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岩溶学实验指导书 岩溶学实验指导书岩溶学实验指导书篇一岩溶作业指导书常张高速公路第十八合同段岩溶处理作业指导书湖南省建筑工程集团总公司常张高速公路项目经理部编制常张高速公路第十八合同段岩溶处理作业指导书编制审核编制时间二00三年三月一日常张高速公路第十八合同段地质情况复杂,岩溶构造规模大,发育十分丰富，为确保路基修筑后的稳定性，有组织有针对性规范化的做好岩溶的处理，特制定此作业指导书，请遵照执行。 一、工程概况根据物探普查结果显示，我标段地表除大量分布有溶沟、小的溶芽及溶丘等小型地表岩溶形态外，还有岩溶洼地、多个沿线状排列的岩溶洼地组成岩溶槽谷。 物探成果根据地下水的分布规律和岩溶构造的发育特点，将本标段探测的物探异常划分2个区域区K138+410K140+160；区K140+160K141+700。 据各方专家研讨因其区岩溶的发育异常复杂且范围大，确定采取高架桥跨越的方式避开此区段。 故此作业指导书主要针对区K138+410K140+160段的岩溶处理。 二、指导原则在岩溶处理中除了遵循“安全可靠、经济合理、技术可行、施工方便”的一般指导原则下，结合本标段岩溶构造的发育物点，还需遵循以下原则 1、尽可能保持岩溶原有水系的自然补给与排泄环境。 对地表岩溶（如落水洞）竖直通道谨慎采用洞口充填。 防止因封闭，导致地下水通道汽、水交替环境改变，引起气爆、吸虹、潜蚀作业，造成塌陷的产生。 2、合理利用岩溶顶板、岩溶石柱、岩溶坡面岩石承载能力。 3、在压缩层深度范围内岩溶发育构成对地基沉降不良影响时，采用灌浆固化及填充。 4、在落水洞分布较多的地段，应尽量避免降水施工，因水力梯度的突变，可能造成地面沉陷的产生，威胁地面建（构）筑物安全。 三、指导方案针对各个溶洞的不同发育特点及岩溶水系的情况，遵循指导原则，逐个的进行各个溶洞的处理。 1、对于可见的发育简单的干溶洞，一般采用干砌片石或浆砌片石分层填筑填塞。 2、位于挖方路段的溶洞结合挖方清淤，再用浆砌片石分层砌筑，其上加盖钢筋砼盖板方案。 填方路段先将溶洞内软弱土清除干净后，填砌浆砌片石或干砌片石，其上加盖钢筋混凝土盖板后再进行路基的填筑。 3、对于处理面积较大且地下水丰富的溶洞，除应先清除洞内软弱土，干砌片石填塞其上加盖钢筋混凝土盖板后，还需预留专门的出气排水口。 处理范围应扩大至表部岩溶界线处。 4、对于在路基范围内成水平方向发育的溶洞、溶沟，炸落洞体补填碎石填平洞体，浅部采用干砌片石填塞，深部灌注水泥浆固结。 5、对于那些有排洪泄水功能的溶洞，在采用干砌片石或浆砌片石填塞，其上加盖钢筋砼盖板后，应合理的引导原有水系的排泄，可采用增设排水沟及截水沟的形式，维持原有水系的畅通。 四、主要项目施工工艺 1、清理、干砌片石首先对溶洞上的表层土进行清理，如清理后溶洞口上有块石，则采用爆破的方法对该部分块石进行爆破、肢解再清理运出；溶洞内的填充物采用人工进行清除外运。 处理好溶洞内部后再用干砌片石从溶洞底砌至洞口顶面。 干砌时，片石大面朝下，摆放平稳，空隙用小石子填塞。 严格控制每层厚度在3040cm，上下层错开。 2、浆砌片石2.1石料采用抗压强度不低于30Mpa，厚度不小于15厘米的片石，砌筑时敲除其尖锐突出部分，大面朝下，放置平稳，用小石块填塞空隙，分层错缝搭迭砌筑。 2.2砌筑砂浆采用M7.5水泥砂浆，上、下层竖缝应错开。 2.3砌体应分层砌筑，采用座浆法砌筑。 3、钢筋混凝土盖板钢筋混凝土盖板的尺寸根据溶洞顶口的口径及其上所承受荷载篇二作业指导书岩溶注浆怀邵衡铁路站前工程HSHZQ-1标路基工程编号岩溶注浆施工作业指导书编制审核批准中国铁建大桥工程局集团有限公司怀邵衡铁路项目经理部岩溶注浆施工作业指导书 一、概述1.1岩溶路基注浆，原则上以封闭土石界面处压浆封堵，固化浅部岩溶（溶洞、溶蚀裂隙等）和地下水侵蚀作用形成的土洞，充填土中孔隙，形成水平帷幕封堵地下水通道，隔断地下水通道，隔断地下水活动对持力层的影响；根据先导勘探孔揭示岩溶发育情况，加固深度由探灌结合孔确定一般为岩土界面以下5m，即孔深钻入基岩5m，若施工中如遇溶洞,孔深至溶洞底板下2.0m。 1.2路堤地段注浆孔布置采用正方形布置，孔间距6.0m（横断面方向从路基面中心向两侧布置），加固范围至路堤坡脚外不小于5.0m；路堑地段注浆孔布置采用长方形布置，线路方向孔间距6.0m，双线路基横断面方向布置4孔、单线路基横断面方向布置3孔，具体布置形式见大样图，加固范围不小于侧沟平台外边缘。 1.3岩溶地基处理前，利用探灌结合选取钻孔总数的30%作为先导勘探孔，进一步探明岩溶发育情况，以确定合理的岩溶地基处理相关参数和施工工艺。 1.4注浆水泥采用PO42.5水泥，水玻璃3843Be，模数2.43.0。 水泥浆液水灰比为0.8:11:1。 若遇空的岩溶通道、较大溶洞或裂隙处，视具体情况先灌注中粗砂或稀的水泥砂浆对溶蚀腔体进行充填，再采用水泥浆液或双液注浆，全充填溶洞一般采用单液注浆。 如遇地下水侵蚀性时，应采用抗侵蚀性措施，并符合相关施工规范要求。 1.5注浆压力，黏土层控制在100300kpa，卵石土层控制在100200kpa，灰岩控制在200800kpa范围，注浆压力视注浆方法、注浆段深度和地下水位而定，并针对注浆过程中出现的情况随时调整压力。 本作业指导书适用于新建怀邵衡铁路站前工程HSHZQ-1标段岩溶注浆施工。 二、岩溶注浆施工工艺2.1工艺流程图岩溶注浆施工工艺流程图2.2工艺说明2.2.1工艺原理怀邵衡铁路怀化至衡阳段一标段线路路基基底岩溶较发育,地下水位随季节变化特别是雨季,地下水上下波动急骤,在潜蚀、真空抽吸等作用下,易形成土洞,并发展成坍陷；或由于填筑路堤等原因增加荷载而使溶洞顶板产生坍陷等。 坍陷危及路基稳定,影响行车安全,需进行岩溶注浆加固处理。 覆盖型岩溶路基注浆，原则上以封闭土、石界面，形成隔水帷幕，阻隔上层滞水与岩溶水的联系。 2.2.2施工工艺 （1）施工准备熟悉各岩溶注浆工点工程概况，提前作好施工方案、岩溶注浆孔位布置平面图、施工技术交底等技术工作。 场地平整路堑段为设计路肩标高，路堤段为设计基底标高以上50cm；设置必要的排水坡和四周的排水沟，形成有组织排水，防止地表水下渗。 测量放线根据岩溶注浆孔位平面布置图，对各孔位进行放样，并测量、记录对应的孔口地面高程。 根据设计图纸要求，埋设好沉降观测桩，施工期间进行沉降观测。 接通施工用水、电，钻机试运行，确保设备能正常开钻；准备注浆用的水泥、砂、水玻璃、粉煤灰，进场原材料进行检验；检测所有注浆设备状态，确保设备能正常运转，合理设置水泥棚和搅拌站及附属设施；对现场操作人员进行技术交底、岗前培训。 （2）先导勘探孔钻进根据探灌相结合的原则，钻孔分为先导勘探孔和一般注浆孔，首先施钻30的先导勘探孔，待试验段先导勘探孔完成后，资料，上报设计单位和监理，确定相关注浆深度与范围。 钻进土层和岩层部分均采用水钻进行成孔。 A.土层钻孔采用108钻头钻进，每一回次钻完后，取出土芯，摆放整齐，并用标签记录不同土层的深度。 全孔采用110套管，护壁套管露出地面0.20.5米。 B.岩层钻孔:基岩面以下采用91钻头，钻孔过程中均取出岩芯，摆放整齐，用小标签记录不同岩性和溶洞的深度。 钻至设计深度后，用对钻孔进行清洗，清孔时间不少于20min。 钻孔完成后，由地质编录员及时对岩芯进行编录，分层记录不同土层和岩层的深度，岩溶发育的情况以及地下水位的深度。 钻孔过程中,监理工程师旁站记录地质变化情况。 采用水泥砂浆对注浆套管进行固定。 （3）注浆前注水试验选取代表性孔进行注水试验，确定注浆前单位长度吸水量。 （4）注浆在套管上安置盘混合器(法兰盘)，调试注浆机，对管路进行试压、检查管路、接头的连接、密封质量，接好压力表，作好注浆准备。 注水试验完成后，开始注浆。 如遇岩溶通道、较大溶洞和裂隙处视情况充填中粗砂、水泥砂浆等。 如有岩溶发育但吸浆量少或不进浆时，先采用高压清水洗孔或钻机清孔后疏通岩溶裂隙通道，再注浆。 对溶洞内有充填物的注浆孔或者对注浆质量怀疑的注浆孔在注浆完成12小时后采用钻机进行清孔再注浆，确保浆液已至溶洞下限或满足设计注浆量和注浆结束条件。 （5）封孔注浆结束后，经质检工程师检查，通知监理工程师检查确认终孔条件。 卸下法兰盘、拔出套管，回填C15混凝土封孔，捣鼓密实，并作好孔口标记。 （6）一般注浆孔钻进与注浆先导勘探孔施工完毕后，对一般注浆孔进行钻孔、注浆施工及封孔。 （7）注浆效果检测注浆后通过物探、钻芯、水压试验法检测处理效果。 注水试验在注水试验前，量测孔内稳定水位后，进行孔内定量注水，观测单位长度吸水量变化幅度，注浆后试验的单位长度吸水量应小于注浆前吸水量的35%，即可判定达到注浆效果。 综合物探检测遵循铁路工程物理勘探规程(TB10013-xx)钻孔检查，检查孔数为5，根据取芯浆液充填情况直观判断注浆效果。 三、材料机械设备人员配置3.1材料及机械设备 （1）水泥选用PO42.5袋装普通硅酸盐水泥； （2）水玻璃采用3843Be,模数2.43.0； （3）砂采用中粗砂； （4）XY-100地质钻机； （5）工作压力为2MPa的注浆机；篇三基础实验指导书拉伸实验拉伸是材料力学最基本的实验，通过拉伸可以测定出材料一些基本的力学性能参数，如弹性模量、强度、塑性等。 一实验目的1.用引伸计测定塑性材料的弹性模量；2.测定塑性材料的上下屈服强度ReH，ReL、抗拉强度m、断后伸长率和截面收缩率；3.4.5.6.测定脆性材料的抗拉强度m；观察和分析上述两种材料在拉伸过程中的各种现象，并比较它们力学性质的差异；绘制两种材料的应力-伸长率曲线；了解Zwick电子万能材料试验机的构造和工作原理，掌握其使用方法。 二实验仪器、设备Zwick万能材料试验机，引伸计，力传感器，位移传感器、游标卡尺等。 Zwick万能材料试验机结构图试件最常见的拉伸试件的截面是圆形和矩形，如图1-1a、b所示。 夹持过渡(a)(b)图1-1试件的截面形式试样分为夹持部分、过渡部分和待测部分（l）。 标距（l0）是待测部分的主体，其截面积为S0。 按标距（l0）与其截面积（S0）之间的关系，拉伸试样可分为比例试样和非比例试样。 按国家标准GB228-xx的规定，比例试样的有关尺寸如下表1-1。 三实验原理（一）塑性材料弹性模量的测试在弹性范围内大多数材料服从虎克定律，即变形与受力成正比。 纵向应力与纵向应变的比例常数就是材料的弹性模量E，也叫杨氏模量。 因此金属材料拉伸时弹性模量E地测定是材料力学最主要最基本的一个实验。 测定材料弹性模量E一般采用比例极限内的拉伸试验，材料在比例极限内服从虎克定律，其荷载与变形关系为?L?FL0ES0若已知载荷F及试件尺寸，只要测得试件伸长L或纵向应变即可得出弹性模量E。 E?本实验采用引伸计在试样予拉后，弹性阶段初夹持在试样的中部，过弹性阶段或屈服阶段，弹性模量E测毕取下，其中塑性材料的拉伸实验不间断。 （二）塑性材料的拉伸（低碳钢）实验原理如图1-2a所示，首先，实验各参数的设置由PC传送给测控中心后开始实验，拉伸时，力传感器和引伸计分别通过两个通道将式样所受的载荷和变形连接到测控中心，经相关程序计算后，再在PC机上显示出各相关实验结果。 1-2a拉伸实验原理图1-2b所示是典型的低碳钢拉伸图。 当试样开始受力时，因夹持力较小，其夹持部分在夹头内有滑动，故图中开始阶段的曲线斜率较小，它并不反映真实的载荷变形关系；载荷加大后，滑动消失，材料的拉伸进入弹性阶段。 应力?FL0?F1?.?(?L)S0S0?Re1-2b典型的低碳钢拉伸图低碳钢的屈服阶段通常为较为水平的锯齿状（图中的B-C段），与最高载荷B对应的应力称上屈服极限，由于它受变形速度等因素的影响较大，一般不作为材料的强度指标；同样，屈服后第一次下降的最低点也不作为材料的强度指标。 除此之外的其它最低点中的最小值（B点）作为屈服强度ReL FSLReL=S0当屈服阶段结束后（C点），继续加载，载荷变形曲线开始上升，材料进入强化阶段。 若在这一阶段的某一点（如D点）卸载至零，则可以得到一条与比例阶段曲线基本平行的卸载曲线。 此时立即再加载，则加载曲线沿原卸载曲线上升到D点，以后的曲线基本与未经卸载的曲线重合。 可见经过加载、卸载这一过程后，材料的比例极限和屈服极限提高了，而延伸率降低了，这就是冷作硬化。 随着载荷的继续加大，拉伸曲线上升的幅度逐渐减小，当达到最大值（E点）m后，试样的某一局部开始出现颈缩，而且发展很快，载荷也随之下降，迅速到达F点后，试样断裂。 材料的强度极限m为Fmm=S0当载荷超过弹性极限时，就会产生塑性变形。 金属的塑性变形主要是材料晶面产生了滑移，是剪应力引起的。 描述材料塑性的指标主要有材料断裂后的延伸率和截面收缩率来表示。 lu?l0?100%l0伸长率S?SuZ?0?100%S0截面收缩率A?式中l 0、lu和S 0、Su分别是断裂前后的试样标距的长度和截面积。 Lu可用下述方法测定直接法如断口到最近的标距端点的距离大于l0/3，则直接测量两标距端点间的长度为lu；移位法如断口到最近的标距端点的距离小于l0/3，如图1-3所示在较长段上，从断口处O起取基本短段的格数，得到B点，所余格数若为偶数，则取其一半，得到C点；若为奇数，则分别取其加1和减1的一半，得到C、C1点，那么移位后的lu分别为lu=AO+OB+2BC，lu=AO+OB+BC+BC1。 A OBC D(a)A OBCCD1(b)四实验步骤（一）塑性材料的拉伸（圆形截面低碳钢）1确定标距根据表1-1的规定，选择适当的标距（这里以10d作为标距l0），并测量l0的实际值。 为了便于测量lu，将标距均分为若干格，如10格。 2试样的测量用游标卡尺在试样标距的两端和中央的三个截面上测量直径，每个截面在互相垂直的两个方向各测一次，取其平均值，并用三个平均值中最小者作为计算截面积的直径d，并计算出S0值。 3仪器设备的准备根据材料的强度极限m和截面积S0估算最大载荷值Fmax，根据Fmax选择试验机合适的档位，并调零；同时调整好试验机的自动绘图装置。 4安装试件试件先安装在试验机的上夹头内，再移动下夹头，使其达到适当的位置，并把试件下端夹紧。 5试加载、卸载。 注意试加载值不能超过比例极限。 6测试ZWICK万能材料实验机操作步骤1.打开主机电源2.静候数秒，以待机器系统检测3.打开TestXpert测试软件，选取相应测试程序（或直接在电脑桌面上双击程序图标）4.按主机“ON”按钮，以使主机与程序相连5.顺利后，点击“LE”图标以使夹具恢复到设定值6.用游标卡尺测量试样尺寸，并输入7.摆放试样于试样台，用夹具夹持试样一端8.点击“Force0”图标，以使力值清零9.用夹具夹持试样另一端10.点击“Start”图标，开始测试11.弹出试样尺寸确认框，点击“OK”12.测试终止后，取出试样13.按“LE”按钮，使横梁自动恢复到初始位置，程序自动计算测试结果并作出图表14.开始下一次测试15.所有测试结束后，点击“Protocol”图标，输入测试报告台头16.点击“Print”图标，打印测试报告17.保存测试结果文件，另存为*.zse格式的文件18.退出程序19.关闭主机电源，清理工作台20将断裂试件的两断口对齐并尽量靠紧，测量断裂后标距段的长度lu；测量断口颈缩处的直径du，计算断口处的横截面积Su。 7实验结果见打印。 （二）脆性材料的拉伸（圆形截面铸铁）铸铁等脆性材料拉伸时的载荷变形曲线不象低碳钢拉伸那样明显地分为弹性、屈服、颈缩和断裂四个阶段，而是一根接近直线的曲线，且载荷没有下降段。 它是在非常小的变形下突然断裂的，断裂后几乎不到残余变形。 因此，测试它的ReL、A、Z就没有实际意义，只要测定它的强度极限m就可以了。 实验前测定铸铁试件的横截面积S0，然后在试验机上缓慢加载，直到试件断裂，记录其最大载荷Fm，求出其强度极限m。 五.讨论与思考1.当断口到最近的标距端点的距离小于l0/3时，为什么要采取移位的方法来计算lu？2.用同样材料制成的长、短比例试件，其拉伸试验的屈服强度、伸长率、截面收缩率和强度极限都相同吗？3.观察铸铁和低碳钢在拉伸时的断口位置，为什么铸铁大都断在根部？4.比较铸铁和低碳钢在拉伸时的力学性能。 篇四大学物理实验指导书(电子版)大学物理实验指导书(电子版)上海海运学院xx.05目录绪论3实验数据的处理方法7实验一.长度的测量9实验二.测量钢丝杨氏模量11实验三.扭摆法测定物体转动惯量13实验四.空气比热容比测定实验17实验五.线膨胀系数测定18实验六.常用电学仪器的使用-19实验七.惠斯登电桥测电阻22实验八.电位差计测电动势24实验九.电表改装26实验十.示波器的使用28实验十一.等厚干涉的应用31实验十二.用光栅测定光波的波长33实验十三.旋转液体物体特性测量34实验十四.波尔共振36实验十五.用梁的弯曲测量材料的杨氏模量38实验十六.仿真实验偏振光的研究39实验十七.光纤传输技术42实验十八.激光全息照相44实验十九.迈克尔逊干涉仪的应用46实验二十.光拍法测量光速49实验二十一.光电效应52实验二十二.霍尔效应及其应用55实验二十三.荷质比实验58实验二十四.金属电子逸出功实验62实验二十五.声速测量66实验二十六.夫兰克赫兹实验69实验二十七.密立根油滴实验73实验二十八.多量程直流电表的设计77绪论早在五十年代，我国物学家钱三强就指出今天的科学技术发展可以概括为“科学技术化和技术的科学化”，也就是说科学和技术关系越来越密切，科学与技术相互渗透。 因此教育界普遍关心的问题，不仅是工艺和设计程序的传授而应把重点放在创造精神和研究能力的培养上。 为此，必须注意和加强学生实验技能的培养和训练。 加强实验技能的培养，不是一门普通物理实验课所能完成的，各种实验技术都是一门专门的学问，但是任何复杂的实验工作总离不开基本物理量的测量。 一物理实验课的任务主要有下述三个方面1.对学生进行实验基本知识、方法、技能技巧方面的培养的训练。 要求学生掌握一些常用物理量的测量方法，基本上具备观察现象测量数据。 处理和分析结果到完整地写出实验报告的能力。 2.在实验中通过自己动手、观察、测量、分析、更深入理解物理理论。 3.培养严肃认真、实事求是的科学作风和爱护国家财产、遵守纪律的优良品德。 二测量与误差1.基本概念测量可分为直接测量与间接测量两种。 直接测量就是用量具或电表直接与被测之量比较所得的量。 间接测量就是测出与待测量有一定关系的诸量，然后计算出该待测量。 一个物理量在客观上有着确定的数值成为真值。 测量值与真值之间的差别称为误差。 误差按其产生原因与性质分为两类系统误差产生系统误差的主要原因仪器、测量方法和计算方法的不完善。 偶然误差产生偶然误差的主要原因人的感觉器官的限制及实验环境等干扰。 偶然误差的出现服从统计规律，因此通过多次测量求平均值的方法可以减小偶然误差。 粗大误差明显超出规定条件下预期的误差。 实验中尽量避免。 2不确定度测量不确定度是表征被测量量的真值以一定的概率落在某一个量值范围内的不肯定程度的一个估算。 一般用U表示。 不确定度分类A类不确定度统计分析方法评定，记作UA；B类不确定度非统计分析方法评定，记作UB；合成不确定度将A类不确定度和B类不确定度用一定规则合成，常用公式U?A?UB。 3直接测量结果的不确定度计算对某个物理量测量几次，每次测量结果分别为l1,l2,l3.li,.ln，求出算术平均值l?求标准偏差?l?l i?1n in贝塞尔公式?l?A类不确定度UA?l?l?ii?1n2n?a UA?tn?l（系数tn?1tn查书本第六页表1）注测量次数6到10次时B类不确定度UB UB?仪（?仪查书本第七页表2）合成不确定度Ul?A?UB结果表示l?l?Ul不确定度与测量结果平均值之比称为相对不确定度。 E?Ull?100%4间接测量的不确定度计算设N?f(x,y,z?)，则不确定度传递公式?f?2?f?2?f?2UN?Ux?y?Uy?z?Uz?x?U结果表示N?N?UNEN?N?100%N三有效数字及其运算1.什么叫有效数字？在测量和计算时，正确而有效地表示测量和运算结果的数字，称为有效数字。 它由若干位可靠数加一位估计数构成。 2.处理有效数字时应注意几点凡数字后面的“0”是有效数字；在数字前面的“0”不是有效数字；有效数