm,角度60度
 
  2 動力圓錐貫入儀DCP測試方法
 
  DCP測試時,通常需要3個人員操作,其中:一人握住手柄,豎起并扶住儀器,同時將錐尖朝下貼緊土基表面,并盡量使貫入桿垂直于土基表面;一人提升落錘并讓其自由下落,一人記錄每2次錘擊后對應(yīng)的標(biāo)尺讀數(shù)。
 
  2.1  DCP測試步驟
 
  (1)在試驗地點選擇干燥平坦的表面,如果表面有浮土或土質(zhì)較松軟,應(yīng)用鏟子將表面一層土鏟去,鏟去土的厚度不宜大于2cm,如表面浮土較深,應(yīng)在附近另選一側(cè)點進(jìn)行測試。
 
  (2)將圓錐頭連接到安裝好的動力貫入儀桿上。
 
  (3)將圓錐頭對準(zhǔn)要檢測的土的表面,同時確保貫入桿豎直。
 
  (4)在貫入桿旁邊放好標(biāo)尺,標(biāo)尺要平行于貫入桿。
 
  (5)有一人扶好貫入桿,另一個人舉起重錘,然后松手放下重錘。
 
  (6)落錘砸下后,記錄單次貫入深度超過5mm后的錘擊次數(shù)與桿身貫入深度;如果單次貫入深度小于5mm,應(yīng)在多次錘擊到貫入深度大于5mm后記錄貫入深度及該序列累計錘擊次數(shù)。測試數(shù)據(jù)應(yīng)按照規(guī)定表格由專人記錄。
 
  (7)至貫入深度達(dá)到要求(貫入深度達(dá)到或稍微超過當(dāng)前被檢壓實層層厚)后,取出貫入桿,結(jié)束測試。
 
  (8)在貫入過程中,如圓錐頭遇到石塊或其它蝕物致使貫入桿無法繼續(xù)貫入時停止測試。本次數(shù)據(jù)記錄成作廢,另外在貫入孔附近40cm范圍內(nèi)另選擇一測點進(jìn)行測試。
 
  (9)測試完畢后將貫入桿從中部連接處拆開,連同標(biāo)尺及落錘一起放進(jìn)工具箱內(nèi),以備下次使用。
 
  2.2 DCP測試顯示
 
  由此,貫入桿在落錘的沖擊作用下,逐漸貫入土基內(nèi)部,顯然,土基越堅硬,貫入一定深度的次數(shù)就越多,相應(yīng)的每錘貫入的深度就越?。环粗?,土基越軟,則貫入一定深度的次數(shù)就越少,而每錘貫入深度就越大。因此,DCP的測試結(jié)果可以反映土基內(nèi)部的結(jié)構(gòu)性能和壓shi情況。
 
  DCP可在85cm的深度范圍內(nèi)進(jìn)行連續(xù)測試,一般情況下,DCP測試1個測點只需1~3min的時間,具有快速檢測的特點,為此,其測試結(jié)果采用貫入度為反映:
 
  DN=?Y/N
 
  DN為貫入度,mm/錘,?Y為從第1錘至后1錘的總貫入深度,mm;N為錘擊次數(shù)。
 
  3、動力圓錐貫入義DCP測試結(jié)果對比分析
 
  DCP貫入度與其他指標(biāo)之間的相關(guān)系數(shù)值均大于0.70,特別是與壓實度和彎沉之間的相關(guān)系數(shù)值超過0.80,這說明貫入度與彎沉、靜回彈模量、動模量、壓實度、干密度及含水量之間均存在著良好的雙對數(shù)關(guān)系。其中,靜回彈模量、動模量、壓實度及干密度與貫入度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,彎沉和含水量與貫入度呈正相關(guān)關(guān)系。
 
  因此,表明貫入度可以反映土基的設(shè)計指標(biāo)(回彈模量)及施工指標(biāo)(壓實度和彎沉),故采用DCP評價土基的強(qiáng)度、剛度及壓實性能是可行的,上述經(jīng)驗公式可作為DCP評價此類土基的壓實性能參考。
 
  3.1測試結(jié)論
 
  通過現(xiàn)場選取成型土質(zhì)路基,分別采用DCP、貝克曼梁、承載板、PFWD及灌砂法等現(xiàn)場測試方法對土基性能進(jìn)行了對比測試。
 
  回歸分析結(jié)果顯示,DCP貫入度與土基設(shè)計指標(biāo)(靜回彈模量和動模量)及施工指標(biāo)(壓實度、干密度、含水量及彎沉)等之間具有良好的相關(guān)關(guān)系,相關(guān)系數(shù)值均大于0.70,這表明通過現(xiàn)場標(biāo)定并建立DCP與其他檢測指標(biāo)的相關(guān)關(guān)系,就可以采用DCP替代傳統(tǒng)的檢測方法,實現(xiàn)快速檢測并評價土基的強(qiáng)度和剛度及壓實性能。
 
  4、路基頂面處治深度的分析(舉例)
 
為了解土基頂面的狀況,對滬寧高速中緊急停靠帶路基95區(qū)路基處理前后進(jìn)行了DCP試驗。結(jié)果如下:

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