不良地质现象的工程地质问题.ppt

岩土工程系课件系列，工程地质，土木工程系，天津城市建设学院，工程地质，目录，7。工程地质原位测试、工程地质测试方法、实验室测试、原位测试、原位测试：在岩土体的原始位置，确定岩土性质，同时保持岩土的自然结构、自然含水量和自然应力状态。土壤原位测试：一般指在工程地质勘察现场对土层进行测试而不扰动或基本不扰动土层的岩土工程勘察技术，以获得被测土层的物理力学性质指标并划分土层。7.工程地质原位测试、工程地质测试方法、室内测试、现场原位测试和室内测试都有缺点：饱和软土层，受不同程度的扰动；(2)对于一定深度的样品，应力状态发生了很大变化；(3)测试设备的性能和操作错误；(4)饱和砂质粉土和砂土。完全不能采集未受干扰的样本。因此，为了获得准确可靠的力学计算指标，在工程地质勘察中必须进行一定数量的原位试验。(1)可测量原状土样(如饱和砂、粉土、流动塑性粉土和淤泥质土层等)的相关工程力学性质。)是很难获得的。(2)可以避免取样过程中应力释放的影响；(3)原位测试土体的影响范围远大于室内测试；(4)可以大大缩短地基土层的调查周期。(1)各种原位测试都有其适用条件，使用不当会影响其效果；(2)原位试验获得的一些参数与土的工程力学性质之间的关系往往是基于统计经验关系；(3)另外，影响原位测试结果的因素比较复杂，难以准确确定测量位置。(4)此外，原位测试中的主应力方向往往不同于实际岩土工程中的主应力方向。因此，土的室内试验和原位试验有其独特的特点。在对土壤各种性质的综合研究中，二者应相辅相成，不可忽视。7.工程地质原位测试。检测工程地质原始值的主要方法有：平板载荷试验、渗透试验、剪切试验、地基土动力特性试验、现场渗透试验等。以实际结构为对象，根据初步设计荷载条件，在现场工程地质条件下进行试验，称为原型试验。(1)土体剖面试验方法：主要包括静力触探试验、动力触探试验、扁铲侧胀试验和波速法。土壤剖面测试方法具有连续、快速、经济的优点。(2)特殊试验方法：主要包括载荷试验、侧压力试验、标准贯入试验、抽水和注水试验、十字板剪切试验等。这种特殊的土工试验方法可以高精度地获得土层关键部位土壤的各种工程性质指标，试验结果可以直接供设计部门使用。它的精度超过了实验室测试的结果。根据不同的测试方法，土体原位测试的应用可以概括如下：(1)土层和土壤的分类；(2)天然地基承载力计算；(3)土壤物理力学性质的测定；(4)在桩基勘察中的应用；(5)评价砂土和粉土的地震液化；(6)求解土的固结系数、渗透系数和不排水抗剪强度；(7)检查压实填土的质量和强夯效果；(8)浅基础沉降计算；(9)其他。7。工程地质原位试验，平板载荷试验的基本原理和意义。平板载荷试验是在拟建场地挖至设计基础埋置深度的平坑底部放置一定规格的方形或圆形承载板，并逐步施加载荷，测量相应载荷下地基土的稳定沉降，分析研究地基土的强度和变形特性，获得容许bea等力学数据工程地质原位测试，平板载荷试验的基本原理和意义，平板载荷试验实际上是一种原位模拟试验，类似于建筑基础的工作条件，直接在自然埋藏条件下的土壤上进行。因此，建筑物地基承载力的确定比其他检测方法更接近实际。当试验影响深度范围内的土质均匀性时，用该方法确定深度范围内的土的变形模量更可靠。7。工程地质原位试验，平板载荷试验的基本原理和意义，p-s曲线，三个阶段：第一阶段，从p-s曲线的起点到比例极限压力p0(临界塑性压力)。线性变形阶段。也称为压实阶段。第二阶段：从临界塑性压力p0到极限压力pu，P-S曲线由直线关系变为曲线关系，局部剪切阶段。第三阶段：在极限压力pu后，沉降急剧增加。毁灭的阶段。7。工程地质原位试验、平板载荷试验的基本原理和意义、平板载荷试验可用于以下目的：确定地基土的临界塑性载荷p0和极限载荷pu，从而为评价地基土的承载力提供依据；估算了地基土的变形模量Eo、不排水抗剪强度cu和地基反力系数k。7。工程地质原位试验、平板载荷试验装置、承重板：方形或圆形；加载装置：压力源(重载加载、液压千斤顶背压加载)、加载台(反力架)；沉降观测设备：千分表、沉降传感器、液位计等。工程地质原位测试，1。地基土平板载荷试验可用于确定地基土层承压板下应力主要影响范围内的承载力。承压板面积不小于0.25m2，软土不小于0.5m2.2.试验基坑的宽度不得小于承重板宽度或直径的三倍。应保持测试土层的原状结构和自然湿度。建议用厚度不超过20 mm的粗砂或中砂平整待测表面。3、荷载水平不应小于8。最大载荷不应小于设计要求的两倍。4.在每个加载阶段后，应每隔10、10、10、15和15分钟测量并读取沉降量。此后，应每半小时测量并读取一次沉降。当连续两小时的每小时沉降量小于0.1毫米时，则认为是稳定的，可以增加下一阶段的荷载。5.当出现下列情况之一时，可以终止加载：(1)承载板周围的土明显侧向挤压；(2)沉降S迅速增加，荷载-沉降曲线呈陡降趋势；(3)在一定荷载水平下，沉降速率在24小时内不能达到稳定；(4)沉降与承重板宽度或直径的比值大于或等于0.06。当满足前四个条件之一时，第一级的相应载荷被确定为极限载荷。平板载荷试验的基本技术要求，主要有以下四种应用：根据p-s曲线确定地基土的承载力，根据以下方法综合考虑。(1)强度控制法(拐点法)在饱和软土地基的p-s曲线拐点处，直线段拐点对应的压力P往往不明显。对应于lgp-lgs曲线或p-曲线转折点的压力是比例极限压力或临界塑性压力p0。7。工程地质原位试验，平板载荷试验数据的应用及相关问题，7。工程地质原位试验，平板载荷试验数据的应用及相关问题，7。工程地质原位试验、平板载荷试验数据的应用及相关问题，(2)相对沉降控制方法s/b=0.01-0.015，砂；S/b=0.02，高压缩性土壤。(3)如果p0和pu接近，地基承载力=PU/k7。工程地质原位测试、平板载荷试验数据应用及相关问题、地基土变形模量、地基土不排水抗剪强度估算(自读)、地基土路基反应系数K估算(一读电传感器和静力触探曲线的优点：连续、快速、准确；缺点：不能直接观察和识别土层；由于反应问题，测试深度不能超过80m；不适用于含有碎石、砾石和密实砂的土层。7。原位工程地质试验和静力触探试验的主要技术要求，包括：能控制恒速触探的触探装置(包括反力装置)；传动系统(液压、机械)；测量系统(探头、电缆、电阻应变仪)类型：机电静力触探仪、液压静力触探仪、手动轻链静力触探仪静力触探探头：单桥探头、双桥探头、孔压探头、7。工程地质原位试验，静力触探试验的主要技术要求，7。工程地质原位试验，静力触探试验的主要技术要求，7。工程地质原位试验、静力触探试验的贯入机理、承载力理论分析、孔扩张理论分析、稳定贯入流体理论分析，7。工程地质原位试验、静力触探试验的目的和适用条件，目的：(1)划分土层；(2)估算土层的物理力学参数；(3)地基承载力评价；(4)选择桩基持力层，估算单桩极限承载力，判断沉桩的可能性；(5)确定场地的地震液化潜力。适用条件：粘性土、粉土和砂土。设备的穿透能力必须满足测试土层性质、深度等要求。反作用力必须大于总渗透阻力。7。工程地质原位试验，应用静力触探试验成果，主要成果(1)比贯入阻力-深度曲线；(2)锥尖阻力-深度曲线；(3)侧摩阻力深度关系曲线；(4)摩擦深度曲线。(1)划分土层边界；(2)评价地基土的强度参数；(3)评价土的变形参数；(4)地基承载力评价；(5)估算单桩承载力。7.工程地质原位测试，利用锤击功能，将一定规格的锥形探针打入土壤中，根据打入土壤中的阻力判断土层的变化，对土层进行力学分层，确定土层的物理力学性质，对地基土进行工程地质评价。优点：设备简单，操作方便，工作效率高，适应性广，能连续贯入砾石、砂和淤泥；缺点：不能直接描述土壤样品，误差大，重现性差。7。工程地质原位试验，动力触探试验的类型和规格根据锤击能量分为轻、重、超重三种类型(P222，表7-14)。7.工程地质原位试验和动力触探试验的技术要求应采用自动落锤装置。测深杆的最大挠度不得超过1-2(5m)锤击间隔时间，并做好记录；当针入度为15cm，n10 50时，停止试验；当n 63.5 50时，停止试验并切换到超重型。N10和N63.5的正常范围为3-50击，N120的正常范围为3-40击。7。工程地质原位试验，动力触探试验的应用范围和目的，适用条件：强风化和全风化硬岩、各种软岩和土壤用途：定性评价：场地土层均匀性；查明土洞、滑动面和软硬土层界面；确定软硬土层的分布；检查和评估地基土加固和改良的效果。定量评价：确定孔隙率、相对密实度、粉土和粘性土的状态、土的强度和变形参数，评价天然地基土或单桩的承载力。7。工程地质原位试验，应用动力触探试验成果，1。确定砂石土的密实度；2.确定地基土的承载力和变形模量；3.确定单桩承载力标准值Rk，7。7.工程地质原位测试本质上仍然是动力触探式的。探针(P226，表7-20)，7。工程地质原位试验和标准贯入试验技术要求，(P226)，7。工程地质原位试验和标准贯入试验的目的和范围。目的：1)采用扰动土样，识别和描述土壤类型，并根据颗粒分析结果命名；2)根据标贯击数N，利用区域经验，评价砂的密实度、粉土和粘性土的状态、土的强度参数、变形模量、地基承载力等。3)估算单桩极限承载力，判断沉桩的可能性；4)确定饱和粉土和砂质粉土的地震液化可能性和液化等级。适用范围：砂土、淤泥和普通粘土，最适用于N=2-50击的土层。7。工程地质原位试验，应用标准贯入试验成果，1。砂密实度和相对密度的评价；2.评估粘性土壤的状态；3.砂抗剪强度指数的评价。粘性土不排水抗剪强度的评价；5.评估土的变形模量E0和压缩模量ES；6.确定地基承载力；7.单桩承载力的估算。饱和砂土地震液化评价。工程地质原位试验，十字板剪切试验是一种简单可靠的原位试验方法，用于快速测定饱和软粘土层的快速抗剪强度。测得的抗剪强度相当于试验深度处天然土层的不排水抗剪强度，理论上相当于三轴不排水抗剪的总强度，或无侧限抗压强度的一半。7。工程地质原位试验，主要用于确定饱和软粘土的不排水抗剪强度。它具有以下优点：(1)不需要取样，特别是对于高灵敏度、难以取样的粘土，自然应力作用下的土层可以在现场进行扭转和剪切。所得软土的抗剪强度指标比其他方法更可靠。(2)现场测试设备轻便，易于操作。(3)测试速度快，效率高，结果易于组织。其缺点是仅适用于河流、湖泊、海洋等沿海地区的软土，适用范围有限。它不适用于硬塑粘性土和含有碎石的土，否则会损坏十字头。7。工程地质原位试验，十字板剪切试验的基本技术要求，1。十字板尺寸：高径比(高/直径)=2(100/50或150/75)，厚度2-3毫米；2.钻孔十字板剪切试验，十字板插入孔底部以下的深度大于钻孔直径的5倍；3.将十字板插入土壤中与开始扭转剪切之间的间隔小于5分钟；4.控制扭转剪切速率：太慢，排水导致强度增加；太快，饱和软粘土的固化效应导致强度增加；通常为1-2转/秒。测量并记录扭矩1。峰值或稳定值出现后，继续测量并读取1分钟，以确定峰值扭矩或稳定扭矩。7。工程地质原位试验，十字板剪切试验的基本技术要求，5。重塑土的不排水抗剪强度应在峰值强度或稳定值强度出现后测量，沿剪切扭转方向连续旋转6圈；6.测量精度应达到1-2千帕；7.确定作为深度函数的软粘土的不排水抗剪强度。测试点的垂直间距取1m，或根据静力触探等数据布置测试点。7。工程地质原位试验、十字板剪切试验的基本原理、十字板剪切试验、钻孔十字板剪切试验、贯入式电动十字板剪切试验，基本原理：施加一定的扭矩对土体进行剪切，测量土体抵抗扭转剪切的最大扭矩，通过换算得到土体的抗剪强度值(假设=0，饱和粘性土)。工程地质原位测试、十字板剪切试验的基本原理、影响因素：1)要控制的技术因素：十字板厚度、间隔时间、扭转率；2)非人为控制因素：土的各向异性、剪切面上剪应力分布不均匀、应变软化、剪切破坏圆柱直径大于十字板直径等。特别是高塑性敏感粘土，十字板剪切试验结果应仔细分析。7。工程地质原位试验的范围和目的，7。工程地质原位试验，十字板剪切试验结果应用，结果：十字板不排水抗剪强度随深度变化曲线，铜-氢曲线。通常很高。修正公式：(铜)f=(铜)Fv-十字板修正系数的应用：软土地基承载力评价标准值：fk=2(铜)f D软土液体指数估算，7。工程地质原位试验，