16-T0012/A型DCP动力圆锥贯入仪 动态圆锥贯入仪 1、DCP动力圆锥贯入仪概述 动力圆锥贯入仪（DCP）是一种轻型轻便的地基土原位测试的触探仪，其锤重为8KG，落距575mm，贯入杆长为1000mm，圆锥头的直径是20mm，锥尖为60度，贯入杆可以连接1000mm的钢直尺，公英制双面读数，直接读记每击一次的贯入值。 动力圆锥贯入仪（DCP）在国外已经在使用中积累了贯入值与相应土性指标的关系。其贯入值已经与土的弹性模量，CBR，无侧限抗压强度建立了关系，在南非已经将贯入值作为路面设计的参数。 1.1 DCP优势 动力圆锥贯入仪（DCP）的优点是快速、简便，不受场地限制，适用于施工现场或老路路基承载力评价。而动态圆锥贯入仪（Dynamic Cone Penetrometer，简称DCP）通过快速检测土基的贯入度可有效地克服灌沙、环刀、灌水与电动取土器等方法的缺点，是新一代土基压实性能的快速检测设备；同时DCP与现场路基加州承载比（California Bearing Ratio，简称CBR）和回弹模量之间具有良好的相关性，可用来评价路基的强度。（根据AASHTO公式转换） 1.2 DCP分析方法 由于动力锥贯入仪在国内应用较少，因而目前国内尚没有相关的分析方法，根据美国AASHTO的规定，DCP测试结果与CBR之间存在如下的关系： CBR=405.3/PR1.259 公式中，PR为DCP测试的贯入率，mm/锤击次；CBR为加州承载比，%。 因此，通过现场测试时记录DCP的贯入率，即可快速计算土基CBR，初步评价路基各层承载能力。 1.3 DCP测试原理 DCP由英国交通研究实验室（T ranspor tat ion,Research Labor atory,简称TRL）开发，总重为20kg。 主要包括落高为575mm的8kg落锤、贯入杆、标尺及与贯入杆端部连接的直径为20mm的圆锥锥尖，其中：锥尖的锥角为60度，其构件与尺寸具体如图1所示。 1：10000mm读尺 2：贯入杆 上杆803mm 3：连接圆盘 105mm 4：落距：575mm 5、贯入杆：下杆910mm 6、底板：300mm*60mm*8mm 7、落锤：8KG 8、锥头：直径20mm，角度60度 2 动力圆锥贯入仪DCP测试方法 DCP测试时，通常需要3个人员操作，其中：一人握住手柄，竖起并扶住仪器，同时将锥尖朝下贴紧土基表面，并尽量使贯入杆垂直于土基表面；一人提升落锤并让其自由下落，一人记录每2次锤击后对应的标尺读数。 2.1 DCP测试步骤 （1）在试验地点选择干燥平坦的表面，如果表面有浮土或土质较松软，应用铲子将表面一层土铲去，铲去土的厚度不宜大于2cm，如表面浮土较深，应在附近另选一侧点进行测试。 （2）将圆锥头连接到安装好的动力贯入仪杆上。 （3）将圆锥头对准要检测的土的表面，同时确保贯入杆竖直。 （4）在贯入杆旁边放好标尺，标尺要平行于贯入杆。 （5）有一人扶好贯入杆，另一个人举起重锤，然后松手放下重锤。 （6）落锤砸下后，记录单次贯入深度超过5mm后的锤击次数与杆身贯入深度；如果单次贯入深度小于5mm，应在多次锤击到贯入深度大于5mm后记录贯入深度及该序列累计锤击次数。测试数据应按照规定表格由专人记录。 （7）至贯入深度达到要求（贯入深度达到或稍微超过当前被检压实层层厚）后，取出贯入杆，结束测试。 （8）在贯入过程中，如圆锥头遇到石块或其它蚀物致使贯入杆无法继续贯入时停止测试。本次数据记录成作废，另外在贯入孔附近40cm范围内另选择一测点进行测试。 （9）测试完毕后将贯入杆从中部连接处拆开，连同标尺及落锤一起放进工具箱内，以备下次使用。 2.2 DCP测试显示 由此，贯入杆在落锤的冲击作用下，逐渐贯入土基内部，显然，土基越坚硬，贯入一定深度的次数就越多，相应的每锤贯入的深度就越小；反之，土基越软，则贯入一定深度的次数就越少，而每锤贯入深度就越大。因此，DCP的测试结果可以反映土基内部的结构性能和压实情况。 DCP可在85cm的深度范围内进行连续测试，一般情况下，DCP测试1个测点只需1~3min的时间，具有快速检测的特点，为此，其测试结果采用贯入度为反映： DN=？Y/N DN为贯入度，mm/锤，？Y为从第1锤至**后1锤的总贯入深度，mm；N为锤击次数。 3、动力圆锥贯入义DCP测试结果对比分析 DCP贯入度与其他指标之间的相关系数**值均大于0.70，特别是与压实度和弯沉之间的相关系数**值超过0.80，这说明贯入度与弯沉、静回弹模量、动模量、压实度、干密度及含水量之间均存在着良好的双对数关系。其中，静回弹模量、动模量、压实度及干密度与贯入度呈负相关关系，弯沉和含水量与贯入度呈正相关关系。 因此，表明贯入度可以反映土基的设计指标（回弹模量）及施工指标（压实度和弯沉），故采用DCP评价土基的强度、刚度及压实性能是可行的，上述经验公式可作为DCP评价此类土基的压实性能参考。 3.1测试结论 通过现场选取成型土质路基，分别采用DCP、贝克曼梁、承载板、PFWD及灌砂法等现场测试方法对土基性能进行了对比测试。 回归分析结果显示，DCP贯入度与土基设计指标（静回弹模量和动模量）及施工指标（压实度、干密度、含水量及弯沉）等之间具有良好的相关关系，相关系数**值均大于0.70，这表明通过现场标定并建立DCP与其他检测指标的相关关系，就可以采用DCP替代传统的检测方法，实现快速检测并评价土基的强度和刚度及压实性能。 4、路基顶面处治深度的分析（举例） 为了解土基顶面的状况，对沪宁高速中紧急停靠带路基95区路基处理前后进行了DCP试验。结果如下：表2 表2 路基DCP试验各层贯入率加权平均值 桩号 **大贯入深度(mm) 0~20cm贯入率加权 平均值 20~40cm贯入率加权 平均值 40~60cm贯入率加权 平均值 60~80cm贯入率加权 平均值 贯入总量的贯入率加权平均值 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 土基顶面绝大部分测点表层以下0-40cm范围内CBR偏低，土层较松软，约占测点数60%，表明这些测点对应的0-40cm范围内土基强度相对较差；土基顶面部分测点表层以下40-60cm范围内CBR偏低，约占总测点数的19%，表明这些测点对应的40-60cm范围内土基强度相对较差；土基顶面60cm以下范围内CBR整体上数值较高；根据测试情况，紧急停靠带铣刨路面结构后，路基处理深度40cm为宜。 5、路基压实质量快速检测评定标准 在测试数据统计分析的基础上，建立了路基压实质量快速检测评定标准。 5.1 NPR（单个测点每层填土贯入度PR加权平均值）计算 测点每层填土贯入率PR加权平均值计算如下： PR—DCP测试的贯入率，单位mm/锤击次，通常取一次锤击数值。 NPR—测试土层PR加权平均值。 说明：h1应小于抽检压实填土层厚度。 5.2KNPR（检验评定段的NPR代表值）计算 检验评定段的填土NPR（测点每层填土PR加权平均值）代表值为： 式中：t0-t分布表中随测点数和保证率而变的系数。对于高速公路路基，保证率取固定值95%；S-检测值的均方差；n-检测点数； NPR0—检验评定段内各测点NPR的规定值； NPR—检验评定段内各测点NPR的平均值； KNPR—检验评定段内各测点NPR的代表值。 6、规范的记录表格（举例） 6.1苏丹的一个项目的记录结果，以此为例：分别为 桩号 **大贯入深度(mm) 0~20cm贯入率加权 平均值 20~40cm贯入率加权 平均值 40~60cm贯入率加权 平均值 60~80cm贯入率加权 平均值 贯入总量的贯入率加权平均值 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