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。
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：
