16-T0012/A型DCP動力圓錐(zhui)貫(guan)入儀(yi)   動態圓錐(zhui)貫(guan)入儀(yi)

1、DCP動力圓錐貫(guan)入儀(yi)概述

動(dong)力(li)圓錐貫(guan)入(ru)儀(yi)（DCP）是(shi)一(yi)種輕型輕便的地基土原位(wei)測試(shi)的觸探(tan)儀(yi)，其錘(chui)重為8KG，落距575mm，貫(guan)入(ru)桿(gan)長為1000mm，圓錐頭的直徑是(shi)20mm，錐尖(jian)為60度，貫(guan)入(ru)桿(gan)可以連接(jie)1000mm的鋼直尺，公英(ying)制(zhi)雙面讀數，直接(jie)讀記每擊(ji)一(yi)次的貫(guan)入(ru)值。

動(dong)力圓錐(zhui)貫入(ru)(ru)儀（DCP）在國(guo)外(wai)已(yi)(yi)經(jing)在使用(yong)中積累(lei)了貫入(ru)(ru)值與相應土性(xing)指(zhi)標(biao)的(de)關(guan)系(xi)。其貫入(ru)(ru)值已(yi)(yi)經(jing)與土的(de)彈性(xing)模量，CBR，無(wu)側限抗壓強度建立了關(guan)系(xi)，在南(nan)非已(yi)(yi)經(jing)將貫入(ru)(ru)值作(zuo)為路面設計的(de)參(can)數。

1.1  DCP優勢

動(dong)力圓錐(zhui)貫(guan)入儀（DCP）的優點是(shi)快(kuai)速(su)(su)、簡便，不受場地限制，適(shi)用(yong)于(yu)施工現場或老路路基(ji)承載(zai)力評價。而動(dong)態圓錐(zhui)貫(guan)入儀（Dynamic Cone Penetrometer，簡稱DCP）通過快(kuai)速(su)(su)檢測土(tu)基(ji)的貫(guan)入度可(ke)有效(xiao)地克服灌沙、環刀、灌水與(yu)電動(dong)取(qu)土(tu)器等方法(fa)的缺點，是(shi)新一代土(tu)基(ji)壓實性能的快(kuai)速(su)(su)檢測設(she)備(bei)；同時(shi)DCP與(yu)現場路基(ji)加州(zhou)承載(zai)比（California Bearing Ratio，簡稱CBR）和回彈模量之間具有良好的相(xiang)關(guan)性，可(ke)用(yong)來評價路基(ji)的強度。（根(gen)據AASHTO公式轉換）

1.2 DCP分析方法(fa)

由于動(dong)力錐貫入(ru)儀(yi)在(zai)國內(nei)應用較少，因而目(mu)前(qian)國內(nei)尚(shang)沒有相(xiang)關的分析方法，根據美(mei)國AASHTO的規定，DCP測(ce)試結果與CBR之間存在(zai)如下的關系(xi)：

CBR=405.3/PR1.259

公式中，PR為(wei)DCP測試的貫入率，mm/錘(chui)擊次；CBR為(wei)加州承載(zai)比(bi)，%。

因此(ci)，通過現場測(ce)試時(shi)記錄DCP的貫(guan)入率，即可快(kuai)速計(ji)算土基CBR，初步評價路基各層承載能力(li)。

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(wei)575mm的8kg落錘、貫(guan)入桿、標尺及與(yu)貫(guan)入桿端部連接的直徑為(wei)20mm的圓錐(zhui)錐(zhui)尖，其(qi)中(zhong)：錐(zhui)尖的錐(zhui)角為(wei)60度(du)，其(qi)構件(jian)與(yu)尺寸具體(ti)如圖1所(suo)示。

1：10000mm讀(du)尺(chi)

2：貫入桿(gan)  上桿(gan)803mm

3：連接(jie)圓盤  105mm

4：落距：575mm

5、貫入桿(gan)：下桿(gan)910mm

6、底(di)板：300mm*60mm*8mm

7、落錘：8KG

8、錐頭：直徑20mm，角度60度

2 動力圓錐(zhui)貫入儀DCP測試方法(fa)

DCP測試時，通(tong)常需要(yao)3個人員操作，其中：一人握住(zhu)手柄，豎起并扶住(zhu)儀(yi)器，同時將(jiang)錐尖朝下(xia)貼緊土(tu)基表面(mian)，并盡量(liang)使貫入桿垂直于土(tu)基表面(mian)；一人提升落錘并讓其自(zi)由下(xia)落，一人記(ji)錄每2次錘擊后(hou)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(de)表面，如果表面有浮土(tu)(tu)(tu)(tu)或土(tu)(tu)(tu)(tu)質較松軟(ruan)，應用鏟(chan)子將表面一層土(tu)(tu)(tu)(tu)鏟(chan)去(qu)(qu)，鏟(chan)去(qu)(qu)土(tu)(tu)(tu)(tu)的(de)厚(hou)度不(bu)宜大(da)于2cm，如表面浮土(tu)(tu)(tu)(tu)較深，應在附近另選一側點進(jin)行測試。

（2）將圓錐頭連接到安裝(zhuang)好(hao)的動力(li)貫入儀桿上。

（3）將圓錐頭對準要檢測的土的表面(mian)，同時(shi)確保貫入桿豎直。

（4）在(zai)貫入桿旁邊放好標尺，標尺要平(ping)行于貫入桿。

（5）有一(yi)人扶好貫入(ru)桿(gan)，另一(yi)個(ge)人舉(ju)起重錘，然(ran)后松手放下重錘。

（6）落(luo)錘(chui)砸下后(hou)，記錄單(dan)次(ci)貫(guan)入(ru)深度(du)超(chao)過5mm后(hou)的錘(chui)擊次(ci)數(shu)與(yu)桿身貫(guan)入(ru)深度(du)；如(ru)果單(dan)次(ci)貫(guan)入(ru)深度(du)小于(yu)5mm，應在多次(ci)錘(chui)擊到(dao)貫(guan)入(ru)深度(du)大于(yu)5mm后(hou)記錄貫(guan)入(ru)深度(du)及該序列累計錘(chui)擊次(ci)數(shu)。測試(shi)數(shu)據應按照規定(ding)表格由專人(ren)記錄。

（7）至(zhi)貫入深度達(da)到(dao)要求（貫入深度達(da)到(dao)或稍(shao)微超過當(dang)前被(bei)檢壓實層層厚(hou)）后，取出(chu)貫入桿(gan)，結束測(ce)試。

（8）在(zai)貫入(ru)過(guo)程中，如圓錐頭遇到石塊或其它蝕物致使貫入(ru)桿(gan)無(wu)法繼續貫入(ru)時停止測試。本次數據記(ji)錄成作廢，另(ling)外在(zai)貫入(ru)孔(kong)附近40cm范(fan)圍內另(ling)選擇一測點進行測試。

（9）測試完畢后將貫入桿從中(zhong)部連接(jie)處拆(chai)開(kai)，連同標尺及落錘一起放進工具箱內(nei)，以備(bei)下次使用。

2.2 DCP測試(shi)顯示

由此(ci)(ci)，貫(guan)入桿在落錘(chui)的沖(chong)擊作用(yong)下，逐漸貫(guan)入土基(ji)(ji)內(nei)部，顯(xian)然，土基(ji)(ji)越(yue)(yue)(yue)堅硬，貫(guan)入一定深度(du)的次(ci)數就(jiu)越(yue)(yue)(yue)多，相應的每錘(chui)貫(guan)入的深度(du)就(jiu)越(yue)(yue)(yue)小；反之，土基(ji)(ji)越(yue)(yue)(yue)軟，則貫(guan)入一定深度(du)的次(ci)數就(jiu)越(yue)(yue)(yue)少，而每錘(chui)貫(guan)入深度(du)就(jiu)越(yue)(yue)(yue)大(da)。因此(ci)(ci)，DCP的測(ce)試(shi)結果可(ke)以反映土基(ji)(ji)內(nei)部的結構性能和壓(ya)shi情況。

DCP可在85cm的(de)深度(du)范圍(wei)內進(jin)行連續測(ce)試，一般情(qing)況下(xia)，DCP測(ce)試1個測(ce)點只需1~3min的(de)時間，具有快速檢測(ce)的(de)特點，為(wei)此，其測(ce)試結果采用貫入度(du)為(wei)反(fan)映：

DN=？Y/N

DN為貫(guan)(guan)入(ru)度(du)，mm/錘，？Y為從第1錘至后1錘的(de)總貫(guan)(guan)入(ru)深度(du)，mm；N為錘擊次數(shu)。

3、動力圓錐貫入義DCP測試結(jie)果對比分析(xi)

DCP貫入度(du)與(yu)其(qi)他指標之(zhi)間的相關系數值均大(da)于0.70，特(te)別是(shi)與(yu)壓實度(du)和彎沉(chen)之(zhi)間的相關系數值超過0.80，這說明(ming)貫入度(du)與(yu)彎沉(chen)、靜回(hui)彈模量(liang)(liang)、動模量(liang)(liang)、壓實度(du)、干(gan)密度(du)及含水量(liang)(liang)之(zhi)間均存(cun)在著良好的雙對數關系。其(qi)中，靜回(hui)彈模量(liang)(liang)、動模量(liang)(liang)、壓實度(du)及干(gan)密度(du)與(yu)貫入度(du)呈負相關關系，彎沉(chen)和含水量(liang)(liang)與(yu)貫入度(du)呈正(zheng)相關關系。

因此，表明貫(guan)入(ru)度可以反(fan)映土基的(de)設(she)計指(zhi)標(biao)（回彈模量）及(ji)施(shi)工指(zhi)標(biao)（壓實(shi)度和彎沉），故采用DCP評價土基的(de)強度、剛度及(ji)壓實(shi)性(xing)能(neng)是可行的(de)，上述經(jing)驗(yan)公式可作(zuo)為DCP評價此類(lei)土基的(de)壓實(shi)性(xing)能(neng)參考。

3.1測試結論

通過現(xian)場(chang)選取成型土(tu)質路基，分別采用DCP、貝(bei)克曼梁、承載(zai)板、PFWD及灌砂法等現(xian)場(chang)測(ce)(ce)試方法對土(tu)基性能(neng)進行了對比測(ce)(ce)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。南非DCP動力圓錐貫入儀觸探儀廠家

4、路(lu)基頂面處治(zhi)深度的(de)分析（舉例(li)）

為了解土基頂面的狀況，對滬寧高速中緊急停靠帶路基95區路基處理前后進行了DCP試驗。結果如下：表2南非DCP動力圓錐貫入儀觸探儀廠家

表(biao)2 路基(ji)DCP試(shi)驗各層貫(guan)入率(lv)加權平均值

土(tu)基(ji)頂(ding)面絕大部分(fen)測(ce)點(dian)表層以下0-40cm范(fan)圍內(nei)CBR偏(pian)低，土(tu)層較(jiao)松(song)軟，約占測(ce)點(dian)數(shu)(shu)60%，表明這(zhe)些測(ce)點(dian)對(dui)應(ying)的0-40cm范(fan)圍內(nei)土(tu)基(ji)強度(du)相對(dui)較(jiao)差；土(tu)基(ji)頂(ding)面部分(fen)測(ce)點(dian)表層以下40-60cm范(fan)圍內(nei)CBR偏(pian)低，約占總測(ce)點(dian)數(shu)(shu)的19%，表明這(zhe)些測(ce)點(dian)對(dui)應(ying)的40-60cm范(fan)圍內(nei)土(tu)基(ji)強度(du)相對(dui)較(jiao)差；土(tu)基(ji)頂(ding)面60cm以下范(fan)圍內(nei)CBR整體上數(shu)(shu)值較(jiao)高；根據測(ce)試情(qing)況，緊急停(ting)靠帶銑(xian)刨路(lu)面結構(gou)后，路(lu)基(ji)處理(li)深(shen)度(du)40cm為宜(yi)。

5、路基壓實質量(liang)快速檢測評定標準

在測(ce)試數據統計(ji)分析的基礎(chu)上，建立了路基壓實質量快速檢(jian)測(ce)評定(ding)標準。

5.1 NPR（單個測點(dian)每層填土(tu)貫入度PR加權平均值）計算

測點每層填(tian)土貫入(ru)率PR加權平均值計算如下：

PR—DCP測試的(de)貫入率，單位mm/錘擊次，通(tong)常取一次錘擊數值。

NPR—測(ce)試(shi)土層PR加(jia)權(quan)平均值。

說(shuo)明：∑h1應小(xiao)于抽檢(jian)壓實填土層厚度(du)。

5.2KNPR（檢驗(yan)評定段的NPR代(dai)表值）計算(suan)

檢驗評定段的填(tian)土NPR（測點(dian)每層填(tian)土PR加權平(ping)均值）代(dai)表(biao)值為：

式中：t0-t分布表中隨測點(dian)數和保證率(lv)而變的(de)(de)系(xi)數。對于高速(su)公路路基，保證率(lv)取固定值95%；S-檢測值的(de)(de)均(jun)方差；n-檢測點(dian)數；

NPR0—檢驗(yan)評定(ding)(ding)段內各測點NPR的規定(ding)(ding)值；

NPR—檢驗評定(ding)段(duan)內各測點NPR的(de)平均值；

KNPR—檢(jian)驗(yan)評定段內各測點NPR的代(dai)表值。

6、規范的記錄表格（舉例）

6.1蘇丹(dan)的一個(ge)項目的記(ji)錄結果，以此為例：分別為