巖土測(cè)試技術(shù)

確定場(chǎng)地的適宜性為巖土工程設(shè)計(jì)提供資料保證巖土工程或基礎(chǔ)工程的順利進(jìn)行對(duì)建筑物長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，保證建筑物的正常運(yùn)營(yíng)工程事故的鑒定和論證2、巖土測(cè)試的作用1第1頁(yè)/共60頁(yè)第一頁(yè)，共61頁(yè)。第一章緒論一、巖土測(cè)試的目的與作用二、巖土測(cè)試方法分類(lèi)三、各類(lèi)巖土測(cè)試方法四、巖土測(cè)試技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)2第2頁(yè)/共60頁(yè)第二頁(yè)，共61頁(yè)。1、根據(jù)測(cè)試的作用分為進(jìn)行勘察場(chǎng)地條件而進(jìn)行的測(cè)試為進(jìn)行工程評(píng)價(jià)和設(shè)計(jì)而進(jìn)行的測(cè)試為服務(wù)于施工而進(jìn)行的測(cè)試為檢驗(yàn)工程質(zhì)量而進(jìn)行的設(shè)計(jì)3第3頁(yè)/共60頁(yè)第三頁(yè)，共61頁(yè)。2、根據(jù)測(cè)試的對(duì)象分巖石（巖體）的測(cè)試土（土體）的測(cè)試4第4頁(yè)/共60頁(yè)第四頁(yè)，共61頁(yè)。3、根據(jù)測(cè)試的項(xiàng)目分物理性質(zhì)方面的測(cè)試水理性質(zhì)方面的測(cè)試力學(xué)性質(zhì)方面的測(cè)試應(yīng)力位移方面的測(cè)試5第5頁(yè)/共60頁(yè)第五頁(yè)，共61頁(yè)。4、根據(jù)測(cè)試的場(chǎng)地條件分原位測(cè)試室內(nèi)測(cè)試6第6頁(yè)/共60頁(yè)第六頁(yè)，共61頁(yè)。5土體原位測(cè)試方法很多，可以歸納為下列兩類(lèi)：

(1)土層剖面測(cè)試法(loggingorstratigraphicprofilingmethods)：主要包括靜力觸探、動(dòng)力觸探、扁鏟松脹儀試驗(yàn)及波速法等。

土層剖面測(cè)試法具有可連續(xù)進(jìn)行、快速經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)。

(2)專(zhuān)門(mén)測(cè)試法(specifictestmethods)：主要包括載荷試驗(yàn)、旁壓試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入實(shí)驗(yàn)、抽水和注水試驗(yàn)、十字板剪切試驗(yàn)等。

土的專(zhuān)門(mén)測(cè)試法可得到土層中關(guān)鍵部位土的各種工程性質(zhì)指標(biāo)，精度高，測(cè)試成果可直接供設(shè)計(jì)部門(mén)使用。其精度超過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)的成果。第7頁(yè)/共60頁(yè)第七頁(yè)，共61頁(yè)。第一章緒論一、巖土測(cè)試的目的與作用二、巖土測(cè)試方法分類(lèi)三、各類(lèi)巖土測(cè)試方法四、巖土測(cè)試技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)8第8頁(yè)/共60頁(yè)第八頁(yè)，共61頁(yè)。1、巖土室內(nèi)試驗(yàn)土體的室內(nèi)試驗(yàn)（LaboratorySoilTest）,室內(nèi)土工試驗(yàn)，包括土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定、土的動(dòng)力特性試驗(yàn)、粘土礦物分析等。巖石的室內(nèi)試驗(yàn)（LaboratoryRockTest）包括巖石水理性質(zhì)試驗(yàn)、巖石強(qiáng)度和變形試驗(yàn)、巖石結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)、巖石軟弱夾層剪切蠕變?cè)囼?yàn)、巖石點(diǎn)荷載強(qiáng)度試驗(yàn)等等。9第9頁(yè)/共60頁(yè)第九頁(yè)，共61頁(yè)。塑限試驗(yàn)10第10頁(yè)/共60頁(yè)第十頁(yè)，共61頁(yè)。篩分法用一套孔徑不同的篩子，按從上至下篩孔逐漸減小放置。將事先稱(chēng)過(guò)質(zhì)量的烘干土樣過(guò)篩，稱(chēng)出留在各篩上的土質(zhì)量，然后計(jì)算其占總土粒質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)11第11頁(yè)/共60頁(yè)第十一頁(yè)，共61頁(yè)。比重計(jì)法利用不同大小的土粒在水中的沉降速度不同來(lái)確定小于某粒徑的土粒含量12第12頁(yè)/共60頁(yè)第十二頁(yè)，共61頁(yè)。測(cè)定土粒密度（比重）：比重瓶法13第13頁(yè)/共60頁(yè)第十三頁(yè)，共61頁(yè)。測(cè)定土的密度：環(huán)刀法環(huán)刀的容積V=60cm3；環(huán)刀的質(zhì)量m1；環(huán)刀和土的質(zhì)量m2；14第14頁(yè)/共60頁(yè)第十四頁(yè)，共61頁(yè)。測(cè)定土的含水量：烘干法稱(chēng)量盒質(zhì)量m0；稱(chēng)量盒加濕土質(zhì)量m1；稱(chēng)量盒加干土質(zhì)量m2；15第15頁(yè)/共60頁(yè)第十五頁(yè)，共61頁(yè)。測(cè)定粘性土的液塑（錐式液限儀）

0.75N，錐角30°，錐體下沉深度為10mm，所對(duì)應(yīng)的含水量為粘性土的液限（放錐15秒）16第16頁(yè)/共60頁(yè)第十六頁(yè)，共61頁(yè)。液限試驗(yàn)17第17頁(yè)/共60頁(yè)第十七頁(yè)，共61頁(yè)。土的直剪試驗(yàn)18第18頁(yè)/共60頁(yè)第十八頁(yè)，共61頁(yè)。壓縮試驗(yàn)19第19頁(yè)/共60頁(yè)第十九頁(yè)，共61頁(yè)。高壓固結(jié)試驗(yàn)20第20頁(yè)/共60頁(yè)第二十頁(yè)，共61頁(yè)。土靜三軸試驗(yàn)21第21頁(yè)/共60頁(yè)第二十一頁(yè)，共61頁(yè)。土動(dòng)三軸試驗(yàn)22第22頁(yè)/共60頁(yè)第二十二頁(yè)，共61頁(yè)。便攜式剪切儀23第23頁(yè)/共60頁(yè)第二十三頁(yè)，共61頁(yè)。巖石三軸試驗(yàn)24第24頁(yè)/共60頁(yè)第二十四頁(yè)，共61頁(yè)。巖石壓力機(jī)25第25頁(yè)/共60頁(yè)第二十五頁(yè)，共61頁(yè)。巖石伺服機(jī)26第26頁(yè)/共60頁(yè)第二十六頁(yè)，共61頁(yè)。2、原位測(cè)試（In-SituTesting）實(shí)驗(yàn)室試件小尺寸，不能完全確切地反映天然狀態(tài)下的巖土性質(zhì)，特別是對(duì)難于采取原狀結(jié)構(gòu)樣品的巖土體。野外試驗(yàn)亦稱(chēng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、就地試驗(yàn)、原位測(cè)試。

原位測(cè)試：在巖土體原有的位置上，在保持巖土的天然結(jié)構(gòu)、天然含水量以及天然應(yīng)力狀態(tài)條件下測(cè)定巖土性質(zhì)。27第27頁(yè)/共60頁(yè)第二十七頁(yè)，共61頁(yè)。28第28頁(yè)/共60頁(yè)第二十八頁(yè)，共61頁(yè)。（1）原位試驗(yàn)的目的取得可靠的巖土體物理、力學(xué)、水理性質(zhì)指標(biāo)。對(duì)于某些因無(wú)法取原狀樣品進(jìn)行室內(nèi)實(shí)驗(yàn)的巖土體的測(cè)試。如：裂隙化巖石、液態(tài)粘性土（低液限粘土、淤泥）、砂礫。完成或?qū)崿F(xiàn)室內(nèi)無(wú)法測(cè)定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。如：地下洞室圍巖應(yīng)力、巖體裂隙的連通性、透水性、含水層的滲透性等。為施工（基坑開(kāi)挖、地基處理）提供可靠的數(shù)據(jù)。29第29頁(yè)/共60頁(yè)第二十九頁(yè)，共61頁(yè)。（2）優(yōu)點(diǎn)（與室內(nèi)試驗(yàn)比較）不需經(jīng)過(guò)鉆探取樣，直接測(cè)定巖土力學(xué)性質(zhì)，更能真實(shí)反映巖土的天然結(jié)構(gòu)及天然應(yīng)力狀態(tài)下的特性。原位測(cè)試所涉及的土尺寸較室內(nèi)試驗(yàn)樣品要大得多，因而更能反映土的宏觀結(jié)構(gòu)(如裂隙等)對(duì)土的性質(zhì)的影響，比土樣具代表性?？芍貜?fù)進(jìn)行驗(yàn)證，縮短試驗(yàn)周期。30第30頁(yè)/共60頁(yè)第三十頁(yè)，共61頁(yè)。（3）原位試驗(yàn)的分類(lèi)1）按測(cè)試內(nèi)容:巖土力學(xué)性質(zhì)的野外測(cè)定巖體應(yīng)力測(cè)定水文地質(zhì)試驗(yàn)：改善土、石性能的試驗(yàn)31第31頁(yè)/共60頁(yè)第三十一頁(yè)，共61頁(yè)。土體原位測(cè)試靜力觸探圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)載荷試驗(yàn)旁壓試驗(yàn)十字板剪切試驗(yàn)巖體原位測(cè)試巖體變形測(cè)試巖體強(qiáng)度測(cè)試巖體應(yīng)力測(cè)試巖體滲透試驗(yàn)原位測(cè)試2）從測(cè)試對(duì)象角度分：32第32頁(yè)/共60頁(yè)第三十二頁(yè)，共61頁(yè)。33承壓板法狹縫法鉆孔變形法水壓洞室法單(雙)軸壓縮試驗(yàn)法聲波法地震波法原位巖體變形試驗(yàn)靜力法動(dòng)力法第33頁(yè)/共60頁(yè)第三十三頁(yè)，共61頁(yè)。34天然應(yīng)力的量測(cè)方法水壓致裂法應(yīng)力恢復(fù)法（扁千斤頂法）套芯應(yīng)力解除法光彈法聲發(fā)射法X射線法第34頁(yè)/共60頁(yè)第三十四頁(yè)，共61頁(yè)。在工程現(xiàn)場(chǎng)，(基本)不擾動(dòng)，測(cè)試土層，獲得其物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)及劃分土層。土層剖面測(cè)試法(loggingorstratigraphicprofilingmethods)：靜力觸探、動(dòng)力觸探、扁鏟松脹儀試驗(yàn)及波速法等?？蛇B續(xù)進(jìn)行、快速經(jīng)濟(jì)專(zhuān)門(mén)測(cè)試法(specifictestmethods)：載荷試驗(yàn)、旁壓試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入實(shí)驗(yàn)、抽注水試驗(yàn)、十字板剪切試驗(yàn)等。

可得到土層中關(guān)鍵部位土的各種工程性質(zhì)指標(biāo)，精度高，超過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)的成果，可直接供設(shè)計(jì)部門(mén)使用。（4）土體原位測(cè)試35第35頁(yè)/共60頁(yè)第三十五頁(yè)，共61頁(yè)。土層土類(lèi)劃分；求天然地基承載力；測(cè)定土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)；在樁基勘察中的應(yīng)用；評(píng)價(jià)砂土和粉土的地震液化；求解土的固結(jié)系數(shù)、滲透系數(shù)及不排水抗剪強(qiáng)度等；檢驗(yàn)壓實(shí)填土的質(zhì)量及強(qiáng)夯效果；進(jìn)行淺基礎(chǔ)的沉降計(jì)算；其它。土體原位測(cè)試的應(yīng)用36第36頁(yè)/共60頁(yè)第三十六頁(yè)，共61頁(yè)。巖體與土體相比，具有強(qiáng)度高、有結(jié)構(gòu)面、有不同于自重應(yīng)力場(chǎng)的天然應(yīng)力場(chǎng)、地下水一般為裂隙水等，測(cè)試內(nèi)容與方法也不同。包括：巖體的變形測(cè)試、巖體的強(qiáng)度測(cè)試、巖體原位應(yīng)力測(cè)量、巖體滲透性測(cè)試、洞室?guī)r體變形量測(cè)等（5）巖體原位測(cè)試37第37頁(yè)/共60頁(yè)第三十七頁(yè)，共61頁(yè)。根據(jù)工程要求，如所要求測(cè)試的指標(biāo)及其精度等；根據(jù)地基條件，如地基土的種類(lèi)及所要勘探與測(cè)試的深度；根據(jù)現(xiàn)有測(cè)試設(shè)備與人員的技術(shù)水平；根據(jù)工程規(guī)模與經(jīng)費(fèi)。（6）原位測(cè)試方法選用原則38第38頁(yè)/共60頁(yè)第三十八頁(yè)，共61頁(yè)。3、工程物探（EngineeringGeophysics）用專(zhuān)門(mén)的儀器來(lái)探測(cè)各種地質(zhì)體物理場(chǎng)的分布情況，對(duì)其數(shù)據(jù)及繪制的曲線進(jìn)行分析解釋?zhuān)瑒澐值貙?，判斷地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件及各種不良的地質(zhì)現(xiàn)象的一種勘探方法。包括電法勘探、電磁法勘探、淺層地震勘探、波速勘探、地面運(yùn)動(dòng)測(cè)試、地微震測(cè)試、塊體基礎(chǔ)測(cè)試、測(cè)井與井下電視等。39第39頁(yè)/共60頁(yè)第三十九頁(yè)，共61頁(yè)。40第40頁(yè)/共60頁(yè)第四十頁(yè)，共61頁(yè)。41第41頁(yè)/共60頁(yè)第四十一頁(yè)，共61頁(yè)。42第42頁(yè)/共60頁(yè)第四十二頁(yè)，共61頁(yè)。4、工程施工測(cè)量與檢驗(yàn)監(jiān)測(cè)巖土工程施工測(cè)量與檢驗(yàn)監(jiān)測(cè)（GeotechnicalConstructionMeasurementandInspectionMonitoring）主要包括施工期測(cè)量、樁基動(dòng)測(cè)、土壓力和孔隙水壓力觀測(cè)、沉降與變形觀測(cè)、邊坡變形監(jiān)測(cè)、地下洞室圍巖觀測(cè)和大壩原位觀測(cè)等。43第43頁(yè)/共60頁(yè)第四十三頁(yè)，共61頁(yè)。44第44頁(yè)/共60頁(yè)第四十四頁(yè)，共61頁(yè)。45第45頁(yè)/共60頁(yè)第四十五頁(yè)，共61頁(yè)。46第46頁(yè)/共60頁(yè)第四十六頁(yè)，共61頁(yè)。47第47頁(yè)/共60頁(yè)第四十七頁(yè)，共61頁(yè)。48第48頁(yè)/共60頁(yè)第四十八頁(yè)，共61頁(yè)。49第49頁(yè)/共60頁(yè)第四十九頁(yè)，共61頁(yè)。利用測(cè)斜儀測(cè)量地層位移變化50第50頁(yè)/共60頁(yè)第五十頁(yè)，共61頁(yè)。斜坡變

形

監(jiān)

測(cè)51第51頁(yè)/共60頁(yè)第五十一頁(yè)，共61頁(yè)。變

形

監(jiān)

測(cè)

工

程52第52頁(yè)/共60頁(yè)第五十二頁(yè)，共61頁(yè)。第一章緒論一、巖土測(cè)試的目的與作用二、巖土測(cè)試方法分類(lèi)三、各類(lèi)巖土測(cè)試方法四、巖土測(cè)試技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)五、原位測(cè)試的優(yōu)缺點(diǎn)53第53頁(yè)/共60頁(yè)第五十三頁(yè)，共61頁(yè)。巖土測(cè)試一直受到巖土工程界的重視，巖土工程測(cè)試的方法發(fā)展迅速，新方法不斷出現(xiàn)，應(yīng)用范圍也不斷擴(kuò)大。近年來(lái)我國(guó)巖土工程原位測(cè)試與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控技術(shù)有長(zhǎng)足進(jìn)步，在長(zhǎng)期實(shí)踐過(guò)程中，在測(cè)試儀器和方法，理論分析，成果應(yīng)用等積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。54第54頁(yè)/共60頁(yè)第五十四頁(yè)，共61頁(yè)。不足：手段單一結(jié)果缺乏科學(xué)合理的解釋管理制度不健全人員培訓(xùn)不及時(shí)55第55頁(yè)/共60頁(yè)第五十五頁(yè)，共61頁(yè)。發(fā)展趨勢(shì)：建立健全行業(yè)管理制度，提高人員素質(zhì)，向規(guī)范化發(fā)展取樣技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化新儀器新方法的開(kāi)發(fā)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試、室內(nèi)試驗(yàn)、理論預(yù)測(cè)和數(shù)值反分析及其再預(yù)測(cè)有機(jī)結(jié)合56第56頁(yè)/共60頁(yè)第五十六頁(yè)，共61頁(yè)。第一章緒論一、巖土測(cè)試的目的與作用二、巖土測(cè)試方法分類(lèi)三、各類(lèi)巖土測(cè)試方法四、巖土測(cè)試技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)五、原位測(cè)試的優(yōu)缺點(diǎn)57第57頁(yè)/共60頁(yè)第五十七頁(yè)，共61頁(yè)。5.1優(yōu)點(diǎn)（與室內(nèi)試驗(yàn)比較）不需經(jīng)過(guò)鉆探取樣，直接測(cè)定巖土力學(xué)性質(zhì)，更能真實(shí)反映巖土的天然結(jié)構(gòu)及天然應(yīng)力狀態(tài)下的特性。原位測(cè)試所涉及的土尺寸較室內(nèi)試驗(yàn)樣品要大得多，因而更能反映土的宏觀結(jié)構(gòu)如裂隙等)對(duì)土的性質(zhì)的影響，比土樣具代表性?？芍貜?fù)進(jìn)行驗(yàn)證，縮短試驗(yàn)周期。第58頁(yè)/共60頁(yè)第五十八頁(yè)，共61頁(yè)。5.2缺點(diǎn)（與室內(nèi)試驗(yàn)比較）各種原位測(cè)試有其適用條件

。有些理論往往建立在統(tǒng)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的關(guān)系上

。影響原位測(cè)試成果的因素較為復(fù)雜,使得對(duì)測(cè)定值的準(zhǔn)確判定造成一定的困難

。第59頁(yè)/共60頁(yè)第五十九頁(yè)，共61