论述岩土工程测试技术主要内容及其应用

1、 TOC o 1-5 h z 一、弓1言21.1岩土工程施工的隐蔽性 21.2岩土工程操作区域性21.3岩土工程测试的不确定性3二、试验内容和测试技术32.1室内土工试验32 .2岩体力学实验32.3岩土的原位测试技术3三、岩土工程施工的特点43.1岩土工程的操作的区域性特点43.2岩土工程施工的隐蔽性特点43.3岩土工程测试的不确定性特点4四、岩土工程勘察5五、岩土工程测试与监测技术的内容应用55.1附加质量法测试技术55.2声波测试技术的内容及应用55.3围岩松动层的参数测定5六、岩土工程测试中存在的问题6七、小结6参考文献7论述岩土工程测试技术主要内容及其应用摘 要：随着科学技术的发展，

2、人们对建筑物的要求越来越高，为提高人们的生 活水平，出现了各式各样的土木工程，与过去的土木工程相比，现代土木工程各 方面都取得较大的进步。近年来，伴随着我国基础设施的不断完善，建筑业的兴 起，我国可利用的土地资源也是日渐紧张，由于我国人口分布的原因，许多城市 在建筑中不得不面对岩土工程的问题，鉴于每个工程都具有其独特的自然环境条 件和区域特点，这就要求针对岩土工程测试的技术和手段也要跟随建筑业的发 展而不断的完善和改进；由于岩土工程的施工初期具有隐蔽性施工的特点，往往 会因为岩土问题导致工程的质量问题。其中岩土工程测试与检测技术对工程起到 关键的作用。岩土工程测试技术不仅在岩土工程建设实践中广

3、泛应用，且在形成 和发展岩土工程理论起决定性的作用。测试技术使岩土工程设计更合理，确保施 工质量。关键词：岩土工程测试 检测技术内容 应用问题 一、引言在岩土工程中测试工作是必须进行的重要步骤，它既是学科理论研究与发展的 基础，且是岩土工程实践的必要。监测与检测可确保工程的施工质量和安全，从 而提高工程效益。在工程实际建设中岩土工程的现场监测与检测是重要的环节， 使工程师们在理论和实践上更好地认识上部结构与下部岩土地基共同作用及施 工和建筑物运营过程。通过运用反演分析的方法，依据监测结果，计算出使理论 分析与实际测试、基本一致的工程参数1。岩土工程测试包括室内土工试验、 岩体力学实验、原位测试

4、、原型实验和现场监测等，在岩土工程中占有特别而关 键的作用。下面介绍几种重要的岩土工程测试。1.1岩土工程施工的隐蔽性岩工程施工中许多施工工作都是相对隐蔽的，比如:桩基设计施工、地下防护的 措施以及地基的处理工作等都是隐蔽工作。因此，诸如此类的隐蔽工作在施工时 会比较麻烦，若后期出现问题或故障检测起来也是相当复杂，所以必须在施工过 程中采取一些实时跟踪的检测技术。在整个施工过程中实施跟踪检测，避免了因 要求不严谨等疏忽引起的故障和质量方面的问题。1.2岩土工程操作区域性区域性：在不同的区域或者环境中施工岩土项目，测绘技术会因环境而有所不 同。由于不同的区域的自然条件不尽相同，工程中与之相关的岩

5、土性质也会有很 大差异。土质参数的不同给整个岩土施工的测试水平提出了较高的要求，测试技 术的指标也会相应提高，测试工作就会具有更大的压力。对于土质中工程的工艺 条件、具体施工、抗剪强度评估等一系列程序等会有不同的要求。1.3岩土工程测试的不确定性不确定性主要是指：岩土施工过程中会因岩土环境的不同而导致岩土的相关性 质发生改变。我国地域广阔，岩土工程测试的报告中的案例分析会体现出多种多 样的岩土测试程序和结果。对于此类不能改变的情况,首先要做好原土的性能测 试工作，在施工的过程中根据当地岩土的性质具体分析该土质的性质和特征。二、试验内容和测试技术2.1室内土工试验包括土的物理、力学、化学和矿物等

6、分析试验。目前土工试验分为观察判别试 验、化学性质试验、物理性质实验和力学性质实验等。土的化学和矿物分析在工 程中一般不做。化学分析包括测定土中石膏、易溶盐和难溶盐碳酸钙的含量，腐 植酸含量，离子交换量和酸碱度等。在岩土工程中测定粘土矿物的类型采用矿物 分析，确定矿物类型除化学分析，还用差热分析和X射线衍射分析等物理化学 分析法。粒径分析试验是室内土工实验的一种。粒径分析试验是烘干碾散一定量 的土后，过筛、称重，确定各粒径范围内土粒重的百分数。2毫米的土团粒， 于水中浸润充分分散后通过2.00.1毫米的细筛。0.1毫米的细粒土，用移液 管法或者比重计法确定粒径含量。通过筛分和比重计结合粒径分析

7、试验。该实验 应用于绘制土样的粒径分布曲线供土分类。2 .2岩体力学实验岩体力学实验主要是测试常规力学指标和分析研究岩体变形与破坏机理。如单 轴抗压强度试验：岩体的单轴抗压强度指岩体试样在单向受压直至破坏时，单位 面积上承受的最大压应力：ac=PA （MPa） 一般简称为抗压强度。依据岩石不同 的含水状态，分干抗压强度和饱和抗压强度。岩石的单轴抗压强度，常在压力机 上直接压坏标准试样测得，也可同时进行岩石单轴压缩变形试验，或者用其它方 法。岩石的单轴抗压强度主要应用于岩体的强度分级和岩性描述。2.3岩土的原位测试技术一般来说原位测试指在基本保持现场地籍图的天然结构、含水量及应力状态下 对地基土

8、的物理 力学性质指标进行测定的试验方法。根据理论分析或者经 验公式，经过这些方法对物理力学指标进行测定，从而评定岩土的工程性能和状 态。有些岩土工程因地质条件、结构条件与荷载条件较复杂，理论计算方法难准确 预计土体的应力-应变的变化，在室内也难模拟现场地层条件及荷载条件。可靠 的依据可由原位实验进行设计提供。岩土工程勘察与评价可通过原位测试获得岩 土体实际参数，而原位测试也是监测与检测岩土工程的主要方法，且可用于施工 过程中或地基加固处理后地基土的物理力学性质及状态的变化或检测2岩土的 原位测试又可分作为获取实际参数的原位实验及作为提供施工控制和反演分析 参数的原位监测两种。下面介绍原位测试的

9、几种优点：（1）免于取土样遇到的困 难，可测定难以采取不扰动试样的土层；（2）在原位应力条件下进行试验，可在 采样过程中减小应力释放的影响；（3）实验用的岩土体体积较大，代表性较强； （4）提高了工作效率，使可勘探实验的周期大大缩短。原位测试优点多，但也有缺点：（1）不同的原位测试的适用条件不同，针对性 强，若使用不恰当则对结果的准确和合理产生影响；（2）原位测试得到的参数和 图的工程性质之间是建立在统计关系的基础上；（3）影响原位测试结果的因素很 复杂，较难判断对策定制的准确性；（4）原位测试中的主应力方向与实际岩土工 程问题中多变的主应力方向存在着不一致的现象。常见的原位测试有静力载荷试

10、验，静力触探试验，圆锥动力触探试验，标准贯入试验，十字板剪切试验等。本 文以标准贯入试验为例说明。通过运用贯入器、触探杆和穿心锤三种工具，利用 落锤能量（落锤质量63.5kg，落距76cm）将贯入器打入土中，根据打入的难易 程度来评价土的物理力学性质。计数方法是先将贯入器预先打入15cm，不计数； 后开始记录每10cm的击数，累计打入30cm；最后将30cm的击数累加。若击 数达到50击时，贯入深度还未达到30cm，则可停止试验，记录50击时的实 际贯入深度，后再换算成30cm的击数，即N=30*50/AS；若贯入器进入碎石土 或碎块状岩石层出现反弹，则停止试验，击数记为“反弹”。标准贯入试验

11、应用 于利用贯入器采取的扰动样，进行土层定名（如表1）及判别砂土的密实度（如 表2）3还可应用于判别饱和砂土及粉土的液化、划分花岗岩风化带和估算地 基承载力等。表I砂上分类1的E株靴忡.故配W T m 的机泡肝tt占鼻应量却妙k叶K 1 Ci 3mm的吨精陆拈叩过总折望对、中姒Pi* 的量说过以既里他油妙粒抨k i的段桐麻M虹己总成筮E3*心夫E d 075mm的检粮供员肱过地J黄量*8.i t史曲财批嵌雅株爬向J、到小以耽丸衬*作晌定，表2砂土密实度分类乳箍折凡排占攻N密（ft申密NX”三、岩土工程施工的特点3.1岩土工程的操作的区域性特点所谓的区域性，也就说岩土工程中应用的测试技术会因为工

12、程施工的区域不同 而产生不同的应用效果。鉴于不同地区的自然条件都不尽相同，工程中的岩土性 质也会有很大的差异，由于土质的理化参数的不同也就给岩土工程的测试技术提 出了更高的要求。测试技术的相关指标要求也会更加严格，同时在对于土质中 的抗剪切强度评估、工程采取的工艺条件、具体施工设计参数等也都会有一定的 差异和不同，需要特别注意。3.2岩土工程施工的隐蔽性特点岩土工程中诸如：对于地基的处理工作、桩基设计和施工以及地下防护措施等 工程施工都属于隐蔽性工程的范畴。这些施工都是在相对隐蔽的情况下进行的， 即使日后发现问题也比较难处理，相对也比较难发现问题的本质。所以这类岩土 工程中的隐蔽性施工过程最好

13、采用一系列的连续跟踪检测技术，从而实现全程 的监护，确保不会因为岩土处理和测试过程不严谨而出现的质量方面的问题。 3.3岩土工程测试的不确定性特点所谓的岩土工程测试的不确定性主要指：因为我国地域辽阔，不是所有岩土工 程测试的勘察分析报告中都会体现出所有岩土测试的结果和程式。并且我们还要 考虑到某些岩土的性质可能会随着环境和气候的变化而改变某方面的特性的情 况；施工过程对于岩土环境的改变是否会造成岩土相关特性的改变；对于这种无 法避免的情况，我们首先要做好对于原土的测试工作，然后在施工过程中在进行现场相关信息的采集和分析，从结果中得出相关指导性建议。四、岩土工程勘察岩土工程勘察工作主要是通过各种

14、方法，对工程项目的土质、岩体环境等进行 实地考察，并对各方面对工程项目的影响作出分析和判断，得出有关相关的地质 资料和技术参数，确保工程建设的质量。但往往由于以下原因造成岩土工程勘察 质量不高。1、任务急：甲方委托任务往往不顾岩土工程地质条件及工程特点不考虑合理 勘察周期，限时完成；2、压价：一些建设单位对岩土工程勘察工作的重要性了解不深，为应付需要， 以低价求得暂时的“节约”；3、勘察单位：由于市场原因，各种层次的勘察单位蜂拥而上，人员素质、设 备能力全然不顾；4、工程负责人；少数工程负责人怕麻烦，凭经验，为了个人或小集体利益， 以保守保“安全”。弹值之间的换算曲线。为提高测试精度各地区可以

15、制定地区、 专用测强曲线。由于碳化深度对回弹值有显著影响，所以对碳化深度的测量一定 要准确，才能保证测试精度。我们在测量碳化深度值往往不注意在有代表性的位 置上取点，有时在比较容易钻洞的表面钻孔或在构件上边缘敲击一块混凝土代之 测量这些方法都给测量数据带来误差。这是因为混凝土表面碳化速度不尽相同， 其主要因素有混凝土的密实高和碱度及构件所处的环境条件。五、岩土工程测试与监测技术的内容应用5.1附加质量法测试技术理论、原理附加质量法测试技术：用振动理论和现代科学电子技术为基础 形成的检测手段。(2)特点及应用在岩土测试中具有分辨能力强、速度快、检测 过程无损坏等优点。此检测技术的过程只需要在建筑

16、物的表层测试即可，故该技 术被广泛应用于填筑层的无损检测中。目前来说这是一项较高水平的无损检测技 术。5.2声波测试技术的内容及应用测试原理：声波的传播速度和岩体密度成正比,岩体密度越大，声波传播速度越 快。同时，硬度越强、相关风化程度越低，表示传播速度越快。反之，声波的传播 速度越慢，表示岩土越稀疏、松软、存在裂缝并且风化程度较高。故可以利用声 波检测岩土的情况。5.3围岩松动层的参数测定在岩土工程施工的具体过程中，在岩体开挖时会使围岩的最初应力分布发生改 变，导致其他应力进行释放，会在岩土层的表层出现一种松弛的层带状分布，就是 松散层，也叫松动圈。它的厚度直接影响到岩土层的稳定，于是可以采

17、用波速测试 的方式来对其进行测定。该测试的主要项目包括：声波在岩土层中的传播情况、 岩层的裂缝处不同声波的分布状态和岩体层状结构的力学性质等，通过综合 测定、分析和评价，得出相应的数据。综合评价一般来说，岩土工程测试时会进行灌浆和填充，以提高岩体的弹性系数模量，降 低渗透率。提高岩体的整体稳定性和防水性能。岩土工程测试的无损检测时代在进步，检测技术要求越来越高。岩土工程形式多种多样。无损技术的出 现得到了广泛的应用，对于钢筋混凝土工程检测过程和相对封闭的结构检测可以 通过上述方法进行测试。岩体力学实验岩体力学的试验主要是指对常规的力学指标与分析岩体变形和破坏的测试。单 轴抗压强度试验：整个单轴

18、抗压强度是指岩体的取样在单个受力方向的受力直到 破损时，在单位面积所承受的最大应力：5二4-(MPa)A岩土的原位测试技术一般而言,原位测试技术是在基本现状不变的情况下，对地籍图中的应力状态、 含水量、天然结构对地基土的物理力学性质的指标进行测定的试验方法。原位测 试的优点有：在原位应力的条件下试验，能在试样的过程中减少应力的影响。可以测定不易采取的不扰动试样的土样层,使采样更方便快捷。试验使用的岩土体积较大，比较有代表性。使周期更短，提高了效率。六、岩土工程测试中存在的问题6.1检测手段单一性.工程中岩土的检测和测试是获取实际工程施工环境下 地基组成土质相关科学参数的重要手段之一。由于我国岩土工程项目繁多，对于 不同的岩土工程同样的测试技术可能会有不同的适应性，这就要求施工测试单位 结合工程的复杂程度、综合自然