岩土工程测试实习报告

2011 20122011 2012 学年第二学期学年第二学期 岩土工程测试技术实习报告岩土工程测试技术实习报告 系系 别 别 土木工程学院土木工程学院 班班 级 级 岩土岩土 09 309 3 班班 学学 号 号 姓姓 名 名 指导老师 指导老师 秦莞臻秦莞臻 任连伟 严芙蓉 任连伟 严芙蓉 成成 绩 绩 2 目录目录 一一 前言前言 二二 实习性质 目的及要求实习性质 目的及要求 三三 实习安排实习安排 四四 实习主要内容实习主要内容 五五 实习总结和感想实习总结和感想 六六 对本次实习的意见与建议对本次实习的意见与建议 一一 前言前言 岩土工程原位测试是岩土工程勘察与地基评价中的重要手段之一 是利用一定的试验手段在天然状态 天然应力 天然结构和天然含水量 下 测试岩土的反应或一些特定的物理 力学指标 进而依据理论分析或 经验公式评定岩土的功能性能和状态 原位测试技术是岩土工程的一个重 要分支 它不仅是岩土工程勘察的重要组成部分和获得岩土体设计参数的 重要手段 而且是岩土工程施工质量检验的主要手段 并可用于施工过程 中岩土体物理 力学性质及状态变化的检测 岩土测试的目的在于获得有代表性的 能够反映岩土体现场实际下的 岩土参数 认识岩土体的空间分布特征和物理力学特性 为岩土工程设计 和治理提供工程设计参数 这些参数包括 1 岩土体的空间分布几何参数 如土层厚度 2 岩土体的物理参数和状态参数 如土的容重和颗粒土的密实度 3 岩土体原位初始应力状态和应力历史参数 如静止侧压力系数 和超固结比 4 岩土体的强度参数 如粘性土的不排水抗剪强度 5 岩土体的变形性质参数 如土的变形模量 6 岩土体的渗透性质参数 如固结参数和渗透参数 除了获得被测试岩土体的物理力学性质和渗透性质参数外 原位测试 的试验结果还可以直接应用于岩土工程实践 笼统地讲 原位测试可以用 于以下几方面 1 浅基础的设计 包括地基承载力的确定和进行浅基础的沉降计 算 2 深基础的设计 主要用于单桩竖向承载力和水平向承载力计算 3 砂性土地基的液化评价 4 地基加固效果监测与评价 5 土质边坡滑动面的确定 各种原位测试的方法都有各自的适用性 表现在一些原位测试手段只 适用于一定的地基条件 并且在评价岩土体的某一工程性能参数时有些能 直接测定 而有些参数只能通过经验积累间接估算 并且每一种原位测试 方法都有它的侧重面 也就是主要用来测定某一个参数 所以在实际选择 原位测试方法时应合理的选择 发挥现有仪器的最大性能 尽量减少试验 结果测量对象真实性质 性能和参数的差别 对每个原位测试方法的原理 清晰 技术要点具体可行 理论与实践相结合 对各种原位测试技术的适 用范围有所界定 这是作为一个工程地质工作者应具备的能力 二二 实习性质 目的及要求实习性质 目的及要求 一 实习性质 一 实习性质 勘查技术与工程专业岩土工程测试实习是在理论教学基础上进行的室 外实践教学活动 二 实习目的 二 实习目的 实习的目的与任务是培养学生从事岩土工程测试等方面的初步实践能 力和编写测试分析报告的初步能力 通过实践教学活动可使学生对课堂上 所学的岩土测试基础理论 基本原理通过感性认识加深理解 同时进行基 本功训练 使学生掌握各种地质条件下岩土测试的基本工作方法和操作技 能 为后续相关课程学习打下良好基础 全面培养学生的观察能力 动手 能力 实践能力以及综合分析和解决问题的能力 通过野外艰苦训练 加 强对学生素质的教育 逐步实现从知识灌输型向智能型教学方针的转变 三 实习要求 三 实习要求 1 学生在实习过程中 必须服从有关技术人员和指导教师的指挥 认真听取讲解 并做好笔记 包括必要的附图 及时消化所实习的内容 2 学生在实习教学过程中 应虚心向工程技术人员学习 要有礼貌 3 实习过程中 必须注意往返途中交通安全以及人身安全 遵守实 习单位现场有关安全方面的规定 实习期间 学生因违反实习纪律和安全 规则造成自身伤害的由学生本人负责 造成他人伤害和国家的经济损失 由学生本人及家长承担相应的经济和法律责任 4 实习工程中不允许无故请假 旷课和早退 对违反纪律者 视其情 节严重者 分别给予实习成绩降级 取消实习资格等处罚 三三 实习安排实习安排 第第 1717 周周 星期一 实习动员 发放实习资料 实验室认识仪器 星期二 现场静力触探试验 现场动力触探试验 星期三 现场十字板剪切试验 现场扁铲侧胀试验 星期四 现场基桩动测仪 星期五 试验数据计算 分析 整理 编写实习报告 四四 实习主要内容实习主要内容 实习前的培训与指导 实习前的培训与指导 2012 年 6 月 13 日 也就是实习的前一天 由秦莞臻老师为我们进行 实习前的培训和指导 这次培训的主要内包括以下四个方面的内容 一 载荷试验 一 载荷试验 载荷试验 Plate Load Text 简称 PLT 是在现场用一个刚性承 压板逐级加荷 测定天然地基 单桩或复合地基的沉降随荷载的变化 借以确定它们承载能力的现场试验 载荷试验的承压板的形式和设置深 度可以不同 根据承压板的设置深度及特点 可分为浅层 深层平板载 荷试验和螺旋板载荷试验 其中浅层平板载荷试验适用于浅层地基土 深层平板载荷试验适用于埋深等于或大于 3 0m 和地下水位以上的地基土 螺旋板载荷试验适用于深层地基或地下水位以下的土层 浅层平板载荷试验是在现场用一定面积的刚性承压板逐级加荷 测 定天然埋藏条件下浅层地基沉降随荷载而变化的现场试验 用以评价承 压板下应力影响范围内岩土的强度和变形特性 深层平板载荷试验可用 于确定深部地基土层及大直径桩桩端土层在承压板应力主要影响范围内 的承载力 螺旋板载荷试验是将一螺旋形承压板旋入地下试验深度 通 过传力杆对螺旋板施加荷载 观测螺旋板的沉降 以获得载荷 沉降 时 间关系 然后根据理论公式或经验关系式获得地基土参数的一种现场测 试技术 载荷试验的试验设备主要由承压板 加荷系统 反力系统和量 测系统四部分组成 载荷试验可用于以下目的 1 确定地基土的比例界限压力 极限压力 为评定地基土的承载 力提供依据 2 确定地基土的变形模量 3 估算地基土的不排水抗剪强度 4 确定地基土的基床系数 二 静力触探试验 二 静力触探试验 静力触探试验 Static Cone Penetration Text 简称 CPT 是利 用准静力以恒定的贯入速率将一定规格和形状的圆锥探头通过一系列探杆 压入土中 同时测记贯入过程中探头所受到的阻力 根据测得的贯入阻力 大小来间接判定土的物理力学性质的现场试验方法 静力触探试验适用于软土 粘性土 粉土 砂性土和含有少量碎石 的土层 与传统的钻探方法相比静力触探试验具有速度快 劳动强度低 清洁 经济等优点 而且可连续获得地层的强度和其他方面的信息 不受 取样扰动等人为因素的影响 这对于地基土在竖向变化比较复杂 而用其 他常规勘探试验手段不可能大密度取土或测试来查明土层变化 对于在饱 和砂土 砂质粉土及高灵敏度性软土中的钻探取样往往不易达到技术要求 或者无法取样的情况 静力触探试验均具有它独特的优越性 但是 静力 触探试验中不能对土进行直接的观察 鉴别 而且不适用于含较多碎石 砾石的土层和很密实的沙层 1 野外测试的关键步骤 a 布孔位 平整场地 b 安装触探机 并调平机座 为使贯入压力保持垂直方向 把机 座与反力装置衔接 c 将探头 测量电缆 探杆连接起来 并检查测量仪表 并调零 d 将连着探杆的探头压入地下 同时记录深度值和测量仪表的数据 e 在预定位置做孔压消散测试 f 停止贯入 g 记录超孔压随时间的消散过程 2 技术要求 1 触探机就位后 应调平机座 使用水平尺校准 使贯入压力保持 竖直方向 并使机座与反力装置衔接 锁定 2 一般触探试验中 使布置的触探孔距原有钻孔至少 2m 3 触探主机应以轴向压力将探杆压入 对于前 5m 的探杆 弯曲度不 得大于 0 05 后续探杆的弯曲度 在触探深度小于 10m 不得大于 0 2 深度大于 10m 时 不得大于 0 1 4 触探机的贯入速率应控制在 1 2cm s 一般为 2cm s 使用手摇式 触探机时 手把转速应力求均匀 5 使用记读式仪器 每贯入 0 1m 或 0 2m 应记录一次读数 6 在地下水埋藏较深的地区使用探头触探时 应先使用外径不小于 孔压探头的单或双桥探头开孔至地下水位以下 而后向孔内注水与地面平 再换用孔压探头触探 7 使用孔压探头时 在整个贯入过程中不得提升探头 8 当在预定深度进行孔压消散试验时 应从探头停止贯入之时起 用秒表记时 9 当移位于第二个孔时 应对孔压探头的应变腔和滤水器重新进行 脱气处理 3 试验的终止 遇下列情况时应终止静力触探试验的贯入 a 要求的贯入长度或深度已经达到 b 圆锥触探仪的倾斜度已经超过了量程范围 c 触探主机负荷达到其额定荷载的 120 时 d 贯入时探杆出现明显弯曲 e 反力装置失效 f 探头负荷达到额定荷载时 g 记录仪器显示异常 4 CLD 3 静力触探仪技术参数 CLD 3 静力触探仪主机架 1 台 记录仪 1 台 探杆 20 米 单桥探头 1 只 四芯屛蔽电缆线 30 米 地锚 2 根山型板 1 只 卡快 1 只 加力杆 2 支 地锚压铁 2 付 地锚肖 6 只 导向套 2 付 等其余配套件工具全部供 给 CLD 3 静力触探仪主要参数 贯入力 2 吨 3 吨 贯入速度 0 8 1 2 米 分 贯入探头 10cm2 测量仪表 人工记录仪或自动记录静探微机 整机重量 160 公斤 静力触探仪适用于在一般粘性土 软土 黄土和密砂土地区的土木建筑工 程 市政 公路 工程地基土原位测试 用于查明地层在垂直和水平方向 的变化 进行力学分层 根据静力触探 包括孔压静力触探试验结果 结合地区经验 可以用于以 下目的 1 可用于土类定名 并划分土层的界面 2 评定地基土的物理 力学 渗透性质的相关参数 3 确定地基承载力 4 确定单桩极限承载力 5 判定地基土液化的可能性 三 标准贯入试验 三 标准贯入试验 标准贯入试验 Standard Penetration Text 简称 SPT 是一种 在现场用 63 5kg 的穿心锤 以 76cm 的距离自由落下 将一定规格的带 有小型取土筒的标准贯入器打入土中 记录打入 30cm 的锤击数 即标准 贯入数 N 并以此评价土的工程性质的原位测试 标准贯入试验实际上仍属于动力触探范畴 所不同的是 其贯入器 不是圆锥探头 而是标准规格的圆筒形探头 有两个半圆筒合成的取土 器 通过标准贯入试验 从贯入器中可以取得该试验深度的土样 可对 土层进行直接观察 利用扰动土样可以进行鉴别土类的有关试验 标准 贯入试验操作简单 地层适应性广 对不宜钻探取样的砂土和砂质粉土 尤为适用 当土中含有较大碎石时使用受限制 标准贯入试验的缺点是 离散性比较大 故只能粗略的评定土的工程性质 标准贯入试验须与钻探配合 以钻机设备为基础 按以下技术要求 和试验步骤进行 1 标准贯入试验孔采用回转钻进 并保持孔内水位略高于地下水 水位 2 先钻进至需要进行标准贯入试验位置的土层标高以上 15cm 处 清孔后换用标准贯入器 并量的深度尺寸 3 采用自动脱钩的自由锤击法进行标准贯入试验 并减少导向杆 与锤之间的摩擦阻力 试验过程中应避免锤击时偏心和晃动 保持贯入器 探杆 导向杆连接后的垂直度 4 将贯入器垂直打入试验土层中 锤击速率应小于 30 击 min 先打入 15cm 不计锤击数 继续贯入土中 30cm 记录其锤击数 此击数即 为标准贯入击数 N 5 提出贯入器 将贯入器中土样取出进行鉴别描述 并记录 然 后换以钻具继续钻进 至下一需要进行试验的深度 再重复上述操作 一 般每隔 1 0 2 0m 进行一次试验 6 在不能保持孔壁稳定的钻孔中进行试验时 应下套管以保护孔 壁稳定或采用泥浆进行护壁 利用标准贯入试验指标 N 并结合地区经验 可用于如下目的 1 评价地基土的物理状态 2 评价地基土的力学性能参数 3 计算天然地基的承载力 4 计算单桩的极限承载力及对场地成桩的可能性做出评价 5 评价场地砂土和粉土的液化可能性及等级 四 圆锥动力触探试验 四 圆锥动力触探试验 圆锥动力触探试验 Dynamic Penetration Test 简称 DPT 是利 用一定的锤击能量 将一定规格的圆锥探头打入土中 根据打入土中的难 易程度 贯入阻力或贯入一定深度的锤击数 来判别土的性质的一种现场 测试方法 圆锥动力触探试验按锤击能量的不同 划分为轻型 重型和超 重型三种 在工程试验中 应根据土层的类型和试验土层的坚硬与密实程 度来选择不同类型的试验设备 圆锥动力触探的类型 类型轻型重型超重型 锤的质量 kg 1063 5120 落 锤 落距 cm 5076100 直径 mm 407474 探 头锥角 606060 探杆直径 mm 254250 60 指标贯入 30cm 的锤 击数N10 贯入 10cm 的锤 击数N63 5 贯入 10cm 的锤 击数N120 试验技术要求 一 轻型动力触探 1 先用轻便钻具钻至试验土层标高以上 0 3m 处 然后对土层进行 连续触探 记录每打入 0 30m 所需的锤击数 2 试验时 将 10kg 的穿心锤提升 0 50 0 02m 锤击频率控制在 15 30 击 min 3 如需取样 则需把触探杆拔出 换钻头进行取样 4 用于触探深度小于 4m 的土层 二 重型 超重型动力触探 1 试验前将触探架安装平稳 使触探保持垂直地进行 垂直度的 最大偏差不得超过 2 2 贯入时应使 63 5kg 穿心锤自由落下 地面上的触探杆的高度不 宜过高 不超过 1 5m 以免倾斜与摆动太大 3 锤击速率宜为每分钟 15 30 击 4 及时记录每贯入 0 10m 所需的锤击数 每贯入 1m 转动探杆一圈 半 深度超过 10m 每贯入 20cm 转动探杆一次 以减少探杆的摩擦 5 对于一般砂 圆砾和卵石 触探深度不宜超过 12 15m 超过该 深度时 需考虑触探杆的侧壁摩阻的影响 6 每贯入 0 1m 所需锤击数连续三次超过 50 击时 应停止试验 触探试验深度 1 16m 根据圆锥动力触探试验指标 可以用于下列目的 1 进行地基土的力学分层 2 定性地评价地基土的均匀性和物理性质 状态 密实度 3 查明土洞 滑动面 软硬土层界面的位置 利用圆锥动力触探实验成果 并通过建立地区经验 可以用于 1 评定地基土的强度和变形参数 2 评定天然地基的承载力 3 估算单桩承载力 圆锥动力触探的试验数据通常以打入土中一定深度的锤击数表示 也可用动力贯入阻力表示 圆锥动力触探可适应于不同的土类 设备相对 简单 操作方便 适应性广 并有连续贯入的特性 但试验的误差较大 再现性较差 五 现场直接剪切试验 五 现场直接剪切试验 岩体强度是指岩体抵抗外力破坏的能力 通常所说的岩体强度是指岩 体的抗剪强度 即岩体抵抗剪切破坏的能力 也就是说 岩体在任一法向 应力作用下 剪切破坏时所能抵抗的最大剪应力值 称为该剪切面在此法 向应力下的抗剪强度 现场直接剪切试验可分为 岩体本身 岩体沿软弱结构面和岩体与混 凝土接触面的直剪试验三类 每类实验可细分为 试体在法向应力作用下 沿剪切面剪切破坏时的抗剪断试验 试体剪断后沿剪切面继续剪切的抗剪 试验 也称摩擦试验 即法向应力为零时对试体进行剪切的抗剪试验 1 岩体本身剪切试验 岩体本身剪切试验是为测定在外力作用下 岩体本身的抗剪强度和变 形的试验 为验算坝基 坝肩 岩质边坡及地下硐室围岩等岩体本身可能 发生剪切失稳时 可采用本试验方法 2 岩体沿结构面直剪试验 岩体沿结构面直剪试验是测定岩体沿结构面的抗剪强度和变形的试验 是为评价坝基 坝肩 岩质边坡及硐室围岩可能沿结构面产生滑动失稳时 所采用的试验方法 3 混凝土与岩体直剪试验 混凝土与岩体直剪试验是为测定现场混凝土与岩体之间的抗剪强度和 变形特性所进行的试验 为评价建筑物沿基岩接触面可能发生剪切破坏 校核其抗滑稳定性时可采用此项试验 五五 实习的收获与体会实习的收获与体会 通过为期一周的岩土工程原位测试技术的实习 在这短短的五天时间 内 我了解与学到很多专业技术 还学到了很多在课堂上学不到的东西 有老师的经验 有对工程的直观认识 有工人师傅的建议和忠告 这些 都是不能在课堂上所能获得的 只有站在前人的肩膀上才能看的更远 用 这句话来概括我们土木这一行的工作方法似乎更为贴切 因为对我们来说 实践经验和理论技能都占有不可替代的地位 理论技能需要不断的更新和 完善 而这个完善的过程则需要一代又一土木工程师的经验交流和传递才 能够完成 然后对工程作出更加合理的处理 没有最好的方案 只有最合 适的方案 自从我选择了岩土方向之后就注定我要与岩石 土打交道 可 是上天容易下地难 要想