标准贯入试验方法的回顾与讨论

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1、标准贯入试验方法的回顾与讨论岩土工程与勘察第14卷第1期（总第23期）2003年6月?贾文华①【摘要】标准贯入试验是一种国际通用的原位测试方法，随着入世后与国外交流合作逐渐增加，该方法的应用将会越来越多。本文回顾这种试验的发展过程，就其中的一些问题进行了探讨，并对新的应用成果进行了介绍。【关键词】标准贯入试验；影响因素；修正；指标应用0概述标准贯入试验英文名称是Standardpenetrationtest，国际上通称SPT；于上世纪二十年代起源于欧洲；到四十年代末，Terzaghi和Peck对二十多年的应用进行总结，提出了一系列与岩土参数

2、相关的经验公式,并制定出相应的设备标准。从那以后，这种试验方法迅速发展普及，先是在欧洲和美国大规模地使用；有文献记载，美国1954年至1975年之间建设的49个核电站的勘察中,有40个使用了SPT方法。日本于1953年开始引进SPT后,这种方法在岩土勘察中占有相当大的比重;笔者在日本所接触的工程中，有80%左右的工程勘察钻孔都进行SPT,试验点间距1米,试验成果反映在柱状图中，以深度~N值曲线形式标注，比较直观实用。我国从上世纪七十年代初开始大规模普遍使用SPT,至今也有三十余年的历史；目前在国内几乎所有的工程勘察系统,SPT都已成为一种不

3、可缺少的原位测试手段,其设备规格与试验方法与国际上通用的标准基本一致,在多年的理论研究和实践基础上,根据我国地质条件特点，建立了不少SPT应用经验公式；可以说，在这方面，我们与世界发达国家是处在同一水平上。1SPT特点数十年来，尽管人们从不同角度对SPT的优缺点有着不同的评述，但对以下几方面的特点都持有一致的态度。(1)设备价格低廉，坚固耐用；(2)操作方法简单，不需要进行专门的学习培训；(3)应用范围广泛，几乎所有的土层、砂层和软岩都适用；(4)经过多年的应用实践，已总结出大量的经验公式和地区经验；(5)试验不受地下水位的影响；(6)试验

4、指标N值在国内外通用；(7)人为因素对试验的影响较大。在试验的同时，可以采取到样品，这是SPT的独到之处，是其他测试方法所不具备的功能。对贯入器内取出的样本，除观察描述其性状外，亦可进行含水量、塑液限或颗（筛）分试验，为综合划分地层提供依据。2试验设备及原理SPT是利用一定重量的锤自由下落，将标准尺寸形状的贯入器打入试验地层一定深度，根据打入的难易程度来判定土的形状的一种原位测试方法。如果将贯入器换成圆锥探头，则可转化为重型动力触探（DPT）。岩土工程与勘察第14卷第1期（总第23期）2003年6月1.中国兵器工业北方勘察设计研究院有关试验

5、设备的规格，业内人员均已熟知，在此不再过多叙述；需要说明的是，由于该试验起源于欧洲，采用的是英制单位，锤重140磅相当63.5kg，落距76cm则对应于30英寸。随着我国加入WTO，和国际惯例接轨已是大势所趋，为便于开展与国外同行的交流与合作，下表1例出国内外常用的SPT设备规格。表1比较世界主要发达国家试验设备的规格和记录方式，与我国现行标准基本一致，其试验结果N值应具有通用性。3影响SPT的因素分析试验结果N值的大小是土的结构、密度和状态等诸因素的综合反映，它应该是客观的，对同一土体指标应是唯一的；所谓唯一性，是指无论谁进行试验，其结果

6、都应该相同或近似，这体现了标准贯入试验中“标准”的含义，否则N值就失去了它的基本意义。但是，在实际试验中我们看到，在同一场地某一特定土层，不同勘察单位甚至同一单位，试验结果N值都有差别，有的相差还比较大；分析其产生差别的原因，即有试验时边界条件的影响，也包含着多种人为因素。为了减少误差，提高试验精度，笔者认为以下十个方面的影响因素应引起足够的重视：岩土工程与勘察第14卷第1期（总第23期）2003年6月1﹚钻进方法：在试验的前一钻，冲击或是回转钻进，其N值是不同的，这种差别在砂层中反映尤为明显；有资料显示，误差可达20%左右。所以，在土层中

7、试验前应回转钻进，砂层中推荐泥浆护壁。2﹚试验设备的安装：各部件丝扣之间连接应紧密，接头部位不可松动，否则将影响打击能量，进而减小N值。3﹚贯入器：长时间使用后，或者在含卵砾石地层中打击，会出现贯入器靴刃口部位残缺或变形，在此情况下如继续使用将影响贯入度，人为增大击数。4﹚贯入速度：受设备性能和操作熟练程度的控制。这种影响主要体现在饱和状态的粉土和粉细砂地层中。保持贯入速度控制在5~10秒/击，此速率对试验结果影响不大。5﹚试验孔径：在常规钻探89~146mm孔径内进行试验时，该影响可忽略不计，但特殊情况下，如在基坑底表面试验，由于缺少上部

8、超载，击数会偏小。6﹚贯入深度：按标准要求，一次贯入的深度为15cm预打和30cm贯入，共计45cm。但当试验孔出现坍塌或缩孔，贯入深度就要加大，造成试验器械的摩擦力和阻力加大，