一静力载荷试验.docx

静力载荷试验1. 试验的目的及意义（1） 确定地基土的临塑荷载，极限荷载，为评定地基土的承载力提供依据;（2） 确定地基土的变形模量；（3） 估算地基土的不排水抗剪强度；（4） 确定地基土基床反力系数；2. 试验的适用范围浅层平板载荷试验适用于浅层地基土；深层平板载荷试验适用于埋深等于或大3m和地 下水位以上的地基土；螺旋板载荷试验适用于深层地基土或地下水位以下的地基土载荷试 验可适用于各种地基土，特适用于各种填土及碎石的土本节主要介绍浅层平板静力载荷试 验本实验为浅层平板载荷试验3. 试验的基本原理平板载荷试验是在拟建建筑场地上将一定尺 °直线变形阶段剪破坏阶段寸和几何形状（方形或圆形）的刚性板，安放在 被测的地基持力层上，逐级增加荷载，并测得相 应的稳定沉降，直至达到地基破坏标准，由此可 得到荷载（P）—沉降（S）曲线（即p-s曲线） 典型的平板载荷试验P-S曲线可以划分为三个阶 段，如右图所示通过对P-S曲线进行计算分析，可以得到地基 土的承载力特征值fak、变形模量E0和基床反力 k系数k平板载荷试验所反映的相当于承压板下〜倍承压板直径（或宽度）的深度范围内地基土 的强度、变形的综合性状。

浅层平板载荷试验适用浅层天然地基土，包括各种填土、含碎石的土等也用于复合地基承载力评价4. 试验仪器及制样工具仪器设备：载荷试验的设备由承压板、加荷装置及沉降观测装置等部件组合而成目 前，组合型式多样，成套的定型设备已应用多年1） 承压板，有现场砌置和预制两种，一般为预制厚钢板（或硬木板）对承压板的要求是， 要有足够的刚度，在加荷过程中承压板本身的变形要小，而且其中心和边缘不能产生弯 曲和翘起；其形状宜为圆形（也有方形者），对密实粘性土和砂土，承压面积一般为1000〜 5000cm2对一般土多采用2500〜5000cm2按道理讲，承压板尺寸应与基础相近，但 不易做到2） 加荷装置，加荷装置包括压力源、载荷台架或反力构架加荷方式可分为两种，即 重物加荷和油压千斤顶反力加荷1）重物加荷法，即在载荷台上放置重物，如铅块等由于此法笨重，劳动强度大，加 荷不便，目前已很少采用（图4 — 3）其优点是荷载稳定，在大型工地常用拿辰成钺疝拿荷白.（Li y-Wii. 3-fflStk?^, 日一景土岛图3载荷台式加压装置（a）木质或铁质载荷台；（b）低重心载荷台；1—载荷台；2一钢锭；3一混凝土平台；4一测点；5一承压板2）油压千斤顶反力加荷法，即用油压千斤顶加荷，用地锚提供反力。

由于此法加荷方 便，劳动强度相对较小，已被广泛采用，并有定型产品（图4—4）采用油压千斤 顶加压，必须注意两个问题：①油压千斤顶的行程必须满足地基沉降要求②下入 土中的地锚反力要大于最大加荷，以避免地锚上拔，试验半途而废图4千斤顶式加压装置（a）钢桁架式装置；（b）拉杆式装置；1一千斤顶；2一地锚；3一桁架；4一立柱；5一分立柱；6一拉杆（3）沉降观测装置，沉降观测仪表有百分表、沉降传感器或水准仪等只要满足所规定的 精度要求及线性特性等条件，可任意选用其中一种来观测承压板的沉降由于载荷试验 所需荷载很大，要求一切装置必须牢固可靠、安全稳定5. 试验步骤第一部分，设备安装：（1） 、下地锚、安横梁、基准梁、挖试坑等地锚数量为个，以试坑中心为中心点对 称布置然后根据试验要求，开挖试坑至试验深度接着安装好横梁、基准梁等该工作由 老师事先完成2） 、放置承压板在试坑的中心位置，根据承压板的大小铺设不超过20mm厚的砂 垫层并找平，然后小心放置承压板3） 、千斤顶和测力计的安装以承压板为中心，从下往上依次放置千斤顶、测力计、 垫片，并注意保持它们在一条垂直直线上然后调整千斤顶，使整体稳定在承压板和横梁之 间，形成完整的反力系统。

4） 、沉降测量元件的安装把百分表通过磁性表座固定在基准梁上，并调整其位置， 使其能准确测量承压板的沉降量百分表数量为4个，在安装时，注意使其均匀分布在四个 方向，形成完整的沉降测量系统第二部分，加载操作：（1）、加载前预压，以消除误差2) 、加载等级一般分10〜12级，并不小于8级，我们取10级最大加载量200kPa,所以每级20kPa由于承压板面积为，所以每级荷载为4kN同时，第一级是各级加压的两 倍，即8kN3) 、通过事先标定的压力表读数与压力之间的关系，计算出预定荷载所对应的测力计 百分表读数4) 、加荷载按照计算的预定荷载所对应的测力计百分表读数加载，并随时观察测力 计百分表指针的变动，通过千斤顶不断补压，以保证荷载的相对稳定5) 、沉降观测采用慢速法，每级荷载施加后，间隔5min、5min、10min、10min、 15min、15min测读一次沉降，以后间隔30min测读一次沉降，当连续2h每小时沉降量小于 时，可以认为沉降已达到相对稳定标准，可施加下一级荷载6) 、试验记录每次读数完，准确记录，以保证资料的可靠性第三部分，卸载操作：(1) 、卸载时，每级压力是加载时的2倍。

2) 、由于此次实习并未要求记录卸载数据，所以未作详细要求3) 、松开油阀，拆卸装置6. 试验数据实验原始数据见附表一7. 试验数据处理由原始数据统计处理，我们得到以下一个表格，每级荷载作用下，我们通过率定曲线， 得出千斤顶的力，由此计算出每级荷载下，承压板对地基土的压力再由百分表的读数得出 每级压力下稳定的沉降量，汇总于下表格压力表读数Mpa千斤顶出力kN承压板压力Mpa累计沉降量mm备注达到稳定达到稳定1734达到稳定达到稳定1达到稳定达到稳定达到稳定4896达到稳定达到稳定260120未达到稳定以上表格数据，帮助我们绘出该地基土的P-S曲线（见附图一），由原始数据我们还得出每 级荷载下的S-lgt曲线见（附图二）承压板压力/kpa、k 6.4605 指数（P-5曲线）『3884¥ 5.453：I I 二P-S曲线器计沉降S/mm8. 试验成果分析及工程应用通过载荷试验，我们得到的最直接，也是最重要的是载荷试验原始记录试验过程中不 仅记录荷载-时间-沉降，还记录了其它与载荷试验相关的信息，包括载荷板尺寸、载荷点试 验深度（或试验桩桩长）、千斤顶量程与型号、沉降观测仪器与型号、天气、气温等等。

记录数据见附表资料整理如下：（1） 、绘制ps曲线（ps曲线的必要修正：图解法或最小二乘修正法）根据载荷试验原始沉降观测记录，将（p, s）点绘在厘米坐标纸上由于p s曲线的初 始直线段延长线不通过原点（0,0），则需对ps曲线进行修正此处采用图解法进行修正， 其中50=0.06 mm，即将曲线整体向上平移如附图一所示2） 、绘制s-lgt曲线在单对数坐标纸上绘制每级荷载下的s—lgt曲线，注意标明坐标名称和单位同时需要 标明每根曲线的荷载等级，荷载单位用kPa如附图二所示3） 、地基承载力特征值fak由于ps关系呈缓变曲线，不宜采用拐点法和极限荷载法确定地基承载力特征值，故采取相对沉降法其中，b=, s/b取，即5=0.01x0.4=0.004m = 4 mm所对应的荷载作为地基承载力特征 值，但其值不大于最大加载量的一半由p s曲线知，当s=4mm时，P=100kPa试验在进行到加载为120kpa时，由于天气原因，下雨了，我们被迫终止试验，因此120kpa 加载并非破坏时的最大荷载所以不能确定当s=4mm时，P=100kPa是否小于最大加载量的一半・我们暂取f =100 kPaak(个人疑问：ps曲线绘制时，对试验数据点的拟合有多种作法，拟合曲线并非准确曲 线，所以通过曲线查出的fak也并非准确值。

我们不能控制绘出的曲线误差，那我们怎么去 得到最接近真实值的f ?)ak(4) 、地基土的变形模量E0E=I 0 /] K (1-R 2)b其中，承压板边长b=，承压板为圆形，yo.785,承压板埋深乙=0 m < b=，故i . *=1-0.27x0=11 b 1.0 °如图，承压板为圆形，直径对于K” p 21.6则 K=T =0.1515x10-3 =142574kN/m3E=I011K(1-R 2)b=0.785 x 1 x 142574 x (1-0.352)x 0.4=39284.12 kPa(5) 、基床反力系数ks基床反力系数取ps曲线直线段的斜率，即” p 21.6K =一= =142574kN/m3s 0.1515 10-39. 结论与建议通过实验我们得出该地基土的承载力为100kpa，变形模量为£0=39284.12 kpa，基床反力系数ks =142572kpa试验过程中加载在时，沉降过小，可能由于操作问题，造成在未稳定时，直接进行下一 级加压，造成数据在p-s曲线出现严重偏移，因此该组数据为无效数据在试验过程中，由于下雨中断试验，此试验数据只能作为参考，不具有实际工程意义。