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動力圓錐貫入儀
動力圓錐貫入儀 添加時間:2021-10-30 9:26:50

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,直接讀記每擊一次的貫入值。

動力圓錐貫入儀(DCP)在國外已經在使用中積累了貫入值與相應土性指標的關系。其貫入值已經與土的彈性模量,CBR,無側限抗壓強度建立了關系,在南非已經將貫入值作為路面設計的參數。


產品詳情

16-T0012/A型DCP動力圓錐貫入儀   動態圓錐貫入儀


 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,直接讀記每擊一次的貫入值。

動力圓錐貫入儀(DCP)在國外已經在使用中積累了貫入值與相應土性指標的關系。其貫入值已經與土的彈性模量,CBR,無側限抗壓強度建立了關系,在南非已經將貫入值作為路面設計的參數。


1.1  DCP優勢


動力圓錐貫入儀(DCP)的優點是快速、簡便,不受場地限制,適用于施工現場或老路路基承載力評價。而動態圓錐貫入儀(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備;同時DCP與現場路基加州承載比(California Bearing Ratio,簡稱CBR)和回彈模量之間具有良好的相關性,可用來評價路基的強度。(根據AASHTO公式轉換)


1.2 DCP分析方法


由于動力錐貫入儀在國內應用較少,因而目前國內尚沒有相關的分析方法,根據美國AASHTO的規定,DCP測試結果與CBR之間存在如下的關系:

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,總重為20kg。

主要包括落高為575mm的8kg落錘、貫入桿、標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,其構件與尺寸具體如圖1所示。


技術參數:


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次錘擊后對應的標尺讀數。


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較松軟,應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,應在附近另選一側點進行測試。

(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尺,標尺要平行于貫入桿。

(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后的錘擊次數與桿身貫入深度;如果單次貫入深度小于5mm,應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。測試數據應按照規定表格由專人記錄。

(7)至貫入深度達到要求(貫入深度達到或稍微超過當前被檢壓實層層厚)后,取出貫入桿,結束測試。

(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貫入時停止測試。本次數據記錄成作廢,另外在貫入孔附近40cm范圍內另選擇一測點進行測試。

(9)測試完畢后將貫入桿從中部連接處拆開,連同標尺及落錘一起放進工具箱內,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,逐漸貫入土基內部,顯然,土基越堅硬,貫入一定深度的次數就越多,相應的每錘貫入的深度就越??;反之,土基越軟,則貫入一定深度的次數就越少,而每錘貫入深度就越大。因此,DCP的測試結果可以反映土基內部的結構性能。

DCP可在85cm的深度范圍內進行連續測試,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,其測試結果采用貫入度為反映:

DN=Y/N

N為貫入度,mm/錘,Y為從第1錘至最后1錘的總貫入深度,mm;N為錘擊次數。

3、動力圓錐貫入義DCP測試結果對比分析

DCP貫入度與其他指標之間的相關系數絕對值均大于0.70,特別是與壓實度和彎沉之間的相關系數絕對值超過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關系。其中,靜回彈模量、動模量、壓實度及干密度與貫入度呈負相關關系,彎沉和含水量與貫入度呈正相關關系。

因此,表明貫入度可以反映土基的設計指標(回彈模量)及施工指標(壓實度和彎沉),故采用DCP評價土基的強度、剛度及壓實性能是可行的,上述經驗公式可作為DCP評價此類土基的壓實性能參考。

3.1測試結論

通過現場選取成型土質路基,分別采用DCP、貝克曼梁、承載板、PFWD及灌砂法等現場測試方法對土基性能進行了對比測試。

回歸分析結果顯示,DCP貫入度與土基設計指標(靜回彈模量和動模量)及施工指標(壓實度、干密度、含水量及彎沉)等之間具有良好的相關關系,相關系數絕對值均大于0.70,這表明通過現場標定并建立DCP與其他檢測指標的相關關系,就可以采用DCP替代傳統的檢測方法,實現快速檢測并評價土基的強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??繋坊?5區路基處理前后進行了DCP試驗。結果如下:表2

表2 路基DCP試驗各層貫入率加權平均值

土基頂面絕大部分測點表層以下0-40cm范圍內CBR偏低,土層較松軟,約占測點數60%,表明這些測點對應的0-40cm范圍內土基強度相對較差;土基頂面部分測點表層以下40-60cm范圍內CBR偏低,約占總測點數的19%,表明這些測點對應的40-60cm范圍內土基強度相對較差;土基頂面60cm以下范圍內CBR整體上數值較高;根據測試情況,緊急??繋с娕俾访娼Y構后,路基處理深度40cm為宜。

5、路基壓實質量快速檢測評定標準

在測試數據統計分析的基礎上,建立了路基壓實質量快速檢測評定標準。

5.1 NPR(單個測點每層填土貫入度PR加權平均值)計算

測點每層填土貫入率PR加權平均值計算如下:

PR—DCP測試的貫入率,單位mm/錘擊次,通常取一次錘擊數值。

NPR—測試土層PR加權平均值。

說明:∑h1應小于抽檢壓實填土層厚度。

5.2KNPR(檢驗評定段的NPR代表值)計算

檢驗評定段的填土NPR(測點每層填土PR加權平均值)代表值為:


式中:t0-t分布表中隨測點數和保證率而變的系數。對于高速公路路基,保證率取固定值95%;S-檢測值的均方差;n-檢測點數;

NPR0—檢驗評定段內各測點NPR的規定值;

NPR—檢驗評定段內各測點NPR的平均值;

KNPR—檢驗評定段內各測點NPR的代表值。


  

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