課次序號： 2
一、課題：2.1土的現場目力檢測方法2.2土的原位試驗檢測方法
二、課型：課堂講授
三、目的要求：學生通過對本次課的學習，掌握十字板檢測試驗、標準貫入試驗、靜力觸探試驗基本步驟及資料處理方法，熟悉相關試驗儀器裝置的基本操作，了解土的現場目力鑑定方法。
四、重點、難點：本次課的重點內容是十字板檢測試驗、標準貫入試驗、靜力觸探試驗基本步驟及資料處理方法，其中靜力觸探試驗方法是本節課的難點，其資料採集方式、工作原理等較難理解，可結合相關**進行講解，以加強學生的理解
五、教學方法及手段：講授
六、參考資料：《公路工程試驗檢測技術》、《路基路面試驗檢測技術》、《橋涵工程試驗檢測技術》
七、作業：2-1、2-3
八、授課記錄：
九、授課效果分析：本節課重點講述了土的原位測試方法，由於學生缺乏實踐經驗，未見過試驗裝置，為便於學生的理解在多**課件中加入了相關儀器裝置的實物**，加深了學生的理解，取得了良好的教學效果。
十、教學程序（教學內容、教學環節及時間分配等）
1、複習
有效數字的修約規則及酸規則，可疑資料的三種取捨方法。
2、匯入課題
在公路路線勘測過程中，除了在沿線按需要採集一些土樣帶回實驗室測試有關指標資料外，常常還要在現場用眼觀、手觸、借助簡易工具和試劑及時直觀地對土的性質和狀態作出初步鑑定。
第一，對取樣的土層的巨集觀情況作出較詳細的描述和記錄，並對其土層的基本性質作出初步判別；
第二，對所取土樣應直觀地作出肉眼描述和鑑別，並定出土名，以供室內試驗後定名參考．
3、教學內容
2..1土的現場目力鑑別方法
一、土的現場記錄與簡易試驗方法
1、土的現場記錄
在取土樣時，應從巨集觀上對土層進行描述並作出詳細記錄，其內容包括：
（1）取樣日期、地點或里程（或樁號）、方向或左右位置、沉積環境等；
（2）土層的地質時代、成因型別和地貌特徵；
（3）取樣深度及層位、陰陽邊坡；
（4）取樣點距地下水位的高度和毛細水帶的位置，季節和天氣（晴、陰、雨，雪等）；
（5）取樣土層的結構、構造、密實和潮濕程度或易液化程度等：
（6）取樣土層內夾雜物含量及分布；
（7）取樣時土的狀態（原狀或擾動）。
2、簡易試驗方法
現場的簡易試驗，一般只適用於<0.5mm顆粒的土樣，其方法如下；
（1）判斷土的可塑狀態
將土樣調到可塑狀態，根據能搓成土條的最小直徑φ來確定土類：
①搓成》2.5mm土條而不斷的為低液限土；
②搓成φ＝l－2.5mm土條而不斷的為中液限土；
③搓成φ<1.0mm土條而不斷的為高液限土。
2）濕土揉捏感覺
將濕土用手揉捏，可感到顆粒的粗細。
①低液限的土有砂粒感，帶粉性的土有麵粉感，粘附性弱；
②中液限的土微感砂粒，有塑性和粘附性；
③高液限的土無砂粒感，塑性和粘附性大。
（3）幹強度
對於風乾的土塊，根據手指捏碎或扳斷時用力大小，可區分為；
幹強度高，很難捏碎，杭剪強度大；
幹強度中等，稍用力時能捏碎，容易劈裂；
幹強度低，易於捏碎或搓成粉粒。
（4）韌性試驗
將土調到可塑狀態，搓成3mm左右的土條，再揉成團，重複搓條。根據再次搓成條的可能性與否，可區分為：
韌性高，能再成條，手指捏不碎；
中等韌性，可再搓成團，稍捏即碎；
低韌性，不能再揉成團，稍捏或不捏即碎。
（5）搖震試驗
將軟塑至流動的小塊，團成小球狀放在手上反覆搖晃，並用另一手擊震該手掌，土中自由水析出土球表面，呈現光澤：用手捏土球時，表面水分又消失。
根據水分析出和消失的快慢，可區分為：
反應快，水析出與消失迅速；
反應中等，水析出和消失中等；
無反應，土球被擊震時無析水現象。
（6）鹽漬土的簡單定性試驗
二、野外對土的基本描述和鑑別
1.對土的基本描述
在野外用肉眼鑑別土時，要針對不同土類所規定的內容進行描述。現將不同土類所要描述的基本內容，列表如下
2、土的野外鑑別
（1）碎石類土密實程度鑑別，見表6.1-2
（2）碎石類土及砂類土野外鑑別，見表6.1-3
（3）砂類土潮濕程度野外鑑別表6.1-4
（4）粘性土潮濕程度野外鑑別，表6.1-5
（5）最新沉積粘性土野外鑑別，表6.1-6
（6）粘性土的野外鑑別表6.1-7
2.2 土工的原位試驗檢測方法
一、概述
採用原位測試方法測定土的工程性質可以直接反映原位土層的物理狀態，是一種比較有效的勘察手段。
原位測試與鑽探取樣土工分析是相互補充的。
原位測試可在原位的應力條件、土的天然含水量下進行土的試驗。有些原位測試還可取得在深度上連續的記錄，提供土層在深度上變化的完整資訊。
二、十字板剪下試驗（fvt）
十字板剪下試驗又稱現場十字板剪下試驗（fvt）。適用於原位測定飽和軟粘土不排水抗剪強度的測定。
1、試驗原理
十字板剪下試驗是在預鑽的鑽孔孔底，把有4個葉片的十字板頭插至規定深度，施加扭轉力矩，直至土體破壞（見圖6.2-1）；或是不用鑽探，直接將十字板壓入土中不同深度，測土體破壞抗扭力矩，則不排水抗剪強度cu（或十字板抗剪強度sr）為：
式中：m——土體破壞時的扭矩；
d——十字板頭直徑；
h——十字板頭高度。
2、試驗操作步驟
（1）在試驗地點下套管至欲測深度以上3-5倍套管直徑處（電測式十字板剪下儀可以不下套管），清除孔內殘土。
（2）將十字板頭、軸杆（電測十字板的扭力感測器），鑽桿逐節接好並擰緊，然後將十字板頭壓入土內欲測試的深度處。當試驗深度處為較硬夾層，應穿過該夾層再進行試驗。
（3）對於開口鋼環式十字板剪下儀，先提公升導桿2-3cm，使離合器脫離，用旋轉手柄快速旋轉導桿十餘圈，使軸杆摩擦減至最低值，然後再合上離合器。
（4）安裝扭力量測裝置（電測式十字板剪下儀接好應變儀），將量測儀表調零或讀取初讀數。
（5）施加扭力，以lrad/10s的轉速旋轉，每一度讀資料一次。當出現峰值或穩定值後，再繼續測讀1分鐘。其峰值或穩定值讀數即為原狀土剪下破壞時的讀數ry。
（6）松開導杆夾具，用扳手或管鉗快速將鑽桿順時針方向轉動3-6圈。測得最大讀數rc。
（7）依次進行下乙個測試深度處的剪下試驗。待全孔試驗完畢後，逐節提取鑽桿和十字板頭，清洗乾淨，檢查各部件的完好程度，拆除壓入主機。
3、十字板抗剪強度的幾個應用
（1）確定飽和粘土的靈敏度
靈敏度反映土的強度由於結構受到破壞而強度降低的情況。
在原狀土十字板剪下試驗曲線獲得之後，將十字板旋轉5圈，然後再重複進行試驗，又可得擾動土的不排水剪強度。該土的靈敏度可由下式表示：
式中（su）i——未擾動土十字板不排水抗剪強度；
（su）r——擾動土十字板不排水抗剪強度。
（2）用於測定土坡或地基內的滑動面位置
（3）測定地基強度變化規律
三、標準貫入試驗（spt）
1、標準貫入試驗的應用
（1）查明場地的地層剖面和各地層在垂直和水平方向的均勻程度及軟弱夾層；
（2）確定地基土的承載力、變形模量、物理力學指標及建築物設計時所需引數等；
（3）預估單樁承載力和選擇樁尖持力層；
（4）地基加固處理效果的檢驗和施工監測；
（5）判定砂土的密實度、粘性土的稠度，判別砂土和粉土**液化的可能性。
2、標準貫入試驗的機理
標準貫入試驗是用質量為63.5±0.5kg的穿心錘，以76±2cm的落距，將一定規格的標準貫入器打入土中15cm，再打入30cm，最後30cm的鎚擊數即為標準貫入擊數n。
一般情況下，土的承載力高，標準貫入器打入土中的阻力就大，標準貫入擊數n就大；反之，則標準貫入擊數就小。
3、試驗裝置
標準貫入試驗裝置如圖6.2-2，主要由貫入器（長810mm，內徑35mm，外徑51mm）、貫入探杆、穿心錘、錘墊、導向桿及自動落錘裝置等組成。
4、試驗方法
（1）鑽孔時為防止擾動底土，一般先鑽至試驗土層標高以上15㎝處，清除孔底的虛土和殘土，為防止坍孔或流砂，通常採用泥漿護壁。
（2）貫入前檢查探杆與貫入器的接頭是否已連線穩妥，然後將貫入器和探杆放入孔內，並主意保持導向杆、探杆和貫入器的軸線在痛同一鉛錘線上，以保證穿心錘的垂直施打；
（3）貫入時，穿心錘落距76㎝。貫入速率為15-30擊/分，包括先打入15㎝的預打擊數、後30㎝中每10㎝的擊數及30㎝的累計擊數。後30㎝的總擊數n即為貫入擊數。
如為密實土層，n＞50時，記錄下50擊時的貫入深度即可，不必強行打入。貫入擊數按下式計算：
n=1500/△s
式中：△s——相應於50擊時的貫入量（㎝）
四、靜力觸探試驗（cpt）
靜力觸探（cpt）是用靜力將內部裝有力感測器的探頭以一定的速率壓入土中，通過電子量測儀器所測得的貫入阻力（比貫入阻力ps或錐尖阻力qc和側壁摩阻力fs）來判斷土層性質的一種原位測試方法。
靜力觸探探頭按其結構與感測器功能，主要分為單橋觸探頭與雙橋觸探頭。
單橋觸探頭能測出土對探頭的總阻力，即比貫入阻力（ps）；雙橋探頭可測錐尖阻力（qc）與側壁摩擦阻力（fs）；
1、試驗裝置
加壓裝置（加壓裝置的作用是將探頭壓入土中），反力裝置，探頭與探杆及量測記錄系統。
其中探頭是靜力觸探裝置的關鍵元件。
2、現場操作
（1）準備工作
①測量定出測試點，注意測點要離開已有的鑽孔至少2m，一般情況是先觸探，後鑽探。
平行試驗對比孔的孔距不宜大於3m。
②設定反力裝置（下錨或壓載）。
③安裝好壓入和量測裝置，並用水準尺將底板調平。④檢查探頭外套筒與錐頭活動情況。穿好電纜，同時檢查探杆（注意探杆要平直，絲扣無裂紋）。
⑤檢查電源電壓是否正常。
⑥檢查儀表是否正常。
2、現場操作
（1）準備工作
①測量定出測試點，注意測點要離開已有的鑽孔至少2m，一般情況是先觸探，後鑽探。
平行試驗對比孔的孔距不宜大於3m。
②設定反力裝置（下錨或壓載）。
③安裝好壓入和量測裝置，並用水準尺將底板調平。④檢查探頭外套筒與錐頭活動情況。穿好電纜，同時檢查探杆（注意探杆要平直，絲扣無裂紋）。
⑤檢查電源電壓是否正常。
⑥檢查儀表是否正常。
2．現場實測工作
①初讀數測讀。將探頭壓入地表下1.0－2.0m左右，經過一定時間後將探頭提公升5cm，使探頭在不受壓狀態下與地溫平衡。此時儀器上的穩定讀數即為初讀數。
②貫入速度控制在0.5－1m/min。
③資料採集。每10cm測一次資料，亦可根據土層情況適當增減，但不能超過25cm。
課時授課計畫
課次序號 5 一 課題 3.1路面基層試驗檢測技術3.2彎沉測試方法 二 課型 課堂講授 三 目的要求 學生通過對本次課的學習，掌握無機結合料穩定材料灰劑量的測定方法 edta滴定法 無側限抗壓強度試驗及貝克曼樑法檢測路基路面彎沉試驗的基本方法 步驟及資料處理方法，熟悉規範中的相關技術標準，了解自動...
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