原位测试是指在建筑场地直接测定土和岩石的物理力学性质和地下水等各种地质情况的工程地质测试方法。其目的是获得具有代表性的、反映现场实际的基本设计参数，如地表剖面的几何参数（岩土层的分界线、地下水埋深等）；岩土原位初始应力状态和应力历史；岩土工程指标（强度指标、变形固结指标、渗透性指标、应力应变时间关系的有关指标）。
常用的原位测试方法有载荷试验、静力触探试验、标准贯入试验、十字板剪切试验、旁压试验、扁铲侧胀试验、波速试验、现场剪切试验和岩体原位应力测试等。
选择原位测试方法及成果应用应注意下列问题：
（1）选择原位测试方法时应考虑场地岩土条件、设计对参数的要求、地区经验和测试方法的适用性等因素，以及技术的可行性和经济的合理性。
（2）根据原位测试的成果，利用地区性经验估算岩土特性参数和对岩土工程问题做出评价时，应与室内土工试验和工程反算参数作对比，检验其可靠性。
（3）原位测试的仪器设备应定期检验和标定。
（4）分析原位测试成果资料时，应注意仪器设备、试验条件、试验方法等对试验的影响，结合地层条件，剔除异常数据。
原位测试方法较多，本章中我们仅介绍静力触探试验和标准贯入试验。
1.静力触探试验
（1）试验原理与目的。静力触探是利用静压力将一个内部装有传感器的探头以匀速压入土中，传感器将探头在贯入过程中所受到的阻力转换成电信号输入到记录仪上记录下来，再通过贯入阻力与土的工程性质之间的相关关系以及统计关系，来实现取得土层剖面、提供浅基承载力、判别场地土的液化、选择桩端持力层、预估单桩承载力等目的。它具有快速、准确、经济、节省人力等优点。
（2）适用范围。静力触探试验适用于粘性土、粉土、砂土及含少量碎石的土层，可测定比贯入阻力、锥尖阻力、侧壁摩阻力和孔隙水压力。
（3）试验的主要仪器和设备。静力触探的主要设备有探头、压力装置、反力装置和测试仪器等四个部分。
图6-7 触探头工作原理示意图
1—贯入力；2—空心柱；3—侧壁摩阻力；4—电阻片；5—顶柱；6—锥尖阻力；7—探头套；8—触探杆
静力触探设备中的核心部分是触探头，它是土层阻力的传感器，如图6-7所示。触探杆将探头匀速向土层贯入时，探头附近一定范围内的土体对探头产生贯入阻力。在贯入过程中，贯入阻力的变化反映了土的物理力学性质的变化。一般说来，同一种土，贯入阻力大，土层的力学性质好。反之，贯入阻力小，土层软弱。因此，只要测得探头的贯入阻力，就能据此评价土的强度和其他工程性质。触探头贯入土中时，探头套所受的土层阻力通过顶柱传到空心柱上部，使空心柱与贴在其上面的电阻应变片一起产生拉伸变形。这样，便可把探头贯入时所受的土层阻力转变成电信号并通过接收仪器量测出来。
根据触探头构造和测量贯入阻力方法的不同，探头分单用和双用两类。以一个测力电桥来量测探头总贯入阻力的称为单用探头，又称单桥探头；用两个测力电桥分别量测探头锥尖阻力和侧壁摩阻力的称为双用探头，又称双桥探头。
（4）试验成果的应用。单桥探头可测得包括锥尖阻力和侧壁的摩阻力在内的总贯入阻力P（kN）。将其除以探头截面积就可得比贯入阻力ps（kPa）：
式中 A——探头截面积，cm2。
双桥探头可分别测出锥尖总阻力Qc（kN）和侧壁总摩阻力Pf（kN），通常以锥尖阻力qc（kPa）和侧壁摩阻力fs（kPa）来表示：(www.xing528.com)
式中 As——外套筒的总表面积，cm2。
根据锥尖阻力qc和侧壁摩阻力fs可计算同一深度处的摩阻比n：
为了直观地反映勘探深度范围内土层的力学性质，触探成果可绘成ps-z、qc-z、fs-z曲线和n-z 曲线（z 为深度）。
根据比贯入阻力p-s的大小可确定土的承载力、压缩模量Es和变形模量E0。单桥探头试验结果可用来划分土层。这主要是根据ps的大小和ps-z 曲线的特征：粘性土的ps值一般较小，ps-z 曲线较平缓；而砂土的ps值较大，且ps-z 曲线高低起伏大。此外，双桥探头试验成果也可用来估计单桩承载力。
2.标准贯入试验
（1）试验原理与目的。标准贯入试验是用质量为63.5kg的穿心锤，以0.76m的自由落距，将一定规格的标准贯入器打入土中，根据打入土中的贯入阻力的大小，判断土层的变化和土的工程性质。贯入阻力的大小用贯入器贯入土中30cm的锤击数N 表示。
（2）适用范围。标准贯入试验适用于砂土、粉土和一般粘性土。
（3）试验的主要设备。试验的主要设备规格见表6-3。
表6-3 标准贯入试验设备的规格
（4）试验成果的应用。标准贯入试验以钻机作为提升架，并配有标准贯入器、钻杆和穿心锤等设备。试验时，将质量为63.5kg的穿心锤以0.76m的落距自由下落，先将贯入器竖直打入土中150mm（此时不计锤击数），然后记录每打入土中300mm 的锤击数（实测锤击数N′）。在拔出贯入器后，可取出其中的土样进行鉴别描述。
进行标准贯入试验时，随着钻杆入土深度的增加，杆侧土层的摩阻力以及其他形式的能量消耗也将增大，因而使得锤击数N′值偏大。因此，当钻杆长度大于3m 时，锤击数应按下式校正：
式中 N——标准贯入试验锤击数；
α——触探杆长度校正系数，按表6-4 确定。
表6-4 触探杆长度校正系数
由标准贯入试验测得的锤击数N，可用于估计粘性土的变形指标与软硬状态、砂土的内摩擦角与密实度，以及估计地震时砂土、粉土液化的可能性和地基承载力等，因而常被广泛采用。
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