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16-T0012/A型DCP動(dòng)力圓錐貫入儀動(dòng)態(tài)圓錐貫入儀

1、DCP動(dòng)力圓錐貫入儀概述
DCP動(dòng)力圓錐貫入儀動(dòng)態(tài)圓錐貫入儀長期供應(yīng)
動(dòng)力圓錐貫入儀（DCP）是一種輕型輕便的地基土原位測(cè)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

詳細(xì)介紹

　　16-T0012/A型DCP動(dòng)力圓錐貫入儀動(dòng)態(tài)圓錐貫入儀

　　1、DCP動(dòng)力圓錐貫入儀概述

　　動(dòng)力圓錐貫入儀(DCP)是一種輕型輕便的地基土原位測(cè)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(dòng)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(shì)

　　動(dòng)力圓錐貫入儀(DCP)的優(yōu)點(diǎn)是快速、簡(jiǎn)便，不受場(chǎng)地限制，適用于施工現(xiàn)場(chǎng)或老路路基承載力評(píng)價(jià)。而動(dòng)態(tài)圓錐貫入儀(Dynamic Cone Penetrometer，簡(jiǎn)稱DCP)通過快速檢測(cè)土基的貫入度可有效地克服灌沙、環(huán)刀、灌水與電動(dòng)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(cè)設(shè)備；同時(shí)DCP與現(xiàn)場(chǎng)路基加州承載比(California Bearing Ratio，簡(jiǎn)稱CBR)和回彈模量之間具有良好的相關(guān)性，可用來評(píng)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(dòng)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(cè)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(cè)試的貫入率，mm/錘擊次；CBR為加州承載比，%。

　　因此，通過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)記錄DCP的貫入率，即可快速計(jì)算土基CBR，初步評(píng)價(jià)路基各層承載能力。

　　1.3 DCP測(cè)試原理

　　DCP由英國交通研究實(shí)驗(yàn)室(T ranspor tat ion,Research Labor atory,簡(jiǎn)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(dòng)力圓錐貫入儀DCP測(cè)試方法

　　DCP測(cè)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(duì)應(yīng)的標(biāo)尺讀數(shù)。

　　2.1 DCP測(cè)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(cè)試。

　　(2)將圓錐頭連接到安裝好的動(dòng)力貫入儀桿上。

　　(3)將圓錐頭對(duì)準(zhǔn)要檢測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試。

　　(9)測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)試，一般情況下，DCP測(cè)試1個(gè)測(cè)點(diǎn)只需1~3min的時(shí)間，具有快速檢測(cè)的特點(diǎn)，為此，其測(cè)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(dòng)力圓錐貫入義DCP測(cè)試結(jié)果對(duì)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(dòng)模量、壓實(shí)度、干密度及含水量之間均存在著良好的雙對(duì)數(shù)關(guān)系。其中，靜回彈模量、動(dòng)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(píng)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(píng)價(jià)此類土基的壓實(shí)性能參考。

　　3.1測(cè)試結(jié)論

　　通過現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)測(cè)試方法對(duì)土基性能進(jìn)行了對(duì)比測(cè)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(dòng)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(chǎng)標(biāo)定并建立DCP與其他檢測(cè)指標(biāo)的相關(guān)關(guān)系，就可以采用DCP替代傳統(tǒng)的檢測(cè)方法，實(shí)現(xiàn)快速檢測(cè)并評(píng)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(duì)滬寧高速中緊急停靠帶路基95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

樁號(hào)	zui大貫入深度(mm)	0~20cm貫入率加權(quán) 平均值	20~40cm貫入率加權(quán) 平均值	40~60cm貫入率加權(quán) 平均值	60~80cm貫入率加權(quán) 平均值	貫入總量的貫入率加權(quán)平均值
K0+280	543	10.56	16.54	17.23		15.344
K0+360	702	30.38	40.31	11.40	7.24	16.07
K0+415	553	51.01	17.08	10.09		17.32
K0+450	670	74.88	29.25	11.01	8.24	16.69
K0+530	740	21.22	63.23	15.15	5.89	12.40
K0+540	724	44.07	98.08	30.74	25.53	38.72
K0+560	850	33.14	92.31	26.68	15.28	27.74
K0+570	805	38.65	41.78	12.00	14.41	19.18
K0+580	764	10.82	29.37	35.25	15.49	20.47

　　土基頂面絕大部分測(cè)點(diǎn)表層以下0-40cm范圍內(nèi)CBR偏低，土層較松軟，約占測(cè)點(diǎn)數(shù)60%，表明這些測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的0-40cm范圍內(nèi)土基強(qiáng)度相對(duì)較差；土基頂面部分測(cè)點(diǎn)表層以下40-60cm范圍內(nèi)CBR偏低，約占總測(cè)點(diǎn)數(shù)的19%，表明這些測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的40-60cm范圍內(nèi)土基強(qiáng)度相對(duì)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(cè)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(cè)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

　　在測(cè)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(cè)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。

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

　　測(cè)點(diǎn)每層填土貫入率PR加權(quán)平均值計(jì)算如下：

　　DCP動(dòng)力圓錐貫入儀動(dòng)態(tài)圓錐貫入儀長期供應(yīng)

　　PR—DCP測(cè)試的貫入率，單位mm/錘擊次，通常取一次錘擊數(shù)值。

　　NPR—測(cè)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(píng)定段的NPR代表值)計(jì)算

　　檢驗(yàn)評(píng)定段的填土NPR(測(cè)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(cè)點(diǎn)數(shù)和保證率而變的系數(shù)。對(duì)于高速公路路基，保證率取固定值95%；S-檢測(cè)值的均方差；n-檢測(cè)點(diǎn)數(shù)；

　　NPR0—檢驗(yàn)評(píng)定段內(nèi)各測(cè)點(diǎn)NPR的規(guī)定值；

　　NPR—檢驗(yàn)評(píng)定段內(nèi)各測(cè)點(diǎn)NPR的平均值；

　　KNPR—檢驗(yàn)評(píng)定段內(nèi)各測(cè)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

樁號(hào)	zui大貫入深度(mm)	0~20cm貫入率加權(quán) 平均值	20~40cm貫入率加權(quán) 平均值	40~60cm貫入率加權(quán) 平均值	60~80cm貫入率加權(quán) 平均值	貫入總量的貫入率加權(quán)平均值
K0+280	543	10.56	16.54	17.23		15.344
K0+360	702	30.38	40.31	11.40	7.24	16.07
K0+415	553	51.01	17.08	10.09		17.32
K0+450	670	74.88	29.25	11.01	8.24	16.69
K0+530	740	21.22	63.23	15.15	5.89	12.40
K0+540	724	44.07	98.08	30.74	25.53	38.72
K0+560	850	33.14	92.31	26.68	15.28	27.74
K0+570	805	38.65	41.78	12.00	14.41	19.18
K0+580	764	10.82	29.37	35.25	15.49	20.47