原位測(cè)試技術(shù)與工程勘察應(yīng)用分析

梁彥

摘要：原位測(cè)試技術(shù)在工程勘察工作中產(chǎn)生的效果極高，合理的應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)，不僅可以提升勘察速度，優(yōu)化勘察方式，還可以有效地檢測(cè)出巖土體自身所具備的特點(diǎn)，使得勘察結(jié)果更加具備準(zhǔn)確性。在本文中，重點(diǎn)分析了原位測(cè)試技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和不足之處，明確論述了原位測(cè)試技術(shù)與工程勘察應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：原位測(cè)試技術(shù);工程勘察應(yīng)用

在以往工程開(kāi)展過(guò)程中，經(jīng)常使用傳統(tǒng)的方式實(shí)施勘察工作，該項(xiàng)方式是基于鉆探施工的基礎(chǔ)上，技術(shù)人員通過(guò)詳細(xì)的勘察施工現(xiàn)場(chǎng)并且依照獲取的結(jié)果來(lái)劃分出場(chǎng)地的巖土層，明確各個(gè)巖土層的性能以及參數(shù)?？墒牵ぷ髌陂g，因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)判斷對(duì)技術(shù)人員提出的要求比較高，勘察結(jié)果容易受到人為因素的影響，并且，在實(shí)施室內(nèi)試驗(yàn)和巖土試樣工作的時(shí)候，也時(shí)常受各項(xiàng)因素的影響，從一定程度上影響了測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。對(duì)此，使用規(guī)范的原位測(cè)試方式，不斷優(yōu)化和完善檢驗(yàn)結(jié)果是很重要的。

1.對(duì)于原位測(cè)試的特征分析

1.1原位測(cè)試存在的不足之處

從原位測(cè)試實(shí)際情況來(lái)看，其具備復(fù)雜性特征，實(shí)施測(cè)試工作的時(shí)候，如果僅僅是對(duì)特定參數(shù)加以測(cè)試，那么很難將其準(zhǔn)確的計(jì)算出來(lái)，人們針對(duì)這一現(xiàn)象，經(jīng)常做出一些簡(jiǎn)單性的假設(shè)，以此確定邊界條件和參數(shù)，可是，這樣一來(lái)，會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性產(chǎn)生一定程度的影響，使其發(fā)生誤差性，最終弱化了整體效果。再者，巖土原位在預(yù)測(cè)巖土隨荷重條件變化參數(shù)的時(shí)候，無(wú)法發(fā)揮出相應(yīng)的經(jīng)過(guò)，再加上原位測(cè)試自身消耗量高，所需時(shí)間多，資金輸出大，因此，人們?yōu)榱斯?jié)省成本和時(shí)間，通常不會(huì)選擇過(guò)多的進(jìn)行試驗(yàn)，使得原位測(cè)試得到的參數(shù)數(shù)目較少，無(wú)法滿足相應(yīng)的需求，從而增加了統(tǒng)計(jì)分析工作的難度。最后，對(duì)于土體原位測(cè)試參數(shù)和工程性質(zhì)之間的聯(lián)系性，依舊是基于大量統(tǒng)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上實(shí)施的，針對(duì)不同特征的土體而言，會(huì)存在較大的差距。

1.2原位測(cè)試的優(yōu)勢(shì)

原位測(cè)試主要是指在巖土體所在的位置處，從巖土體的結(jié)構(gòu)、應(yīng)力狀態(tài)以及濕度入手，然后對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單的測(cè)試。在工作期間，原位測(cè)試具備的優(yōu)勢(shì)如下所示：1在實(shí)施原位測(cè)試工作的時(shí)候，基本上是處于天然應(yīng)力狀態(tài)下實(shí)施的，在此階段中開(kāi)展工作，能夠防止各種問(wèn)題的出現(xiàn)，比如采樣土體自身產(chǎn)生的應(yīng)力釋放情況，使得試驗(yàn)的結(jié)果更加具備準(zhǔn)確性和針對(duì)性。2當(dāng)遇到難以采取原狀土樣的地層時(shí)，可以使用原位測(cè)試方式來(lái)解決這一難度，此種方式能夠直接獲取工程力學(xué)指標(biāo)。3原位測(cè)試方法多種多樣，其能夠測(cè)試的試驗(yàn)數(shù)據(jù)較多，在工作期間，可以從工程實(shí)際開(kāi)展情況入手，在滿足設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上來(lái)尋找與之相符的方式，以此獲取準(zhǔn)確的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)勘察工作效率的提升。

2.原位測(cè)試技術(shù)與工程勘察應(yīng)用

原位測(cè)試包含多種類(lèi)型，對(duì)于技術(shù)人員而言，可以從工程實(shí)際特征入手，使用合理規(guī)范的原位測(cè)試方式來(lái)提升勘察效果，保證勘察質(zhì)量。在本文中，重點(diǎn)論述了經(jīng)常使用的集中原位測(cè)試方式以及應(yīng)用情況。

2.1荷載試驗(yàn)

荷載試驗(yàn)包含三種類(lèi)型，分別為淺層平板載荷試驗(yàn)、深層平板載荷試驗(yàn)以及螺旋板載荷試驗(yàn)，在這一階段中，實(shí)施淺層地基土測(cè)試工作的時(shí)候經(jīng)常使用淺層平板載荷試驗(yàn)，在深層地基土以及大直徑樁的樁端土測(cè)試過(guò)程中，通常使用深層平板荷載試驗(yàn)，并且在工作期間，需要注意，試驗(yàn)深度必須高出5m，而螺旋板荷載試驗(yàn)一般應(yīng)用于深層地基土以及地下水位以下的地基土測(cè)試過(guò)程中。從得出的荷載試驗(yàn)結(jié)果可以看出，承壓板以下應(yīng)力對(duì)范圍內(nèi)巖土體的承載力以及變形模量有著直接的影響。

2.2靜力觸探原位測(cè)試

在進(jìn)行靜力觸探原位測(cè)試試驗(yàn)的時(shí)候，一般是使用靜力觸探儀設(shè)備，借助機(jī)械裝置把測(cè)試探頭均勻壓到被測(cè)試土體內(nèi)，然后依照探頭數(shù)據(jù)來(lái)獲取相關(guān)參數(shù)。從當(dāng)前情況來(lái)看，靜力觸探儀設(shè)備主要包含三個(gè)環(huán)節(jié)，分別是壓入土體進(jìn)行探測(cè)的觸探頭量測(cè)記錄儀表以及把觸探頭壓到土體中的貫入系統(tǒng)。在具體的試驗(yàn)工作中，靜力觸探原位測(cè)試試驗(yàn)因?yàn)榫邆潇`活性以及成本輸出少等特征，被廣泛引到了不同環(huán)境內(nèi)的測(cè)試工作中，并且產(chǎn)生效果極高，未來(lái)值得推廣。

在開(kāi)展靜力觸探試驗(yàn)的時(shí)候，加強(qiáng)對(duì)貫入力的控制力度也是十分重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)于貫入力的控制，要從貫入桿受力性能以及土質(zhì)條件入手，在此過(guò)程中，當(dāng)貫入力控制力度不夠的話，就會(huì)使得觸探頭無(wú)法深入適合的位置，當(dāng)力度較大的時(shí)候，可能會(huì)使得探桿斷裂。

2.3聲波測(cè)試技術(shù)

聲波測(cè)試技術(shù)，其實(shí)是對(duì)剪力波在土體中的傳播速度進(jìn)行分析，通過(guò)和設(shè)備獲取的測(cè)試數(shù)據(jù)結(jié)果相互聯(lián)系在一起，進(jìn)而得出巖土的實(shí)際性質(zhì)。在應(yīng)用期間，應(yīng)當(dāng)將激發(fā)源、加速度傳感器以及計(jì)算采集系統(tǒng)等設(shè)備設(shè)置到被測(cè)試巖土的周?chē)?，然后測(cè)試期間，使用錘子輕輕地敲打激發(fā)源，并且利用傳感器將收集到的信號(hào)運(yùn)到計(jì)算機(jī)采集系統(tǒng)中，以此實(shí)行傳播速度的提升。聲波測(cè)試技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于操作簡(jiǎn)便，并且在不需要鉆孔的情況下，便可以獲取有關(guān)數(shù)據(jù)，不僅檢測(cè)速度較快，與此同時(shí)，還不會(huì)限制工程表面作業(yè)與通行。不過(guò)，在具體工作期間，時(shí)常受巖土體內(nèi)部結(jié)構(gòu)均勻程度以及成分多樣性情況影響，因此，該項(xiàng)技術(shù)需要進(jìn)一步研究和改善，使其更好的應(yīng)用于工程勘察中。

2.4圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn)

根據(jù)類(lèi)型，可以將圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn)劃分為三種類(lèi)型，分別為輕型、重型以及超重型。在這其中，輕型動(dòng)力觸探試驗(yàn)比較適合應(yīng)用到淺層填土、黏性土內(nèi);重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)比較適合應(yīng)用于砂土以及碎石土中;超重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)適合應(yīng)用到密度較大的碎石土內(nèi)。從圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn)獲取的指標(biāo)中可以獲取砂土的密度，明確巖土層的強(qiáng)度，計(jì)算出地基土的承載力。

2.5膨脹土原位膨脹力測(cè)試

一般情況下，膨脹力的測(cè)試方法包含三種類(lèi)型，分別是體積法、回壓法以及壓力膨脹量曲線法，當(dāng)前，因?yàn)檫@三種方法上的性能不同，因此得出的測(cè)試結(jié)果也存在著一定的差距。從實(shí)際情況來(lái)看，回壓法測(cè)試結(jié)果較大，而壓力膨脹量曲線獲取的結(jié)果較小，常體積法獲取的數(shù)據(jù)和實(shí)際膨脹量參數(shù)值更為接近，因此，該種方式應(yīng)用程度較高。不過(guò)，上述三種方式必須在室內(nèi)進(jìn)行，要想實(shí)施原位測(cè)試，還需要進(jìn)一步優(yōu)化和完善，比如，對(duì)壓力-膨脹曲線法進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，達(dá)到在巖土工程現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域進(jìn)行的原位膨脹力測(cè)試試驗(yàn)工作?，F(xiàn)階段，在我國(guó)大多數(shù)巖土工程膨脹土檢測(cè)期間，都引進(jìn)了這一方式，其能夠?yàn)楣こ探ㄔO(shè)以及質(zhì)量提供一定的依據(jù)。

2.6地基靜荷載原位測(cè)試

實(shí)施地基靜荷載測(cè)試試驗(yàn)工作的主要目的是為了測(cè)試出地基的特征以及承載力，并且在計(jì)算的基礎(chǔ)上獲取地基土的固結(jié)系數(shù)，當(dāng)前，經(jīng)常使用的地基靜荷載原位測(cè)試試驗(yàn)主要包含兩種類(lèi)型，分別為平板實(shí)驗(yàn)以及螺旋板試驗(yàn)兩種，該種方式可以在現(xiàn)場(chǎng)原位中更加直接的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，因此，具備的準(zhǔn)確性高，能夠?yàn)槠渌麢z測(cè)方式的應(yīng)用提供相應(yīng)的依據(jù)。不過(guò)，在使用該種方式進(jìn)行試驗(yàn)的時(shí)候，時(shí)長(zhǎng)受到周期以及壓板等因素的影響，并且由于試驗(yàn)期間工作量大，所需材料眾多，經(jīng)常使得條件具備一定的差異性，其中，經(jīng)常使用的測(cè)試設(shè)備為壓重加荷臺(tái)試驗(yàn)裝置，并且在試驗(yàn)期間，反力系統(tǒng)以及觀測(cè)系統(tǒng)全部發(fā)揮出來(lái)重要的效果。

2.7十字板剪切試驗(yàn)

十字板剪切試驗(yàn)比較適合應(yīng)用于測(cè)定飽和軟黏土的不排水抗剪強(qiáng)度以及靈活性，其中，測(cè)試的抗剪強(qiáng)度和天然土層試驗(yàn)深度相似，在天然壓力下固結(jié)的不排水抗剪強(qiáng)度。其中，從理論上來(lái)分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果相當(dāng)于室內(nèi)三軸不排水抗剪總強(qiáng)度，或者是無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度的一半左右。根據(jù)實(shí)際情況和十字板剪切試驗(yàn)結(jié)果得出，可以明確地基土的具體承載力以及單樁承載力，找尋出邊坡自身是否具備穩(wěn)定性。

3.原位測(cè)試技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，因?yàn)樵谌?、?chǔ)運(yùn)、試驗(yàn)的過(guò)程中，還存在著一些問(wèn)題，無(wú)法全面的保證巖土工程的穩(wěn)定性，因此，加大對(duì)原位測(cè)試技術(shù)的應(yīng)用力度逐漸成了工程勘察行業(yè)發(fā)展的必然發(fā)展趨勢(shì)。當(dāng)前，為了滿足不同條件下巖土特性測(cè)試提出的相關(guān)要求，人們對(duì)原位測(cè)試設(shè)備進(jìn)行不斷的研發(fā)和優(yōu)化，設(shè)備的自動(dòng)化及數(shù)字化程度隨之有了明顯的提升，其性能穩(wěn)定性得到了很大程度的保障，安全性有所增強(qiáng)。目前，靜力觸探試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn)、十字板剪切試驗(yàn)、旁壓試驗(yàn)、扁鏟側(cè)脹試驗(yàn)、波速測(cè)試等技術(shù)已經(jīng)在勘察工作中廣泛應(yīng)用，在這一現(xiàn)狀下，我國(guó)的巖土工程勘察行業(yè)得到了穩(wěn)定快速的發(fā)展。

4.結(jié)語(yǔ)

在社會(huì)發(fā)展過(guò)程中，巖土工程起到了十分重要的作用，合理的應(yīng)用各項(xiàng)技術(shù)，不僅可以提升巖土工程效率，與此同時(shí)，還可以保障工程質(zhì)量。原位測(cè)試本身是現(xiàn)代巖土工程勘察期間十分重要的一項(xiàng)技術(shù)，其發(fā)揮的優(yōu)勢(shì)較大，加強(qiáng)對(duì)其的研究和完善力度是很有必要的。

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