原位測試技術(shù)在工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用研究

陶勁軍

（湖南中核建設(shè)工程公司，湖南 長沙 410000）

我國的工程地質(zhì)勘察項目歷史久遠，在漫長的發(fā)展過程中不斷更新，但是其中仍然存在一些問題。隨著原位測試技術(shù)在工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用不斷推廣，很好地解決了我國工程地質(zhì)勘察中存在的一些技術(shù)問題，并且為推動我國的工程地質(zhì)勘察的發(fā)展提供了技術(shù)支持。原位測試技術(shù)在工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用，測定了巖土的工程力學性質(zhì)指標。同時，原位測試技術(shù)也有很多應(yīng)用優(yōu)點。其次，原位測試技術(shù)的適用條件廣泛，常用的原位測試方法多樣，可以滿足不同情況下的工程地質(zhì)勘察[1]。

1 原位測試技術(shù)在工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用概述

（1）測定巖土的工程力學性質(zhì)指標。原位測試技術(shù)通過對原生地自然形態(tài)的各方面測試，來測定巖土的工程力學性質(zhì)指標，為工程地質(zhì)勘察提供數(shù)據(jù)支持。原位測試技術(shù)在地質(zhì)原本自然的結(jié)構(gòu)下，進行天然含水量以及天然承受能力的分析與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)。通過一種更加直觀的方法，由巖土的工程力學性質(zhì)指標來呈現(xiàn)。

（2）原位測試技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)點。原位測試技術(shù)可以測試一些難以測量的工程數(shù)據(jù)，并且可以最大程度的保證其準確性和科學性。其次，原位測試技術(shù)的應(yīng)用可以避免在取樣過程中出現(xiàn)的受力差異，從而最大程度的避免誤差的出現(xiàn)。原位測試技術(shù)也存在影響力廣，代表性強的特點。

（3）原位測試技術(shù)應(yīng)用的缺點。各種原位測試技術(shù)方案的適用條件單一，并且一些測試技術(shù)方法是建立在理論關(guān)系的基礎(chǔ)上的。一些停留在理論層面的原位測試技術(shù)，難以適應(yīng)工程實施的現(xiàn)代化要求。

2 原位測試的適用條件

（1）測試簡單，試驗與實際相差較大的情況。原位測試的試用條件之一就是針對測試技術(shù)簡單，且試驗與實際相差較大的情況。測試簡單情況下的原位測試技術(shù)的應(yīng)用相對來說也比較簡單，能夠保證原位測試技術(shù)的順利進行。同時，試驗與實際相差較大的情況，需要通過原位測試技術(shù)的應(yīng)用來進行實際的操作，從而得到更加客觀的工程地質(zhì)勘察結(jié)果。

（2）受力復雜，缺乏經(jīng)驗，計算漏洞。針對受力復雜，計算漏洞以及專業(yè)人員缺乏經(jīng)驗的情況，也有與之匹配的原位測試技術(shù)方案。由于受力情況復雜，普通的地質(zhì)勘察應(yīng)用技術(shù)難以保證結(jié)果的準確性，就需要原位測試技術(shù)的應(yīng)用。專業(yè)技術(shù)人員缺乏經(jīng)驗的情況下，也更加適用于原位測試技術(shù)的應(yīng)用，原位測試技術(shù)的應(yīng)用可以有效的減少人工的操作，從而避免專業(yè)技術(shù)人員經(jīng)驗不足的弊端。針對計算容易出現(xiàn)漏洞，計算復雜的情況，也比較適合原位測試技術(shù)的應(yīng)用。原位測試技術(shù)的應(yīng)用通過結(jié)構(gòu)性的計算方法，最大程度的保證測算結(jié)果的準確性。

（3）重要工程。重要地質(zhì)勘察工程中，對于原位測試技術(shù)的應(yīng)用具有一定的必要性。較為重要的工程勘察施工需要更加先進的技術(shù)方法進行測量。原位測試技術(shù)方法不僅僅適用于各種重要工程的技術(shù)應(yīng)用，更是各個重要工程應(yīng)用的必要技術(shù)保證。在重要的工程地質(zhì)勘察項目中，應(yīng)用原位測試技術(shù)可以最大程度的避免傳統(tǒng)技術(shù)方法的問題。推動工程地址勘察項目的進程，同時保證其結(jié)果的科學性和準確性[2]。

3 常用的原位測試方法

近些年來，國際常用的原位測試方法主要包括靜力荷載試驗，靜力觸探試驗，標準貫入試驗，十字板剪切試驗以及波速測試五個方法。

（1）靜力載荷試驗。靜力載荷試驗是常用的原位測試方法之中的首要選擇方法。在模擬建造的場地上，挖一個基礎(chǔ)深度的平整的坑，并且要保證其設(shè)計性。在已經(jīng)挖好的平整坑的坑底，放入一個特定形狀的承壓力板。在上述裝置全都放置完成之后，就可以開始實驗了。通過在瓶底放好的承壓板上，不斷施加壓力或者增加核載的方法，來測定相應(yīng)條件下地基土質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定沉降量。以此來研究地質(zhì)承載能力與壓力變化的關(guān)系，同時為土地勘察提供有力的數(shù)據(jù)支持。

（2）靜力觸探試驗。靜力觸探實驗技術(shù)在工程勘察中的應(yīng)用是非常廣泛的。通過機械裝置的應(yīng)用，將不同規(guī)格的金屬探頭靜力壓入土壤之中。利用傳感器來直觀的分析土地的物理性質(zhì)。靜力觸探試驗主要用于劃分土層，估算土地中的物理性質(zhì)指數(shù)。靜力觸探試驗也有一些注意事項 ：第一，求地層阻力與讀表結(jié)果的關(guān)系時應(yīng)該在室內(nèi)進行，對于使用時間超過一個月的探頭都需要進行率定。第二，在進行試驗的過程中，首先要做的是平整土地，然后再進行試驗的下一步。第三，要注重電路的接通，在實驗之前，必須要接通電路，同時調(diào)整好各個方面的儀器。第四，灌入和測算計量兩個工作應(yīng)該是同時進行的，在灌入的同時隨時記錄數(shù)據(jù)結(jié)果，并且有規(guī)律的上傳[3,4]。

（3）標準灌入試驗。標準貫入試驗是在眾多貫入試驗中較為突出的一項技術(shù)要點。通過力量觸探，運用規(guī)定重量的穿心捶進行實驗。確定恒定的高度，由上而下，自由脫落。將一定規(guī)格的探頭打入土中，通過打入途中的難易程度來判別土壤的土質(zhì)和土層的結(jié)構(gòu)。標準灌入試驗中所運用的探頭不是圓形的，而是標準規(guī)格的，所以便稱之為標準灌入試驗。標準灌入試驗的進行，對于專業(yè)技術(shù)人員的經(jīng)驗有著很高的要求，所以標準貫入試驗也是只有在較為重大的工程勘察過程中才會使用的技術(shù)方法。標準灌入試驗也有一定的技術(shù)要求和基本的操作守則 ：第一，在鉆孔時必須保證鉆孔的高度要略高于地下水位的高度，只有這樣才可以保證地質(zhì)勘察項目最終結(jié)果的最準確性。

第二，必須要保證錘擊時對于偏心和側(cè)面晃動問題的避免。一旦出現(xiàn)了偏心與側(cè)面晃動的問題，就會導致整個工程勘察結(jié)果的錯誤。所以必須要保證這種現(xiàn)象不能發(fā)生。第三，必須要采用自動脫鉤的方法進行垂直的墜落工作。自由落錘法的應(yīng)用，有利于保證土壤物理結(jié)構(gòu)以及性質(zhì)測試結(jié)果的準確性。第四，要注重地質(zhì)勘察的液化等級，這直接關(guān)乎到最終的地質(zhì)勘察結(jié)果。

（4）十字板剪切試驗。十字板剪切試驗在眾多的原位測試技術(shù)方法中具有較為國際化的特征。將十字板用規(guī)定的力度壓入將被測試的涂層當中，并施加一定的扭轉(zhuǎn)力，通過將土層剪壞的方法來測試涂層的化學和物理性質(zhì)指數(shù)。通過十字板剪切試驗來判斷土層的抗剪指數(shù)。十字板剪切試驗不僅僅在我國的原位測試技術(shù)中具有較高的地位，在國際上十字板剪切試驗也占據(jù)著最為前沿的核心地位。各個國家的原位測試技術(shù)中都有著十字板剪切試驗的重要席位。

對于十字板剪切試驗的要求，有以下幾點 ：第一，十字板的選擇應(yīng)該是具有固定規(guī)格的矩形形狀的木板。第二，識字板插入土壤的深度應(yīng)該有準確的數(shù)據(jù)估計以及標準要求。應(yīng)該在規(guī)定的數(shù)據(jù)深度下進行操作。第三，是對剪切速率的要求。十字板剪切試驗中的剪切速率應(yīng)該符合國際化的要求。第四，應(yīng)該注意摩擦力和阻力對最終結(jié)果的影響。

（5）波速測試。波速測試在眾多的測試方法中是比較新穎的，波速測試就是測試土層的波速。依據(jù)彈性波在土層中傳播速度與巖體大小的數(shù)據(jù)對比，來確定波速測試的最終結(jié)果。通過分析波速測試的結(jié)果來對地質(zhì)土層進行科學的判斷，并且得到較為科學的數(shù)據(jù)結(jié)果。測試有以下要求 ：第一，要準確的確定土力學參數(shù)。第二，要提前判別建筑場地類別。第三，不能忽視了對于場地卓越周期的判斷。第四，要求專業(yè)技術(shù)人員可以依據(jù)自身經(jīng)驗判別巖土的變化。這五種常用的原位測試方法都有其各自不同的適用條件和獨特性。在不同的工程情況下，針對具體的實際情況進行獨特的測試方法的技術(shù)選擇，有利于保障工程地質(zhì)勘察結(jié)果的科學性。

4 原位測試技術(shù)在工程地質(zhì)勘察中應(yīng)用的積極意義

（1）有利于推進我國工程地質(zhì)勘察的科技化進程。原位測試技術(shù)在工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用，有利于推進我國工程地質(zhì)勘察的科技化進程，在漫長的發(fā)展過程中，使我國的工程地質(zhì)勘察逐漸實現(xiàn)科技化和國際化。并且推動我國的土地勘察項目不斷的向科技化與國際化方面推進。

（2）有利于提升工程地質(zhì)勘察的質(zhì)量。原位測試技術(shù)在我國工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用，有利于提升工程地質(zhì)勘察的質(zhì)量。提升工程地質(zhì)勘察的最終質(zhì)量是原位測試技術(shù)應(yīng)用的最直觀表述。工程地質(zhì)勘察質(zhì)量的提升能夠保證我國工程地質(zhì)勘察的現(xiàn)代化進程，同時滿足人民群眾的要求。

（3）推進我國的現(xiàn)代化進程。我國的現(xiàn)代化進程包括社會各個方面的發(fā)展，而地質(zhì)勘察中，對原位測試基礎(chǔ)的應(yīng)用很好的推動我國地質(zhì)勘察層面的現(xiàn)代化進步，從而推動我國的現(xiàn)代化進程。

5 結(jié)束語

我國傳統(tǒng)意義上的工程地質(zhì)勘察過程中，往往需要人力進行對自然地質(zhì)進行勘測，最后通過人力工程勘察結(jié)果與工具勘測結(jié)果的結(jié)合來進行最終結(jié)果的評判。這種情況下往往夾雜著人的主觀意識，同時也受勘察技術(shù)人員主觀經(jīng)驗的左右。所以原位測試技術(shù)在工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用是非常有必要的。原位測試技術(shù)的應(yīng)用很好地提升了我國工程地質(zhì)勘察的質(zhì)量和結(jié)果的準確性。有利于推進我國工程地質(zhì)勘察的科技化進程，同時有利于推進我國的現(xiàn)代化進程。