原位測試技術(shù)在巖土工程中的應(yīng)用解析

郝秋爽

唐山市規(guī)劃建筑設(shè)計研究院

原位測試技術(shù)在巖土工程中的應(yīng)用解析

郝秋爽

唐山市規(guī)劃建筑設(shè)計研究院

在進(jìn)行巖土工程的實施中，由于受到巖體復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)成及環(huán)境條件等的干擾，使得巖土工程施工還有待完善。原位測試技術(shù)作為一種進(jìn)行巖土物理學(xué)性能指標(biāo)的實驗方法，因為發(fā)揮的重要作用，而成為巖土測試中必不可少的組成部分。本文結(jié)合對原位測試相關(guān)特點及其在巖土工程中的作用分析，對其具體的應(yīng)用范圍進(jìn)行詳細(xì)的列述，希望能夠為以后的巖土工程實施帶來技術(shù)指導(dǎo)和參考。

原位測試技術(shù)；巖土工程；應(yīng)用；解析

1 前言

我國是一個國土面積非常遼闊的國家，各個區(qū)域的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和環(huán)境也有著很大的區(qū)別，這就使得各地的巖土種類也呈現(xiàn)了多樣性。對于這些區(qū)域的巖土工程施工建設(shè)來說，如何對去巖土性質(zhì)進(jìn)行準(zhǔn)確的分析和參數(shù)確定，將對整個項目建設(shè)來說具有非常重要的意義。很長時間以來，原位測試都是作為巖土工程性質(zhì)的主要測試手段，來進(jìn)行巖土狀態(tài)下的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，含水量及應(yīng)力情況監(jiān)測。所以原位測試已經(jīng)成為巖土工程勘察的主要組成部分之一。所以，在當(dāng)前的土木工程施工環(huán)境中，加強對原位測試的技術(shù)研究和應(yīng)用，是具有十分重要的現(xiàn)實意義的。

2 原位測試所發(fā)揮的積極作用

首先，通過原位測試技術(shù)能夠?qū)r土的基本情況有個準(zhǔn)確的了解，同時還能夠分析到整個巖土形成過程及相關(guān)的物質(zhì)組成是否符合工程建設(shè)的規(guī)劃要求，是否會影響到土木施工。因為工程的實施與其相關(guān)的施工環(huán)境是緊密聯(lián)系的。這樣在原位測試啥時候，項目管理人員和設(shè)計人員就能夠嚴(yán)格部署工程實施，從而為施工規(guī)劃提供可靠地數(shù)據(jù)和材料支撐。其次，以原位測試為基礎(chǔ)的巖土式樣測試，可以實現(xiàn)對巖土物理、力學(xué)、動力招標(biāo)及滲透性指標(biāo)的全方位數(shù)據(jù)獲取，這些數(shù)據(jù)的獲得能夠為工程設(shè)計提供有效的依據(jù)，從而實現(xiàn)了工程實施的可能性規(guī)劃。最后，巖土的原位測試技術(shù)實施，能夠有效的提升工程施工質(zhì)量，使得工程建設(shè)緊緊圍繞施工設(shè)計開展，從而不會導(dǎo)致施工誤差的出現(xiàn)。

3 原位測試技術(shù)實施的相關(guān)特征

3.1 原位測試技術(shù)雖然應(yīng)力測試復(fù)雜，但是可以盡量的在不擾動周圍地質(zhì)環(huán)境的情況下進(jìn)行取土實驗。同時能夠?qū)崿F(xiàn)對難以取動的不擾動土的相關(guān)力學(xué)工程性質(zhì)，避免取土中的應(yīng)力釋放。且實驗結(jié)果影響范圍廣，具有較強的代表性。不過對于巖土的復(fù)雜應(yīng)力條件來說，原位測試很難在實際中進(jìn)行某一個準(zhǔn)確參數(shù)的直觀確定。

3.2 原位測試技術(shù)有其各自的適用條件。很多原位測試的實驗必須是建立在統(tǒng)計經(jīng)驗的基礎(chǔ)上的，因為對于應(yīng)力測試的結(jié)果，會有很多復(fù)雜影響因素，這就導(dǎo)致測定結(jié)果的判斷具有一定的難度。所以，實際應(yīng)用中很難通過某一個單純的應(yīng)力測試實驗來直觀地確定巖土體的參數(shù)。

3.3 原位測試的實驗結(jié)果理想的是能夠直接感應(yīng)原位土層的相關(guān)物理學(xué)形狀。能夠?qū)Σ灰撞扇〉脑瓲顖D樣進(jìn)行測試。同時為了取得精確的測試數(shù)據(jù)，還可以通過重復(fù)多次的實驗來進(jìn)行測試結(jié)果獲取。

4 幾種主要的原位測試技術(shù)及相關(guān)的應(yīng)用分析

4.1 靜態(tài)力觸探索。根據(jù)一定的技術(shù)規(guī)范要求，通過機械設(shè)備附屬的形式將某一確定規(guī)格的圓錐形探頭均勻的壓入巖土中，進(jìn)行探頭阻力的測定。在阻力數(shù)據(jù)確定后再結(jié)合測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行地基力學(xué)性能分層測定，并在此根據(jù)測定數(shù)據(jù)來判斷定土的具體類型和相關(guān)區(qū)域的地基土基本參數(shù)。同時能夠測定本區(qū)域的沙土是否具有液化的可能，以及在此環(huán)境中進(jìn)行潛部建設(shè)的承載力，單樁豎向承載力等的具體測定。

4.2 動態(tài)力觸探。這種觸探同時具備勘察和測試兩個性能。具體的操作是以穿心錘的不同質(zhì)量和提升高度為基礎(chǔ)。動力觸探也可以分為輕型觸探、重型觸探和超重型動力觸探。這種方式主要用于碎石土的密實度衡量，所選的型號要根據(jù)平均粒徑和最大粒徑進(jìn)行具體選擇。目前國內(nèi)的土木工程實施觸探技術(shù)大多以動力觸探力學(xué)分層為主，以此來獲取巖土相關(guān)地質(zhì)數(shù)據(jù)和工程施工數(shù)據(jù)。

4.3 扁鏟側(cè)脹實驗方法。這種測試技術(shù)主要是借助一塊尺寸在95mm*200m*15mm的鋼制作扁平鏟塊來記性巖土取樣。具體的實驗過程中，鏟塊壓入深度具體間隔情況以實際的地質(zhì)情況來具體確定，一般在0.2m，沒插入一個間隔深度，就要停止下壓并向鋼膜施加壓力，記下兩次間隔下的壓力值，盡而最終獲取到地基土的相關(guān)參數(shù)。

4.4 十字板剪切試驗。主要的實施是借助一塊十字形的板頭來進(jìn)行速率旋轉(zhuǎn)，盡而測定出旋轉(zhuǎn)是的相關(guān)土層抵抗力矩，并據(jù)此推斷出地基土的不排水抗剪強度。當(dāng)前的十字板剪切試驗技術(shù)主要是來測定較強飽和度軟黏土的抗剪強度和靈敏度，同時對地基的加固效果，容許承載力，以及強度變化規(guī)律進(jìn)行確定。

4.5 巖土的原位應(yīng)力測試。這主要應(yīng)用在巖土原始應(yīng)力條件無法改變的原始位置的測試，以孔壁、孔底及表面應(yīng)力測試為主。這種方法主要是先測出巖體應(yīng)變值，再進(jìn)行巖體應(yīng)變與應(yīng)力的關(guān)系確定，從而測定應(yīng)力值鉆孔巖心法的雙向及三項應(yīng)力。

4.6 靜載應(yīng)力測試。以接近于豎向的抗壓樁工作條件測試，來進(jìn)行單樁豎向的極限承載力測試，在試樁頂部進(jìn)行2-3層的樁頂配置加密網(wǎng)，或者進(jìn)行薄鋼板圓筒做成的加勁箍混澆，以高標(biāo)號來抹平砂漿樁頂。

4.7 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗。通過將SPT錘將鉆桿底部的對開管式貫入器打入鉆孔孔底的巖體，根據(jù)測試的需要取得土樣。目前此方法主要應(yīng)用于劃分風(fēng)化巖與殘積土的界限的測試應(yīng)用。

4.8 旁壓試驗。在應(yīng)用此方法時主要是通過將圓柱形旁壓器豎直放入巖體，然后不斷對旁壓器在豎直的孔內(nèi)加壓，不斷通過使旁壓膜膨脹，使得旁壓膜不斷將壓力傳給周圍的巖體，從而使巖體隨著加力的變化使得巖體產(chǎn)生變形直至破壞，從而取得地基土在水平方向的應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)關(guān)系。

結(jié)語

總而言之，原位測試技術(shù)在進(jìn)行巖土工程的物力性能試驗過程中起到了關(guān)鍵的作用，是巖土工程測試的一種主要方法。隨著國內(nèi)巖土工程的數(shù)量不斷增加，原位測試也在工程建設(shè)中贏得了非常廣泛的使用空間，在推動工程建設(shè)方面的作用是非常積極的。但原位測試在具體應(yīng)用中還是因為一些問題的存在，使得原位測試的作用無法徹底的發(fā)揮。這就需要測試技術(shù)人員能夠不斷的進(jìn)行原位測試技術(shù)的原理分析，以實現(xiàn)測試水平的提升來更好的服務(wù)于工程建設(shè)需求。

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