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16-T0012/A型DCP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土性指標的關(guān)系。其貫入值已經(jīng)與土的彈性模量,，CBR,，無側(cè)限抗壓強度建立了關(guān)系，在南非已經(jīng)將貫入值作為路面設計的參數(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次錘擊后對應的標尺讀數(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(cè)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(shù)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(shù)。測試數(shù)據(jù)應按照規(guī)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(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(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。

DCP可在85cm的深度范圍內(nèi)進行連續(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zui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(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行了對比測試,。

回歸分析結(jié)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(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)值均大于0.70,，這表明通過現(xiàn)場標定并建立DCP與其他檢測指標的相關(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(qū)路基處理前后進行了DCP試驗,。結(jié)果如下：表2

表2 路基DCP試驗各層貫入率加權(quán)平均值

土基頂面絕大部分測點表層以下0-40cm范圍內(nèi)CBR偏低，土層較松軟,，約占測點數(shù)60%,，表明這些測點對應的0-40cm范圍內(nèi)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(nèi)CBR偏低,，約占總測點數(shù)的19%,，表明這些測點對應的40-60cm范圍內(nèi)土基強度相對較差；土基頂面60cm以下范圍內(nèi)CBR整體上數(shù)值較高,；根據(jù)測試情況,，緊急停靠帶銑刨路面結(jié)構(gòu)后，路基處理深度40cm為宜,。

5,、路基壓實質(zhì)量快速檢測評定標準

在測試數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析的基礎(chǔ)上，建立了路基壓實質(zhì)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(quán)平均值）計算

測點每層填土貫入率PR加權(quán)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(shù)值,。

NPR—測試土層PR加權(quán)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(quán)平均值）代表值為：

式中：t0-t分布表中隨測點數(shù)和保證率而變的系數(shù),。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(shù),；

NPR0—檢驗評定段內(nèi)各測點NPR的規(guī)定值；

NPR—檢驗評定段內(nèi)各測點NPR的平均值,；

KNPR—檢驗評定段內(nèi)各測點NPR的代表值,。

6、規(guī)范的記錄表格（舉例）

6.1蘇丹的一個項目的記錄結(jié)果,，以此為例：分別為