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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(yīng)土性指標(biāo)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(qiáng)度建立了關(guān)系,，在南非已經(jīng)將貫入值作為路面設(shè)計(jì)的參數(shù),。

1.1  DCP優(yōu)勢

動力圓錐貫入儀（DCP）的優(yōu)點(diǎn)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(jià),。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(diǎn),，是新一代土基壓實(shí)性能的快速檢測設(shè)備；同時(shí)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(jià)路基的強(qiáng)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(yīng)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/PR^1.259

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(shí)記錄DCP的貫入率,，即可快速計(jì)算土基CBR,，初步評價(jià)路基各層承載能力。

1.3 DCP測試原理

DCP由英國交通研究實(shí)驗(yàn)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(biāo)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(shí),，通常需要3個(gè)人員操作,，其中：一人握住手柄,，豎起并扶住儀器，同時(shí)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(yīng)的標(biāo)尺讀數(shù),。

2.1  DCP測試步驟

（1）在試驗(yàn)地點(diǎn)選擇干燥平坦的表面,，如果表面有浮土或土質(zhì)較松軟，應(yīng)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(yīng)在附近另選一側(cè)點(diǎn)進(jìn)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(zhǔn)要檢測的土的表面，同時(shí)確保貫入桿豎直,。

（4）在貫入桿旁邊放好標(biāo)尺,，標(biāo)尺要平行于貫入桿。

（5）有一人扶好貫入桿,，另一個(gè)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(yīng)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(jì)錘擊次數(shù),。測試數(shù)據(jù)應(yīng)按照規(guī)定表格由專人記錄,。

（7）至貫入深度達(dá)到要求（貫入深度達(dá)到或稍微超過當(dāng)前被檢壓實(shí)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(shí)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(diǎn)進(jìn)行測試。

（9）測試完畢后將貫入桿從中部連接處拆開,，連同標(biāo)尺及落錘一起放進(jìn)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(jiān)硬,，貫入一定深度的次數(shù)就越多,，相應(yīng)的每錘貫入的深度就越小,；反之,，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(jìn)行連續(xù)測試，一般情況下,，DCP測試1個(gè)測點(diǎn)只需1~3min的時(shí)間,，具有快速檢測的特點(diǎn)，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(biāo)之間的相關(guān)系數(shù)值均大于0.70,，特別是與壓實(shí)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(shí)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(shí)度及干密度與貫入度呈負(fù)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(shè)計(jì)指標(biāo)（回彈模量）及施工指標(biāo)（壓實(shí)度和彎沉）,，故采用DCP評價(jià)土基的強(qiáng)度、剛度及壓實(shí)性能是可行的，上述經(jīng)驗(yàn)公式可作為DCP評價(jià)此類土基的壓實(shí)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(jìn)行了對比測試。

回歸分析結(jié)果顯示,，DCP貫入度與土基設(shè)計(jì)指標(biāo)（靜回彈模量和動模量）及施工指標(biāo)（壓實(shí)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(biāo)定并建立DCP與其他檢測指標(biāo)的相關(guān)關(guān)系，就可以采用DCP替代傳統(tǒng)的檢測方法,，實(shí)現(xiàn)快速檢測并評價(jià)土基的強(qiáng)度和剛度及壓實(shí)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(jìn)行了DCP試驗(yàn)。結(jié)果如下：表2

表2 路基DCP試驗(yàn)各層貫入率加權(quán)平均值

土基頂面絕大部分測點(diǎn)表層以下0-40cm范圍內(nèi)CBR偏低,，土層較松軟,，約占測點(diǎn)數(shù)60%，表明這些測點(diǎn)對應(yīng)的0-40cm范圍內(nèi)土基強(qiáng)度相對較差,；土基頂面部分測點(diǎn)表層以下40-60cm范圍內(nèi)CBR偏低,，約占總測點(diǎn)數(shù)的19%，表明這些測點(diǎn)對應(yīng)的40-60cm范圍內(nèi)土基強(qiáng)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?？繋с娕俾访娼Y(jié)構(gòu)后,，路基處理深度40cm為宜。

5,、路基壓實(shí)質(zhì)量快速檢測評定標(biāo)準(zhǔn)

在測試數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上,，建立了路基壓實(shí)質(zhì)量快速檢測評定標(biāo)準(zhǔn)。

5.1 NPR（單個(gè)測點(diǎn)每層填土貫入度PR加權(quán)平均值）計(jì)算

測點(diǎn)每層填土貫入率PR加權(quán)平均值計(jì)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(yīng)小于抽檢壓實(shí)填土層厚度,。

5.2KNPR（檢驗(yàn)評定段的NPR代表值）計(jì)算

檢驗(yàn)評定段的填土NPR（測點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)數(shù)；

NPR0—檢驗(yàn)評定段內(nèi)各測點(diǎn)NPR的規(guī)定值,；

NPR—檢驗(yàn)評定段內(nèi)各測點(diǎn)NPR的平均值,；

KNPR—檢驗(yàn)評定段內(nèi)各測點(diǎn)NPR的代表值。

6,、規(guī)范的記錄表格（舉例）

6.1蘇丹的一個(gè)項(xiàng)目的記錄結(jié)果,，以此為例：分別為