淺談巖土工程測(cè)試與檢測(cè)技術(shù)的主要內(nèi)容及應(yīng)用

【摘 要】隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑行業(yè)也得到了很大的發(fā)展，由于我國土地資源的緊張，建筑工程在施工中不可避免的會(huì)遇到巖土工程，巖土工程施工是建筑工程項(xiàng)目基礎(chǔ)性施工，關(guān)系到整個(gè)建筑工程項(xiàng)目的施工質(zhì)量，所以，在巖土工程施工中必須采取有效的測(cè)量及檢測(cè)手段，才能保證整個(gè)建筑工程項(xiàng)目的施工質(zhì)量?；诖耍疚木蛶r土工程測(cè)試與檢測(cè)技術(shù)的主要內(nèi)容展開分析與研究，促進(jìn)巖土工程的快速發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】巖土工程；測(cè)試；檢測(cè)

引言

巖土工程隨著我國建筑行業(yè)的快速發(fā)展得到了很大的發(fā)展空間，在巖土工程施工的過程中，由于地理環(huán)境、水文地質(zhì)等因素的影響，必須對(duì)其采取針對(duì)性的測(cè)試及檢測(cè)，所以，要求巖土工程測(cè)試及檢測(cè)技術(shù)不斷的完善，這樣，才能保證工程項(xiàng)目的施工質(zhì)量，巖土工程具有測(cè)試不穩(wěn)定性、施工隱蔽性及操作區(qū)域性等特點(diǎn)，這給巖土工程測(cè)試及檢測(cè)工作提出了更高的要求，通過巖土工程試驗(yàn)結(jié)果，計(jì)算出巖土工程施工需要的相關(guān)參數(shù)，有效的提高巖土工程的經(jīng)濟(jì)效益。

一、巖土工程測(cè)試技術(shù)的分析

巖土工程測(cè)試技術(shù)一般分為巖土工程室內(nèi)試驗(yàn)技術(shù)、巖土工程原位試驗(yàn)技術(shù)和巖土工程現(xiàn)場監(jiān)測(cè)技術(shù)等幾個(gè)方面。在巖土工程原位測(cè)試方面，應(yīng)力場測(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)，隨著巖土工程總體測(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。虛擬巖土工程測(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)展起到越來越重要的作用，如電子測(cè)量技術(shù)、電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、光學(xué)測(cè)試技術(shù)、電、航測(cè)技術(shù)、磁場測(cè)試技術(shù)、聲波測(cè)試技術(shù)、遙感測(cè)試技術(shù)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，巖土工程測(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)果在可信度方面大大提高。

測(cè)試工作是巖土工程在施工中必須進(jìn)行的步驟，巖土工程測(cè)試技術(shù)不僅僅是科學(xué)理論研究及發(fā)展的基礎(chǔ)，也是巖土工程之施工中的實(shí)際所需，巖土工程測(cè)試及檢測(cè)可以有效的保證巖土工程施工質(zhì)量及安全，提高巖土工程的效益，在巖土工程服務(wù)于建設(shè)工程項(xiàng)目的全過程中，巖土工程現(xiàn)場監(jiān)測(cè)及檢測(cè)是巖土工程測(cè)試中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，可以使巖土工程工程師們對(duì)巖土工程上部結(jié)構(gòu)與巖土工程下部巖土地基共同作用的性狀及巖土工程施工和建筑工程項(xiàng)目運(yùn)營過程的認(rèn)識(shí)在理論和實(shí)踐上更加完善。依據(jù)巖土工程監(jiān)測(cè)結(jié)果，利用反演分析的方法，求出能使巖土工程測(cè)試?yán)碚摲治雠c巖土工程實(shí)測(cè)基本一致的工程參數(shù)。巖土工程測(cè)試包括巖土工程室內(nèi)土工試驗(yàn)、巖土工程巖體力學(xué)實(shí)驗(yàn)、巖土工程原位測(cè)試、巖土工程原型實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場監(jiān)測(cè)等，在整個(gè)巖土工程中占有特殊而重要的作用。

二、室內(nèi)土工試驗(yàn)

主要是分析和試驗(yàn)土的物理、化學(xué)以及力學(xué)等性能。目前，土工試驗(yàn)可以劃分為多種類型，如判別試驗(yàn)、化學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)、物理性質(zhì)試驗(yàn)等等。在具體工程實(shí)踐中，土的化學(xué)分析和礦物分析一般是可以省略掉的?；瘜W(xué)分析，主要是對(duì)土中石膏、易溶鹽以及難溶鹽碳酸鈣的含量、離子交換量以及酸堿度等進(jìn)行測(cè)定。在巖土工程中，將礦物分析法應(yīng)用過來，可以對(duì)粘土礦物類型進(jìn)行測(cè)定，通過化學(xué)分析，可以將礦物類型給確定下來，另外，還可以將其他的一系列物理化學(xué)分析法給應(yīng)用過來，如差熱分析、X射線衍射分析等。在室內(nèi)土工試驗(yàn)中，粒徑分析試驗(yàn)也是非常重要的一個(gè)方面。這種試驗(yàn)具體指的是對(duì)一定量的土進(jìn)行烘干碾撒之后，進(jìn)行過篩和稱重，對(duì)各粒徑范圍內(nèi)土粒重的百分?jǐn)?shù)進(jìn)行確定等等。如果土團(tuán)粒在兩毫米以內(nèi)，在水中充分浸潤和分散，就可以將2毫米到0.1毫米之間的細(xì)篩給得出來。如果細(xì)粒土在0.1毫米以下，那么要想對(duì)其粒徑含量進(jìn)行確定，就可以將移液管法或者比重計(jì)法給應(yīng)用過來。有機(jī)結(jié)合篩分法、比重計(jì)法以及粒徑分析試驗(yàn)等，通過實(shí)驗(yàn)，來對(duì)土樣的粒徑分布曲線供土分類給繪制出來。

三、巖體力學(xué)試驗(yàn)

通過巖體力學(xué)試驗(yàn)，可以對(duì)常規(guī)力學(xué)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試，并且對(duì)巖體變形與破壞機(jī)理進(jìn)行分析和研究。以單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)為例，巖體的單軸抗壓強(qiáng)度指的是在單向受壓直到破壞的過程中，巖體試樣單位面積上承受的最大壓應(yīng)力，我們也可以將其簡稱為抗壓強(qiáng)度。一般可以分為干抗壓強(qiáng)度和飽和抗壓強(qiáng)度兩種類型，這種劃分依據(jù)是巖石含水狀態(tài)的差異。通常情況下，在壓力機(jī)上直接壓壞標(biāo)準(zhǔn)試樣就可以將巖石的單軸抗壓強(qiáng)度給測(cè)出來，巖石單軸壓縮變形試驗(yàn)也可以同時(shí)進(jìn)行。通過巖石單軸抗壓強(qiáng)度，可以對(duì)巖體強(qiáng)度進(jìn)行分級(jí)，并且描述巖性。

四、巖土的原位測(cè)試技術(shù)

一般情況下，巖土的原位測(cè)試指的是將現(xiàn)場地基土的天然結(jié)構(gòu)以及含水量和應(yīng)力狀態(tài)保持下去，測(cè)定地基土的物理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)。借助于理論分析或者一些計(jì)算公式，來測(cè)定物理力學(xué)指標(biāo)，對(duì)巖土的工程性能和狀態(tài)進(jìn)行評(píng)定。部分巖土工程因?yàn)橛兄^為復(fù)雜的地質(zhì)條件、結(jié)構(gòu)條件和荷載條件，如果采用單純的理論加計(jì)算方法，無法對(duì)土體的應(yīng)力——應(yīng)變變化進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)計(jì)，在室內(nèi)也無法對(duì)現(xiàn)場地層條件和荷載條件等進(jìn)行模擬。因此，就可以通過原位試驗(yàn)，來提供更加可靠的資料。在對(duì)巖土工程進(jìn)行檢測(cè)和監(jiān)測(cè)中，原位測(cè)試是一種非常重要的方法，它可以獲取到巖土體的實(shí)際參數(shù)，通常利用其來檢測(cè)施工過程中或者加固處理地基之后，地基土的物理力學(xué)性質(zhì)及狀態(tài)變化情況。一般可以將巖土的原位測(cè)試劃分為兩種類型，分別是原位實(shí)驗(yàn)和原位監(jiān)測(cè)，前者是對(duì)實(shí)際參數(shù)進(jìn)行獲取，后者則是將施工控制和反演分析參數(shù)給提供出來。

通過實(shí)踐研究表明，原位測(cè)試具有一系列的優(yōu)點(diǎn)，不會(huì)有過去取土樣遇到的困難出現(xiàn)，可以對(duì)無法采取不擾動(dòng)土樣的土層進(jìn)行試驗(yàn)；試驗(yàn)是在原位應(yīng)力條件下進(jìn)行的，在采樣的過程中，應(yīng)力釋放的影響可以得到有效的減小。在試驗(yàn)中，需要選用較大體積的巖土體，有著較強(qiáng)的代表性。工作效率可以得到有效提高，進(jìn)而在較大程度上縮短可實(shí)驗(yàn)的周期。

雖然原位測(cè)試有著一系列的優(yōu)點(diǎn)，但是也有缺點(diǎn)存在，不同的原位測(cè)試有著不同的適用條件，有著較強(qiáng)的針對(duì)性，如果采用了不恰當(dāng)?shù)姆椒ǎ蜁?huì)在很大程度上影響到結(jié)果的準(zhǔn)確性。在統(tǒng)計(jì)關(guān)系的基礎(chǔ)上，通過原位測(cè)試，才可以將參數(shù)以及土的工程性質(zhì)給得出來。有諸多因素都會(huì)影響到原位測(cè)試結(jié)果，那么就無法對(duì)對(duì)策定制的準(zhǔn)確性進(jìn)行科學(xué)判斷。通過試驗(yàn)表明，會(huì)有不一致的問題存在于原位測(cè)試中主應(yīng)力方向和實(shí)際巖土工程問題中多變的主應(yīng)力方向之間。像靜力載荷試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、十字板剪切試驗(yàn)以及圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn)等都是常見的原位測(cè)試。

五、現(xiàn)場監(jiān)控

巖土工程現(xiàn)場監(jiān)控就是以實(shí)際工程作為對(duì)象，在巖土工程施工期及巖土工程施工后期對(duì)整個(gè)巖土體和地下結(jié)構(gòu)以及周圍環(huán)境，在事先設(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)場觀測(cè)。巖土工程現(xiàn)場監(jiān)測(cè)工作主要包括三個(gè)方面內(nèi)容：①對(duì)巖土工程所受到的施工作用、各類荷載的大小以及巖土工程在這些荷載作用下反應(yīng)性狀的監(jiān)測(cè)。②對(duì)巖土工程建設(shè)中或運(yùn)營中結(jié)構(gòu)物的監(jiān)測(cè)。③監(jiān)測(cè)巖土工程在施工及巖土工程運(yùn)營過程中對(duì)周圍環(huán)境的影響，比如對(duì)巖土工程地基加固的檢驗(yàn)與檢測(cè)。

在建筑工程施工中要選擇良好的地質(zhì)條件，但是，有的建筑工程項(xiàng)目不得不在巖土工程地基上進(jìn)行修建。因此，為了保證建筑工程項(xiàng)目的施工質(zhì)量，往往需要通過巖土工程現(xiàn)場測(cè)試對(duì)加固效果進(jìn)行嚴(yán)格的巖土工程監(jiān)測(cè)與檢測(cè)。巖土工程現(xiàn)場測(cè)試可以為巖土工程設(shè)計(jì)提供依據(jù)；對(duì)巖土工程施工過程進(jìn)行控制、檢驗(yàn)和指導(dǎo)；為理論研究提供試驗(yàn)手段。但是巖土工程現(xiàn)場測(cè)試在地基加固過程中需要注意下列問題：加固后的巖土工程現(xiàn)場測(cè)試應(yīng)在巖土工程地基加固施工結(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，前后兩次巖土工程測(cè)試應(yīng)盡量由同一組織人員、用同一儀器、按統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行；由于巖土工程各種測(cè)試方法都有一定的適用范圍，故必須根據(jù)巖土工程測(cè)試目的和現(xiàn)場條件，選用最好的方法；無論何種巖土工程測(cè)試方法都有一定的局限性，應(yīng)盡可能采用多種方法，進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，有效的保證巖土工程的施工質(zhì)量，促進(jìn)巖土工程的快速發(fā)展。

結(jié)束語

隨著我國科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，巖土工程施工技術(shù)也在不斷的發(fā)展，同時(shí)，人們對(duì)巖土工程施工技術(shù)提出了更高的要求。反觀巖土工程測(cè)試及檢測(cè)，是保證巖土工程施工質(zhì)量的關(guān)鍵，也是保證整個(gè)建筑工程項(xiàng)目適用性及施工難易程度的關(guān)鍵，對(duì)建筑工程項(xiàng)目的快速發(fā)展有著至關(guān)重要的意義。所以，提高巖土工程的測(cè)量技術(shù)，才能有效的提高巖土工程施工質(zhì)量及施工效率，推動(dòng)巖土工程的快速發(fā)展。

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