巖土工程測(cè)試技術(shù)論文

1、 巖土工程測(cè)試與檢測(cè)技術(shù)結(jié)課論文學(xué) 院 建筑工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè) 土木工程 班 級(jí) 土木2班 學(xué) 號(hào) 2013443006 姓 名 王浩 指導(dǎo)教師 馮震 2016年6月5 日論巖土工程測(cè)試與檢測(cè)技術(shù)的主要內(nèi)容及其應(yīng)用摘要：當(dāng)今社會(huì)人們對(duì)建筑物的要求越來(lái)越高，科學(xué)技術(shù)也在突飛猛進(jìn)，為了滿(mǎn)足人們?nèi)找嫣岣叩纳钏?，各?lèi)土木工程也紛紛涌現(xiàn)，較之以過(guò)去土木工程，現(xiàn)代土木工程從各個(gè)方面都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。而巖土工程測(cè)試與檢測(cè)技術(shù)對(duì)各類(lèi)工程都有非常重要的作用。巖土工程測(cè)試技術(shù)不僅在巖土工程建設(shè)實(shí)踐中十分重要，而且在巖土工程理論的形成和發(fā)展過(guò)程中也起著決定性的作用。測(cè)試技術(shù)也是保證巖土工程設(shè)計(jì)的合理性和保證施工

2、質(zhì)量的重要手段。關(guān)鍵字：巖土原位測(cè)試技術(shù)，地基加固的檢驗(yàn)與檢測(cè)，樁基礎(chǔ)的測(cè)試與檢測(cè)等。正文：巖土工程測(cè)試技術(shù)一般分為室內(nèi)試驗(yàn)技術(shù)、原位試驗(yàn)技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)技術(shù)等幾個(gè)方面。在原位測(cè)試方面，地基中的位移場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)測(cè)試，地下結(jié)構(gòu)表面的土壓力測(cè)試，地基土的強(qiáng)度特性及變形特性測(cè)試等方面將會(huì)成為研究的重點(diǎn)，隨著總體測(cè)試技術(shù)的進(jìn)步，這些傳統(tǒng)的難點(diǎn)將會(huì)取得突破性進(jìn)展。虛擬測(cè)試技術(shù)將會(huì)在巖土工程測(cè)試技術(shù)中得到較廣泛的應(yīng)用。及時(shí)有效地利用其他學(xué)科科學(xué)技術(shù)的成果，將對(duì)推動(dòng)巖土工程領(lǐng)域的測(cè)試技術(shù)發(fā)展起到越來(lái)越重要的作用，如電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子測(cè)量技術(shù)、光學(xué)測(cè)試技術(shù)、航測(cè)技術(shù)、電、磁場(chǎng)測(cè)試技術(shù)、聲波測(cè)試技術(shù)、遙感測(cè)試技術(shù)

3、等方面的新的進(jìn)展都有可能在巖土工程測(cè)試方面找到應(yīng)用的結(jié)合點(diǎn)。測(cè)試結(jié)果的可靠性、可重復(fù)性方面將會(huì)得到很大的提高。由于整體科技水平的提高，測(cè)試模式的改進(jìn)及測(cè)試儀器精度的改善，最終將導(dǎo)致巖土工程方面測(cè)試結(jié)果在可信度方面的大大改進(jìn)。新的巖土力學(xué)理論要變?yōu)楣こ态F(xiàn)實(shí)，如果沒(méi)有相應(yīng)的測(cè)試手段，則是不可能的。因?yàn)?，不論設(shè)計(jì)理論與方法如何先進(jìn)、合理，如果測(cè)試技術(shù)落后，則設(shè)計(jì)計(jì)算所依據(jù)的巖土參數(shù)無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)求，不僅巖土工程設(shè)計(jì)的先進(jìn)性無(wú)法體現(xiàn)，而且?guī)r土工程的質(zhì)量與精度也難以保證。所以，測(cè)試技術(shù)是從根本上保證巖土工程設(shè)計(jì)的精確性、代表性以及經(jīng)濟(jì)合理性的重要手段。測(cè)試工作是巖土工程中必須進(jìn)行的關(guān)鍵步驟，它不僅是學(xué)科理論

4、研究與發(fā)展的基礎(chǔ)，而且也為巖土工程實(shí)際所必需。監(jiān)測(cè)與檢測(cè)可以保證工程的施工質(zhì)量和安全，提高工程效益。在巖土工程服務(wù)于工程建設(shè)的全過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)與檢測(cè)是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，可以使工程師們對(duì)上部結(jié)構(gòu)與下部巖土地基共同作用的性狀及施工和建筑物運(yùn)營(yíng)過(guò)程的認(rèn)識(shí)在理論和實(shí)踐上更加完善。依據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果，利用反演分析的方法，求出能使理論分析與實(shí)測(cè)基本一致的工程參數(shù)。巖土工程測(cè)試包括室內(nèi)土工試驗(yàn)、巖體力學(xué)實(shí)驗(yàn)、原位測(cè)試、原型實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)等，在整個(gè)巖土工程中占有特殊而重要的作用。一、室內(nèi)土工試驗(yàn)?zāi)壳?，土工試?yàn)大致可分為觀察判別試驗(yàn)、物理性質(zhì)實(shí)驗(yàn)、化學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)和力學(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)等。室內(nèi)試驗(yàn)項(xiàng)目包括：1、土的物理性能試驗(yàn)：

5、土的物理性能試驗(yàn),包括：含水率、密度、顆粒密度、界限含水率、顆粒分析、滲透、擊實(shí)等試驗(yàn)。試驗(yàn)成果可分別用于土的工程分類(lèi)、土的狀態(tài)判定、滲透計(jì)算、填土工程施工方法的選擇和質(zhì)量控制。2、砂的相對(duì)密度試驗(yàn)：砂的相對(duì)密度試驗(yàn)：包括砂的最大和最小孔隙比試驗(yàn)，由此確定砂的相對(duì)密實(shí)度，可作為判斷砂疏密狀態(tài)的指標(biāo)。3、土的變形試驗(yàn)：土的變形試驗(yàn)：包括固結(jié)、壓縮、濕陷性和膨脹性等。這些試驗(yàn)可為設(shè)計(jì)提供變形參數(shù)，即：壓縮系數(shù)、壓縮模量、體積壓縮系數(shù)、壓縮指數(shù)、回彈指數(shù)、前期固結(jié)壓力、固結(jié)系數(shù)、濕陷系數(shù)、自重濕陷系數(shù)、膨脹率、膨脹力等指標(biāo)。4、土的強(qiáng)度試驗(yàn)：土的強(qiáng)度試驗(yàn)：包括直接剪切試驗(yàn)、反復(fù)直接剪切試驗(yàn)、三軸壓縮

6、試驗(yàn)、無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)等。這些試驗(yàn)可為設(shè)計(jì)提供抗剪強(qiáng)度指標(biāo)參數(shù)(黏聚力、內(nèi)摩擦角)、無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度、靈敏度等。用以計(jì)算地基、邊坡及擋土墻等的穩(wěn)定性，必要時(shí)用以計(jì)算地基承載力。5、土的化學(xué)性試驗(yàn)：土的化學(xué)性試驗(yàn)：包括黏土礦物鑒定、有機(jī)質(zhì)和鹽漬土試驗(yàn)等。黏土礦物成分是決定土的物理、化學(xué)性質(zhì)的重要因素；有機(jī)質(zhì)試驗(yàn)可測(cè)得土中的有機(jī)質(zhì)含量，供研究其特性或供施工選擇土料之用；鹽漬土指土中易溶鹽含量大于5的土。隨著其含量多寡和類(lèi)別的不同，土的物理力學(xué)性質(zhì)將有不同程度的改變，進(jìn)行鹽漬土試驗(yàn)，提供相應(yīng)的指標(biāo)，作為地基評(píng)價(jià)、采取工程措施或選料決策的依據(jù)。二、巖體力學(xué)實(shí)驗(yàn)巖體力學(xué)實(shí)驗(yàn)主要任務(wù)是進(jìn)行常規(guī)力學(xué)指標(biāo)測(cè)試

7、和巖體變形與破壞機(jī)理的分析與研究。巖體力學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包括：1. 測(cè)定巖石的顆粒密度2. 測(cè)定巖石的塊體密度3. 測(cè)定巖石的吸水率與飽和吸水率4. 測(cè)定巖石的靜力變形參數(shù)5. 測(cè)定巖石的單軸抗壓強(qiáng)度6. 測(cè)定巖石的抗拉強(qiáng)度7. 測(cè)定巖石的剪切強(qiáng)度8. 測(cè)定巖石的抗折強(qiáng)度9. 測(cè)定巖石的點(diǎn)荷載強(qiáng)度10. 測(cè)定巖石的動(dòng)力變形參數(shù)11. 測(cè)定巖石三軸壓力條件下的強(qiáng)度與變形參數(shù)12. 測(cè)定結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度參數(shù)三、巖土的原位測(cè)試技術(shù)原位測(cè)試一般是指在現(xiàn)場(chǎng)基本保持地籍圖的天然結(jié)構(gòu)、天然含水量、天然應(yīng)力狀態(tài)的情況下測(cè)定地基土的物理-力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)的試驗(yàn)方法。通過(guò)這些方法測(cè)定地基土的物理力學(xué)指標(biāo)，進(jìn)而依據(jù)理論分析或

8、經(jīng)驗(yàn)公式評(píng)定巖土的工程性能和狀態(tài)。有些巖土工程由于地質(zhì)條件復(fù)雜或者結(jié)構(gòu)條件與荷載條件復(fù)雜，難以用理論計(jì)算方法對(duì)土體的應(yīng)力-應(yīng)變的變化做出準(zhǔn)確的預(yù)計(jì)，也難以在室內(nèi)模擬現(xiàn)場(chǎng)地層條件和現(xiàn)場(chǎng)荷載條件進(jìn)行試驗(yàn)。這是，可以通過(guò)原位實(shí)驗(yàn)為設(shè)計(jì)提供可靠的依據(jù)。原位測(cè)試不僅是巖土工程勘察與評(píng)價(jià)中獲得巖土體實(shí)際參數(shù)的最重要手段，而且是巖土工程監(jiān)測(cè)與檢測(cè)的主要方法，并且可用于施工過(guò)程中或地基加固處理后地基土的物理力學(xué)性質(zhì)及狀態(tài)的變化或檢測(cè)。巖土的原位測(cè)試又可以分為兩種，一種是作為獲取實(shí)際參數(shù)的原位實(shí)驗(yàn)，另一種則是作為提供施工控制和反演分析參數(shù)的原位監(jiān)測(cè)。1、地基靜載荷試驗(yàn)試驗(yàn)?zāi)康模捍_定地基的承載力和變性特性，螺旋板

9、載荷試驗(yàn)尚可估算地基土的固結(jié)系數(shù)。地基靜載荷試驗(yàn)包括平板載荷試驗(yàn)和螺旋板載荷試驗(yàn)。載荷試驗(yàn)相當(dāng)于在工程原位進(jìn)行的縮尺原型試驗(yàn)，即模擬建筑物地基土的受荷條件，比較直觀地反映地基土的變形特性。該法具有直觀和可靠性高的特點(diǎn)，在原位測(cè)試中占有重要地位，往往成為其他方法的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。載荷試驗(yàn)的局限性在于費(fèi)用較高，周期較長(zhǎng)和壓板的尺寸效應(yīng)。2、靜力觸探試驗(yàn)靜力觸探測(cè)試staticconepenetrationtest簡(jiǎn)稱(chēng)靜探（CPT）。靜力觸探試驗(yàn)是把一定規(guī)格的圓錐形探頭借助機(jī)械勻速壓人土中，并測(cè)定探頭阻力等的一種測(cè)試方法，實(shí)際上是一種準(zhǔn)靜力觸探試驗(yàn)。目前在我國(guó)使用的靜力觸探儀以電測(cè)式為主。原位測(cè)試有以下幾

10、種優(yōu)點(diǎn)：1、避開(kāi)了取土樣的困難，可以測(cè)定難以采取不擾動(dòng)試樣的土層的有關(guān)工程性質(zhì)；2、在原位應(yīng)力條件下進(jìn)行試驗(yàn)，避免采樣過(guò)程中應(yīng)力釋放的影響；3、實(shí)驗(yàn)的巖土體體積較大，代表性強(qiáng)；4、工作效率較高，可大大縮短勘探實(shí)驗(yàn)的周期。原位測(cè)試盡管有很多優(yōu)點(diǎn)，但也有一定的不足之處：1、各種原位測(cè)試都有其針對(duì)性和適用條件，如使用不當(dāng)則會(huì)影響結(jié)果的準(zhǔn)確性和合理性；2、原位測(cè)試所得參數(shù)與圖的工程性質(zhì)間的關(guān)系往往是建立在統(tǒng)計(jì)關(guān)系上；3、影響原位測(cè)試結(jié)果的因素較為復(fù)雜，使得對(duì)策定制的準(zhǔn)確判定造成一定的困難；4、原位測(cè)試中的主應(yīng)力方向與實(shí)際巖土工程問(wèn)題中多變的主應(yīng)力方向往往并不一致。四、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控就是以實(shí)際工程作為

11、對(duì)象，在施工期及工后期對(duì)整個(gè)巖土體和地下結(jié)構(gòu)以及周?chē)h(huán)境，于事先設(shè)定的點(diǎn)位上，按設(shè)定的時(shí)間間隔進(jìn)行應(yīng)力和變形現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)工作主要包括三個(gè)方面內(nèi)容：1、對(duì)巖土所受到的施工作用、各類(lèi)荷載的大小以及在這些荷載作用下巖土反應(yīng)性狀的監(jiān)測(cè)。2、對(duì)建設(shè)中或運(yùn)營(yíng)中結(jié)構(gòu)物的監(jiān)測(cè)。3、監(jiān)測(cè)巖土工程在施工及運(yùn)營(yíng)過(guò)程中對(duì)周?chē)h(huán)境的影響，比如對(duì)地基加固的檢驗(yàn)與檢測(cè)隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，不僅事先要選擇在地質(zhì)條件良好的場(chǎng)地上從事建設(shè)，而且有時(shí)也不得不在地質(zhì)條件良好的場(chǎng)地上從事建設(shè)，而且有時(shí)也不得不在地質(zhì)條件不良的地基上進(jìn)行修建。因此為了保證工程質(zhì)量，往往需要通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試對(duì)加固效果進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)測(cè)與檢測(cè)。因此現(xiàn)場(chǎng)測(cè)

12、試就成為地基加固的重要環(huán)節(jié)?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試可以為工程設(shè)計(jì)提供依據(jù)；對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行控制、檢驗(yàn)和指導(dǎo)；為理論研究提供試驗(yàn)手段。但是現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試在地基加固過(guò)程中需要注意下列問(wèn)題：加固后的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試應(yīng)在地基加固施工結(jié)束后經(jīng)一定時(shí)間的休止恢復(fù)后再進(jìn)行；為了有較好的可比性，前后兩次測(cè)試應(yīng)盡量由統(tǒng)一組織人員、用同一儀器、按統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行；由于各種測(cè)試方法都有一定的適用范圍，故必須根據(jù)測(cè)試目的和現(xiàn)場(chǎng)條件，選用最好的的方法；無(wú)論何種測(cè)試方法都有一定的局限性，顧應(yīng)盡可能采用多種方法，進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。五、原型試驗(yàn)原型試驗(yàn)以實(shí)際地下結(jié)構(gòu)物為對(duì)象在現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件下按設(shè)計(jì)荷載條件進(jìn)行試驗(yàn)，其試驗(yàn)結(jié)構(gòu)具有直觀、可靠等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)原型試驗(yàn)可以進(jìn)

13、一步驗(yàn)證工程勘察結(jié)果和設(shè)計(jì)結(jié)果的正確性與可靠性。比如樁基礎(chǔ)的測(cè)試與檢驗(yàn)。樁基礎(chǔ)是一種應(yīng)用十分廣泛的基礎(chǔ)形式，樁基的質(zhì)量直接關(guān)系到整個(gè)建筑物的安危。裝的施工具有高度的隱蔽性，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題難，事故處理更難，因此，樁基礎(chǔ)的監(jiān)測(cè)工作是整個(gè)樁基工程中不可缺少的重要環(huán)節(jié)，只有提高基樁的監(jiān)測(cè)評(píng)定結(jié)果的可靠性，才能真正保證樁基工程的質(zhì)量與安全。樁的靜荷載試驗(yàn)是確定單樁承載能力、提供合理設(shè)計(jì)參數(shù)以及檢驗(yàn)裝機(jī)質(zhì)量最直觀、最可靠的方法。近年來(lái)，我國(guó)的樁基檢測(cè)技術(shù)，特別是基樁動(dòng)測(cè)技術(shù)得到了飛速發(fā)展?；鶚兜膭?dòng)力測(cè)試，一般是在樁頂施加一激振能量，引起樁身的震動(dòng)，利用特定的儀器記錄下樁身的振動(dòng)信號(hào)并加以分析，從中提取能夠反

14、映樁身性質(zhì)的信息，從而達(dá)到確定樁身材料強(qiáng)度、檢驗(yàn)樁身的完整性、評(píng)價(jià)樁身施工質(zhì)量和樁身承載力等目的。六、鉆探技術(shù)與應(yīng)用巖土工程施工及運(yùn)營(yíng)會(huì)引起巖土性狀和周?chē)h(huán)境條件發(fā)生變化。監(jiān)測(cè)就是在施工期和施工后運(yùn)用專(zhuān)用儀器和工藝測(cè)試這些變化,以了解施工產(chǎn)生的影響程度和規(guī)律,科學(xué)地指導(dǎo)設(shè)計(jì)與施工。隨著高科技的發(fā)展,監(jiān)測(cè)技術(shù)日益更新,但基本上可分為淺層和深層監(jiān)測(cè)兩類(lèi),而鉆孔是實(shí)現(xiàn)深層監(jiān)測(cè)的重要手段。下面結(jié)合工程實(shí)例,從深部土壓力測(cè)試、分層位移(垂直和水平)測(cè)試和基樁抽芯三方面介紹鉆探技術(shù)的具體運(yùn)用。深部土壓力測(cè)試鉆孔:為了減少地基土的擾動(dòng)范圍和程度,終孔直徑應(yīng)比壓力盒直徑大一級(jí),采用注水回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝以壓差護(hù)孔。

15、埋盒:先回填同類(lèi)土,夯平孔底,再用自制工具兜吊裝壓力盒,要求膜面朝向被測(cè)壓力方向,傾角10?；靥?選用原位土體填孔壓密,要求密實(shí)度接近原狀土,一段時(shí)間后補(bǔ)填,方可施加測(cè)試荷載。分層位移測(cè)試1、鉆孔時(shí)采用合金回轉(zhuǎn)、套管護(hù)壁工藝。要求套管總長(zhǎng)小于孔深1.52.0以上,便于回填料箍住沉降管總成底部;上段套管安裝多段0.5/根的短節(jié),確保拔管時(shí)沉降管總成不上升。2、安裝前,測(cè)試管底部均應(yīng)采用透水隔泥砂裝置。透水是為了減少浮力,隔泥砂是為了確保探測(cè)器順利沉入管底測(cè)試點(diǎn)。安裝時(shí),需在管內(nèi)灌水,逐段連接。3、管底到位后,在測(cè)試管外壁和孔內(nèi)壁的環(huán)狀間隙中用原位土或中、細(xì)砂加水回填。當(dāng)回填料升至套管底部時(shí),逐段

16、起拔套管,借縮徑作用箍住測(cè)試管下部,及時(shí)回填。4、拔除套管后將底端用砼嵌固的長(zhǎng)約0.6、直徑為127的鋼管套住沉降管總成上端,以提供測(cè)深的基準(zhǔn)點(diǎn);周?chē)蒙炒鼑o(hù),以保護(hù)沉降管總成不堵塞和破壞。抽芯驗(yàn)樁抽芯驗(yàn)樁即在樁體(如鋼筋混凝土樁、攪拌樁和旋噴樁等)內(nèi)鉆孔以檢查樁體質(zhì)量。鉆進(jìn)采用110130的人造金剛石孕鑲平底鉆頭和立軸式油壓巖芯鉆機(jī)及其配套矩形螺紋鉆桿。鉆進(jìn)規(guī)程為中等壓力、較高轉(zhuǎn)速及中等泵量,并保持鉆進(jìn)參數(shù)一致,進(jìn)行勻速鉆進(jìn)。七、巖土工程檢測(cè)技術(shù)前景如今各類(lèi)建設(shè)工程和科學(xué)技術(shù)不斷開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，給巖土工程領(lǐng)域帶來(lái)了巨大的活力，同時(shí)也提出了更高的要求。在巖土測(cè)試工作的開(kāi)展中還存在下列問(wèn)題：手段單一，結(jié)果缺乏科學(xué)合理的解釋?zhuān)芾碇贫炔唤∪藛T培訓(xùn)不及時(shí)等問(wèn)題。今后巖土工程測(cè)試應(yīng)該向以下幾個(gè)方面發(fā)展：取樣標(biāo)準(zhǔn)化；開(kāi)發(fā)新儀器新方法；工程地球物理探測(cè)；現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試、室內(nèi)試驗(yàn)、理論預(yù)測(cè)和數(shù)值反分析法及其再預(yù)測(cè)的有機(jī)結(jié)合與循環(huán)。虛擬測(cè)試技術(shù)將會(huì)在巖土工程測(cè)試技術(shù)中得到較廣泛的應(yīng)用。及時(shí)有效地利用其他學(xué)科科學(xué)技術(shù)的成果，將對(duì)推動(dòng)巖土工程領(lǐng)域的測(cè)試技術(shù)發(fā)展起到越