探讨岩土工程中岩土原位测试技术的应用

探讨岩土工程中岩土原位测试技术的应用

浙江海北勘察股份有限公司

摘要:岩土工程具有很强的实践性,并且由于岩体构成的复杂性、环境地域性以及外部因素的干扰,岩土工程还不够成熟。原位测试技术是作为岩土工程的物理力学指标试验方法,是岩土工程测试的重要组成部分,在岩土工程中有着非常重要的应用。本文在介绍岩土工程及原位测试技术主要内容的基础上,分析了原位测试技术的种类以及岩土工程原位测试技术在岩土工程的地位,并重点介绍了原位测试技术在岩土工程中的应用,在实际操作中具有一定的借鉴意义。

关键词:岩土工程;原位测量技术;应用

1引言

岩土工程是一门涉及利用岩石或土壤,进行科学技术改建和重建的土建工程。作为一个实践性很强的学科,由于岩体构成的复杂性、环境地域性以及外部因素的干扰,岩土工程还不够成熟。从一种角度来说,岩土工程在解决在岩土工程技术问题上,是非常困难的,但在另一方面,岩土工程也是科技发展的巨大潜力。就现在来说,岩土工程在沿用工程试验的基础上,以理论为指导,以建设监测等手段,不断反馈和修改程序的设计和施工方法,以解决实际工程问题。由于岩石的复杂性,加之岩石结构和土壤之间的相互作用很难把握,所以岩石工程大多具有隐蔽性,并且一旦发生事故,则不易发现和补救的机会。因此,重视并加强监测和岩土测试工作是必要的,并且现场测试是最常见的做法,原位测试技术是最直观和可靠的技术。

一般而言,岩土工程测试包括两个部分:原位测试和实验室测试。岩土工程原位测试一般是指在工程现场通过测试对象的特定的测试设备进行测试,并应用岩石力学试验数据的基本原理惊喜总结、分析、抽象和推理,以确定其状态或绘制全面的检测技术这特性参数。岩土工程原位检测技术是岩土工程的重要组成部分。应用岩土工程原位检测技术并不仅限于勘测设计阶段,施工及施工验收阶段,在现场测试也有重要的应用。

理论和实践经验表明,由于岩土工程的类型、状态、试验方法等不同,导致岩石工程原位测试技术的测试结果存在较大出入。和实验室测试相比,原位测试不用取样、代表性良好,样本数量大、具有精度高的测试结果,从而更可靠。由此,原位测试技术在岩土工程中参数的选择正确并占据岩土工程的重要地位

2原位测量技术的概述

原为测试,指的是在岩土层原来所处的位置,基本保持的天然结构,天然含水量以及天然应力状态下,测定岩土的工程力学性质指标。它包括静力触探、动力触探、标准贯入试验、十字板剪切、旁压试验、静载试验、扁板侧胀试验、应力铲试验、现场直剪试验、岩体应力试验、岩土波速测试等。

原位测量适用于当原位测试比较简单,而室内试验条件与工程实际相差较大时。当基础的受力状态比较复杂,计算不准确而又无成熟经验,或整体基础的原位真型试验比较简单。重要工程必须进行必要的原位试验。

优点:可以测定难于取得不扰动土样的有关工程力学性质;可避免取样过程中应力释放的影响;影响范围大,代表性强。缺点:各种原位测试有其适用条件;有些理论往往建立在统计经验的关系上等。影响原位测试成果的因素较为复杂,使得对测定值的准确判定造成一定的困难。

软土地区工程地质勘察应增加原位测试工作量,其布置应与钻探、室内试验的配合和对比,以提高勘察质量。原位测试成果的使用应考虑地区性和经验性。

岩土工程中的原位测试技术可用于岩土工程的各个分支工程中,它贯穿于项目的不同阶段,在不同的阶段有不同的功能。二原位土工试验方法进行了分析,即:以获得实际参数现场实验,另外作为一个施工现场监控与反演分析参数提供商。它主要是用来监视和检测岩土工程,岩石地应力测量,质量检测开挖,道路,隧道,堤坝,护坡等大型项目,检测和监测的基础

3原位测试技术在岩土工程中的应用

3.1地基静载荷试验

地基静载荷试验主要包括平板载荷试验和螺旋板载荷试验。平板载荷试验相当于缩小比例的样机测试现场的项目,即通过模拟负载条件下土壤的建筑,更直接地反映土壤的变形特性。平板载荷试验测试的目的,在于确定地基承载力和可变性,可以估算出固结系数根据土壤的特性。螺旋板载荷试验进行过程中,安装应保证在地面上的中央垂直线和压力印版装载系统的反作用力和接触板。当更高的试验要求,可以装载系统,该系统之间的反应,在安装的动力传动轴承装置,其用于在一个球形,该系统和调节力平衡系统加载系统之间的反应,所以始终保持垂直载荷力传递状态。

当现场开挖基坑的时候,需要研究土壤中挖测试坑,同样的设计为基数抬高坑底标高。作为在基本层范围压缩有几种不同类型的土壤,土壤应挖为每一个测试凹坑,凹坑底部到达在坑底部的土壤的顶面放置一刚性板,试坑宽板应该不低于三倍的宽度。

3.2静力触探试验

电测静力触探是目前来说岩土工程的原位测试技术应用最广的就是静力触探试验。静力触探试验简称静探(CPT)。静力触探试验测试方法为使用均匀的机械压力将一定的规范圆锥形探头摊入土壤,并测量探头性质,实际上是一个准静力触探。

在20世纪40年代,荷兰人提出了静力触探技术和机械式静力触探仪。测试是一个机械装置,以把对圆锥形探头的土壤压力与双管,在地面上进行测定与侧壁和周围的土壤(FS)和探针针尖锥入埋遭受之间的压力计套筒摩擦阻力当电阻层(QC)。于1964年我国首先研制成功电测静力触探试验。原建工业综合调查所成功研制出世界上第一台电测量静力触探仪,中国目前广泛使用的单桥(一次性使用)探头静力触探仪。直接从探针使用电阻应变测量技术测定贯入阻力的量,并且被定义为穿透阻力的比率。

20世纪60年代后期,荷兰开始开发类似的电测静力触探仪,探头是双桥风格。这一成果发表在1971年。从20世纪70年代初,电测静力触探的发展导致静力触探了新的活力,快速发展,普及应用。

20世纪80年代初研制成功的国际可测孔隙水压力测量静力触探的公式,这是最重要的发展。它可以同时测量锥阻力,侧壁摩擦和孔隙水压力,更多地了解土的工程性质,提高测试精度提供了极大的可能性和现实。

静力触探具有明显优点,其中包括:一是测试连续、快速,效率高,功能多,兼有勘探与测试的双重作用;二是采用电测技术后,易于实现测试过程的自动化,测试成果可由计算机自动处理,大大减轻了人的工作强度。

静力触探明显的优势,其中包括:一是持续、高速、高效率,多功能,兼有探索和试验的双重作用;二是利用电测技术,轻松通过电脑测试过程自动处理测试结果自动化,从而大大减轻了人们的劳动强度。

3.3波速试验

随着科学技术和经济的快速发展,岩土工程测试质量受到越来越广泛的重视。土壤分类、地震和地震地基和建筑物的势头为基础的抗震设计以都市区为划分,都需要岩石和土的动力参数。城市高层建筑,安装精密设备厂及其对周围环境的影响的建设也必须考虑土壤和岩石的动态特性。但测量岩石和土壤的动力性能并不单纯的需要实验室测试数据,从而原位测量功率的岩土参数岩土工程检测技术的重要组成部分。

速度测试主要在于测试在岩层中的项目用地弹性波的传播速度。它包含一个带有单孔和交叉孔法测试压缩波和剪切波速度,以及与表面波方法测试瑞利波速度的方法。测得的波速值具体可以用于:场地土的类型划分和场地土层的地震反应分析、计算地基的动弹性模量、动剪切模量和动泊松比、以及地基勘察。

4结束语

原位测试技术是作为岩土工程的物理力学指标试验方法,是岩土工程测试的重要组成部分,在岩土工程中有着非常重要的应用。在实际操作中,要将地基静载荷试验、静力触探试验以及波速试验恰当好处的应用于岩石工程中。

参考文献

[1]唐贤强.地基工程原位测试技术[J].中国铁道出版社,1993.

[2]赵善锐.旁压试验及其工程应用[J].西南交通大学出版社,1987.

[3]孟高头.土体原位测试机理、方法及其工程应用[J].地质出版社,1997.

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