第一篇：巖土工程測試與檢測技術(shù)

對當(dāng)前巖土工程檢測技術(shù)的研究

摘要：在工程建設(shè)開始之前，需要對施工現(xiàn)場的地質(zhì)狀況進(jìn)行詳細(xì)的勘察和檢測，為工程的設(shè)計和施工提供參考的依據(jù)。隨著工程建設(shè)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，對于巖土工程檢測的標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，需要保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和真實性，以提高工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。隨著時代的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的檢測技術(shù)已經(jīng)無法滿足現(xiàn)有工程建設(shè)的需求，所以需要在技術(shù)水平以及儀器設(shè)備方面不斷的提高和完善，確保工程建設(shè)的安全性。巖土工程測試領(lǐng)域非常廣泛，通常包括巖土的原位測試技術(shù)、地基加固的檢驗與檢測、樁基礎(chǔ)的測試與檢測、基坑工程檢測、地下工程的檢測和監(jiān)控、邊坡工程檢測等。在巖土工程檢測工作中，主要存在兩方面的問題：一是存在樣抽樣隨機(jī)性較差，不能做到隨機(jī)、均勻抽檢，檢測抽樣的樣本代表性差；二是數(shù)據(jù)處理不合理、盲目、隨意性較大，無法保證檢測成果的精度，給工程建設(shè)帶來安全隱患或造成浪費。

關(guān)鍵詞：巖土工程檢測技術(shù)發(fā)展 前言

最近幾十年，我國開始致力于巖土工程地基檢測技術(shù)的研究，通過實際動手實踐，積累了大量的操作經(jīng)驗。但是，我國關(guān)于此方面技術(shù)的研究還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，無法達(dá)到生產(chǎn)生活的需要，這不僅反映在巖土工程地基處理與巖土工程地基檢測的不協(xié)調(diào)上，還反映在其發(fā)展的落后性上。究其根源，很大程度是應(yīng)為地方對此項技術(shù)的重視程度還不夠。更具數(shù)據(jù)采樣，可以得出結(jié)論，大多數(shù)土建事故時有巖土工程地基問題所引起的。鑒于此上情況，相關(guān)工作人員應(yīng)該對現(xiàn)有的巖土工程地基檢測技術(shù)進(jìn)行翻新，不斷地與先進(jìn)科技進(jìn)行融合，使檢測方法具有科學(xué)性，先進(jìn)性，標(biāo)準(zhǔn)型等特性。只有這樣，巖土工程地基檢測方法才能真正的微土建工程服務(wù)，達(dá)到它本該達(dá)到的效果。如今科學(xué)技術(shù)的發(fā)展使得巖土工程中環(huán)境物理檢測技術(shù)有了巨大的發(fā)展和飛躍，許多先進(jìn)技術(shù)比如巖土原位檢測技術(shù)、室內(nèi)土工試驗以及巖體力學(xué)試驗、錨桿檢測技術(shù)等均被廣泛的應(yīng)用到巖土工程中，對人們充分了解巖土物理特性提供了有力的技術(shù)支撐。

1.巖土工程中環(huán)境物理檢測技術(shù)

1.1室內(nèi)土工試驗

主要是分析和試驗土的物理、化學(xué)以及力學(xué)等性能。目前，土工試驗可以劃分為多種類型，比如判別試驗、化學(xué)性質(zhì)試驗、物理性質(zhì)試驗等等。在具體工程實踐中，土的化學(xué)分析一般是可以省略掉的。化學(xué)分析，主要是對土中石膏、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)行測定。在巖土工程中，將礦物分析法應(yīng)用過來，可以對粘土礦物類型進(jìn)行測定，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滑雪分析法給應(yīng)用過來，如差熱分析、X射線衍射分析等。在室內(nèi)土工試驗中，粒徑分析試驗也是非常重要的一個方面。這種試驗具體指的是對一定量的土進(jìn)行烘干碾撒之后，進(jìn)行過篩和稱重，對各粒徑范圍內(nèi)土粒重的百分?jǐn)?shù)進(jìn)行確定等等。如果土團(tuán)粒在2mm以內(nèi)，在水中充分浸潤和分散，就可以將2mm到0.1mm之間的細(xì)篩給得出來。如果細(xì)粒土在0.1mm一下，那么要想對其粒徑含量進(jìn)行確定，就可以將移液管法或者比重計法給應(yīng)用過來。有機(jī)結(jié)合篩分發(fā)、比重計法以及粒徑分析試驗等，通過實驗，來對土樣的粒徑分布曲線供土分類給繪制出來。1.2巖體力學(xué)試驗

通過巖體力學(xué)試驗，可以對常規(guī)力學(xué)指標(biāo)進(jìn)行測試，并且對巖體變形與破壞機(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)度誒測出來，巖石單軸壓縮變形試驗也可以同時進(jìn)行。通過巖石單軸抗壓強(qiáng)度，可以對巖體強(qiáng)度進(jìn)行分級，并且描述巖性。1.3巖土的原位測試技術(shù)

一般情況下，巖土的原位測試指的是將現(xiàn)場地籍圖的天然結(jié)構(gòu)以及含水量和應(yīng)用狀態(tài)保持下去，測定地籍圖的物理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)。借助于理論分析或者一些計算公式，來測定物理力學(xué)指標(biāo)，對巖土的工程性能和狀態(tài)進(jìn)行評定。部分巖土工程因為有著較為復(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家計算方法，無法對土體的應(yīng)力—應(yīng)變變化進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)計，在室內(nèi)也無法對現(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，來提供更加可靠的資料。在對巖土工程進(jìn)行檢測和監(jiān)測中，非常重要的一種方法是原位測試，可以將巖土體的實際參數(shù)給獲取到，通常利用其來檢測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試劃分為兩種類型，分別是原位實驗和原位監(jiān)測，前者是對實際參數(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。

通過實踐研究表明，原位測試具有一系列的優(yōu)點，不會有過去取土樣遇到的困難出現(xiàn)，可以對無法采取不擾動土樣的土層進(jìn)行頂；試驗是在原位應(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課勘探試驗的周期。

雖然原位測試有著一系列的優(yōu)點，但是也有缺點存在，不同的原位測試有著不同的適用條件，有著較強(qiáng)的針對性，如果采用了不恰當(dāng)?shù)姆椒?，就會在很大程度上影響到結(jié)果的準(zhǔn)確性。在統(tǒng)計關(guān)系的基礎(chǔ)上，通過原位測試，才可以將參數(shù)以及圖的工程性質(zhì)給得出來。有諸多因素都會影響到原位的是結(jié)果，那么就無法對對策定制的準(zhǔn)確性進(jìn)行科學(xué)判斷。通過試驗表明，會有不一致的問題存在于原位測試中主應(yīng)力方向和實際巖土工程問題中多變的主應(yīng)力方向之間。像靜力荷載試驗、標(biāo)準(zhǔn)灌入試驗、十字板剪切試驗以及圓錐動力觸探試驗等都是常見的原位測試。2.巖土工程檢測技術(shù)的發(fā)展

2.1錨桿檢測手段

錨桿檢測技術(shù)主要有常規(guī)檢測技術(shù)與超聲波檢測技術(shù)等兩種。常規(guī)檢測技術(shù)的基本原理是荷載對錨桿的壓力或者拉力，由于現(xiàn)代巖土工程的發(fā)展，要求檢測具有精度高、實時性以及大面積動態(tài)檢測的技術(shù)。超聲波檢測，即在對錨桿完整性檢測時，不破壞原巖土的基本受力結(jié)構(gòu)，只通過利用一些輔助儀器設(shè)備、相關(guān)檢測技術(shù)手段和數(shù)據(jù)分析原理，檢測錨桿在巖土中是否完整，是否存在一定的缺陷，并判斷出錨桿存在缺陷的類別、出現(xiàn)缺陷的準(zhǔn)確部位以及缺陷的大小尺寸等，特別適用于巖土工程大面積檢測工程。（1）常規(guī)錨桿檢測技術(shù)

常規(guī)錨桿檢測技術(shù)是一種依據(jù)靜力錨固質(zhì)量檢測的技術(shù)方法。又叫做拉撥試驗法。主要根據(jù)試驗壓力計和唯一計所測得的數(shù)據(jù)信息，利用相應(yīng)轉(zhuǎn)換方式，整理出相應(yīng)的錨固桿在巖土中位移與荷載間的變化曲線，從而分析出巖土錨桿錨固性能。常規(guī)檢測技術(shù)存在著一些缺陷，就是不能對大面積的進(jìn)行動態(tài)檢測。而且通過拉撥試驗手段獲得的數(shù)據(jù)僅僅是錨固力的一個大概值，假設(shè)錨桿有異常，也不能指出異常所在錨桿的具體位置，所以，拉撥試驗法僅僅能判斷出錨桿是否存在異常，卻不能檢測缺陷所在的具體位置。

（2）超聲波檢測技術(shù)

超聲波檢測技術(shù)是不破壞原巖土的受力結(jié)構(gòu)，應(yīng)用相關(guān)的檢測設(shè)備對錨桿進(jìn)行檢測。在檢測時，對桿端進(jìn)行外力震擊，從而引起桿端的劇烈振動，并產(chǎn)生沿錨桿向桿底傳播的應(yīng)力波。如果應(yīng)力波的波形、波速、波峰值保持不變，在錨桿中均勻傳播，則表明錨桿的完整性比較好。如果應(yīng)力波的波形、波速、波峰值發(fā)生變化，則表明沿錨桿長度方向上存在缺陷。由于超聲波檢測對錨桿不產(chǎn)生破壞，所以特別適用于重要的巖土工程大面積檢測工程。

2.2錨固錨桿應(yīng)力波超聲波檢測工作流程 在進(jìn)行錨桿超聲波檢測數(shù)據(jù)分析之前：（1）要對圍巖土地的基本地質(zhì)情況進(jìn)行考察；（2）在確定錨桿桿頭應(yīng)力的波速，利用檢測裝里采集反射波反射回來的數(shù)據(jù)，通過檢測裝備反射波反射數(shù)據(jù)的采集，從而得到巖土中錨桿的長度、完整度等信息。因此，超聲波檢測技術(shù)基于應(yīng)力波檢測的工作流程大致為：考察圍巖土地的基本地質(zhì)情況，確定應(yīng)力波速，分析處理檢測儀器返回的數(shù)據(jù)。通過拉拔蘿抽檢試驗、時域波形分析、頻譜分析以及時頻頻諳分析等，從而最終得到錨桿的準(zhǔn)確長度和完整度。3.在巖土工程中實施有效的監(jiān)測措施

巖土工程的現(xiàn)場監(jiān)測就是以工程實際作為監(jiān)測的對象，在工程施工過程中對巖土土體以及工程地質(zhì)結(jié)構(gòu)等進(jìn)行應(yīng)力變化等實施的監(jiān)測。實施現(xiàn)場監(jiān)控需要事先在工程巖土土體、周圍環(huán)事中設(shè)定觀測監(jiān)控的點位還應(yīng)該設(shè)定一定的時間間隔。其主要的檢測內(nèi)容包括以下幾個方面：

（1）在施工的過程中對巖土收到施工作用進(jìn)行檢測并測定各項荷載里的大小并檢測在各類荷載的作用下巖體的反應(yīng)性狀；（2）對工程施工、運營工程中結(jié)構(gòu)物進(jìn)行監(jiān)測；（3）在工程施工過程中一定會對周圍的環(huán)境等造成影響規(guī)場檢測還包括對環(huán)境影響程度的檢測包括對周圍地基加固性質(zhì)進(jìn)行檢驗等。

4.結(jié)語

建筑工程中要選擇在地質(zhì)條件良好的場地上建設(shè)，但有時也不得不在地質(zhì)條件不良的地基上進(jìn)行修建。因此，為了保證工程質(zhì)量往往需要通過現(xiàn)場測試對加固效果進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)測與檢測?，F(xiàn)場測試可以為工程設(shè)計提供依據(jù)；對施工過程進(jìn)行控制、檢驗和知道；為理論研究提供試驗手段。但是現(xiàn)場測試在地基加固過程中需要注意下列問題：加固后的現(xiàn)場測試應(yīng)在地基加固施工結(jié)束后，經(jīng)一定時間的休止恢復(fù)后再進(jìn)行；為了有較好的可比性，前后兩次測試應(yīng)盡量由同一組織人員，用同一儀器，按同一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行；由于各種測試方法都有一定的適用范圍，必須根據(jù)測試目的和現(xiàn)場條件，選用最好的方法；無論何種測試方法都有一定的局限性，應(yīng)盡可能采用多種方法進(jìn)行綜合評價。參考文獻(xiàn)：

【1】王嚴(yán)升.巖土工程測試與檢測技術(shù)及其在工程中的應(yīng)用{J}.城市建設(shè)理論研究，2013（2）

【2】宰金珉.巖土工程測試與檢測技術(shù){M}.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008

第二篇：巖土工程測試技術(shù) 封皮

石家莊鐵道大學(xué)

研究生課程論文

培養(yǎng)單位土木工程學(xué)院學(xué)科專業(yè)橋梁與隧道工程

課程名稱巖土工程測試技術(shù) 任課教師劉堯軍學(xué)生姓名程紀(jì)懷學(xué)號120130424

研究生學(xué)院

第三篇：巖土工程測試

土木工程學(xué)院工程課程報告

課程： 《巖土工程測試》

班級： 專業(yè)： 姓名： 教師：

2014年12月

目錄

一、巖土工程測試的意義概述...............................................................................................1

二、巖土工程測試的作用概述...............................................................................................2

三、巖土工程測試的內(nèi)容概述...............................................................................................2 3.1、平板荷載試驗.............................................................................................................3 3.2、十字板剪切和旁壓儀試驗.........................................................................................3 3.3、錨桿和土釘測試.........................................................................................................4 3.4、巖土的滲透性及注漿加固.........................................................................................5 3.5、靜力觸探試驗.............................................................................................................7 3.6、動力觸探試驗.............................................................................................................7 3.7、巖石力學(xué)參數(shù)測定.....................................................................................................8 3.8、軟巖及土的流變試驗.................................................................................................8 3.8.1、軟巖的特征與流變特性.........................................................................................8 3.9、巖土中的應(yīng)力測量.....................................................................................................9 3.10、超聲波測試.............................................................................................................10 3.11、樁基檢測試驗.........................................................................................................10 3.12、地基動力測試.........................................................................................................11 3.13、巖體強(qiáng)度試驗.........................................................................................................12 3.14、非飽和土測試.........................................................................................................12 3.15、模型試驗.................................................................................................................12 3.16、測試數(shù)據(jù)的整理與分析.........................................................................................13

巖土工程測試課程報告

貴州大學(xué)（貴州路橋集團(tuán)有限公司）王鎖

一、巖土工程測試的意義概述

巖土工程測試就是對巖土體的工程悱質(zhì)進(jìn)行觀測和度量，得到巖土體的各種物理力學(xué)指標(biāo)的試驗工作。

巖土工程測試是生產(chǎn)實踐，也是科學(xué)試驗，是獲得感性認(rèn)識和理性認(rèn)識的必由之路。毛澤東在《實踐淪》中說過：“真理的標(biāo)準(zhǔn)只能是社會的實踐。實踐的觀點是辯證唯物論的認(rèn)識論之第一的和基本的觀點。”他又說：“社會實踐的繼續(xù)，使人們在實踐中引起感覺和印象的東西反復(fù)了多次，于是在人們的腦子里生起了一個認(rèn)識過程的突變(即飛躍)，產(chǎn)生了概念?！?/p>

土木工程、巖土工程都是很古老的學(xué)科。早期以土、木、石為材料，都是先有實踐、試驗，后來才有了材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)，近代才有了彈性力學(xué)、塑性力學(xué)、土力學(xué)、巖石力學(xué)等。材料屬性必須通過試驗或現(xiàn)場測試獲得。土力學(xué)中有試驗土力學(xué)，粒徑級配曲線、e—P曲線、p—S曲線、擊實曲線都是試驗、測試得到的，庫侖抗剪強(qiáng)度理論、達(dá)西定律也都是實踐、試驗得到的。土木工程、巖土工程中經(jīng)驗、統(tǒng)計公式很多，經(jīng)驗、統(tǒng)計更是實踐的總結(jié)，數(shù)學(xué)上的概率統(tǒng)計就是在實踐總結(jié)的基礎(chǔ)上應(yīng)運而生的?？萍贾谐Ｓ玫姆捶治龇ǜ怯蓪嵺`、試驗結(jié)果反求材料特性、計算參數(shù)和深究理論概念。

英國人培根有一句名言“知識就是力量”。這句話不完整，沒有提到實踐的作用。知識如果不和實踐相結(jié)合，不能應(yīng)用，就產(chǎn)生不了力量。中國老百姓有一句俗語叫有本事，本事即能力，即在實踐中應(yīng)能用知識來解決問題、創(chuàng)造效益、提高生產(chǎn)力，這才是活的知識，才有力量，才算有本事。反之，如果知識不結(jié)合實踐，不能應(yīng)用，那就是一個書呆子，沒有本事。我國宋代大詩人陸游說過：“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。”紙上得來即書本知識，絕知就是真知、會用，躬行就是實踐。一名巖土工程師如果不重視實踐、試驗，那是不可思議的，終無大成就，因此一定要重視試驗、實測技術(shù)。

總結(jié)得到的理論、計算公式的可靠性如何檢驗?zāi)?？還是實踐，以此為標(biāo)準(zhǔn)，由實踐來檢驗、提煉理論。/ 13

二、巖土工程測試的作用概述

巖土工程理論分析中的各種定理和規(guī)律（如摩爾一庫侖定律、各種巖土體本構(gòu)模型等）幾乎都是建立在試驗分析的基礎(chǔ)之上。理論分析指導(dǎo)工程實踐，而土工測試又是理論分析的基礎(chǔ)。因此，在巖土工程中，測試處于基礎(chǔ)地位。

近幾十年以來，隨著經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展，工程實踐中出現(xiàn)了更多更復(fù)雜的巖土工程問題，為了解決這些問題，一系列新的巖土體理論和工程設(shè)計方法涌現(xiàn)出來。這些新的理論和設(shè)計方法要求測試技術(shù)有新的發(fā)展和突破。沒有先進(jìn)的測試技術(shù)就得不到新的理論和設(shè)計方法所需要的精確的巖土體參數(shù)，這些新的理論和設(shè)計方法就無法保證工程實踐精度。因此，現(xiàn)代工程實踐對測試技術(shù)的要求越來越高，依賴性也越來越強(qiáng)。

從整體上看，巖土工程測試可以分為原位測試和室內(nèi)測試兩大類。原位測試可以在最大限度上減少試驗前對巖土體的擾動，避免了這些擾動可能帶來的對試驗結(jié)果的影響。原位測試結(jié)果可以直接反映原位巖土體的物理力學(xué)狀態(tài)，更接近工程實踐的實際情況。同時，對于某些難于采樣進(jìn)行室內(nèi)測試的巖土體（如承受較大固結(jié)壓力的砂層），原位測試是必需的。但是進(jìn)行原位測試，需要的人力、物力和財力通常都比較大。此外，原位測試對應(yīng)的試驗條件比較復(fù)雜（比如邊界條件非常復(fù)雜)，給理論分析計算帶來了困難，許多情況都不得不進(jìn)行某些理想化的假設(shè)才能進(jìn)行計算分析。而室內(nèi)測試能進(jìn)行各種理想條件下的控制試驗，在一定程度上反而更容易滿足理論分析計算的要求。因此，原位測試和室內(nèi)測試具有各自的特點和優(yōu)勢，不能相互取代。

現(xiàn)代新發(fā)展起來的測試設(shè)備和技術(shù)，往往以解決復(fù)雜工程問題為目的。因此，儀器構(gòu)造復(fù)雜，操作要求高，可以了解巖土體材料在各種情況的變化規(guī)律、考慮常規(guī)試驗不能考慮的各種因素。但是，這些儀器設(shè)備花費巨大，并且操作復(fù)雜，不可能普遍應(yīng)用于一般工程實踐，常規(guī)測試儀器和技術(shù)仍然是必需的。即便是對于復(fù)雜的工程實踐，常規(guī)測試也是必要的，它是進(jìn)行復(fù)雜測試的基礎(chǔ)。

三、巖土工程測試的內(nèi)容概述

巖土工程測試的內(nèi)容很多，《巖土工程測試》（土木工程研究生系列教材）主要講述一下內(nèi)容。/ 13

3.1、平板荷載試驗

原位試驗(In-Situ Festing)有時也稱現(xiàn)場試驗(On the Spot Festing)，其類型很多，如靜力觸探、動力觸探、平板荷載試驗、十字板剪切試驗、旁壓儀試驗、大型剪切試驗、孔隙水壓力測試、彈性波速測試、地應(yīng)力測試、抽水或注水、壓水試驗等。應(yīng)用最廣泛、最常見的還是平板荷載試驗(P1ate Loading Test)，簡稱PLT試驗。

平板荷載試驗是利用彈性力學(xué)半無限體表面作用集中荷載的沉降計算公式(布希奈斯克解)，來確定地基承載力的基本方法。平板荷載試驗一般只能反映深度為兩倍承壓板寬度范圍內(nèi)的土性特征。

試驗設(shè)備,平板荷載試驗因試驗土層(地基)軟硬程度、平板(荷載板或承壓板)面積大小、試驗土層深度等不同，采用的測試設(shè)備有多種情況。整個試驗可分為承壓板、加荷系統(tǒng)、反力系統(tǒng)、觀測系統(tǒng)四部分。

3.2、十字板剪切和旁壓儀試驗

十字板剪切試驗全稱為野外十字板剪切試驗，國際上簡稱為FVST(Field Vane Shear Test)。十字板剪切試驗是用插入軟粘土中的十字板頭，以一定的速率旋轉(zhuǎn)，測出土的抗扭力矩，換算其抗剪強(qiáng)度。這個抗剪強(qiáng)度相當(dāng)于摩擦角?u?0時的粘聚力Cu值。旁壓試驗(Pressure Meter Test，PMT)起源于德國。旁壓試驗是利用旁壓器對鉆孔壁施加橫向均勻應(yīng)力，使孔壁土體發(fā)生徑向變形直至破壞，利用量測儀器量測壓力與徑向變形的關(guān)系推求土力學(xué)參數(shù)的一種原位測試方法。

十字板剪切試驗在國內(nèi)外運用廣泛，該法能夠有效地在原位測定飽和軟粘土的抗剪強(qiáng)度。長期以來的實踐證明，該試驗方法有如下優(yōu)點：①試驗存原位進(jìn)行，不需取試樣；②對無法取樣和很難進(jìn)行室內(nèi)試驗的土，如極軟粘土、巖土接觸面等，可以獲得必要的力學(xué)指標(biāo)；③能更好地反映土的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特性，如層理、裂隙、結(jié)核和顆粒分布的不均勻性；④試驗中的邊界條件（如排水條件、天然受力狀態(tài)等）是實際的邊界條件；⑤對于正常固結(jié)的飽和軟粘性土，十字板試驗?zāi)芊从吵鲕浾承酝恋奶烊粡?qiáng)度隨深度而增大的規(guī)律，而室內(nèi)試驗指標(biāo)成果比較分散。/ 13

十字板剪切試驗原理：十字板剪切試驗是在鉆孔某深度的軟粘性土中插人規(guī)定形式和尺寸的十字板頭，施加扭轉(zhuǎn)力矩，使板頭內(nèi)的土體與周圍土體產(chǎn)生相對扭剪，直至土體破壞，測出土體抵抗扭轉(zhuǎn)的最大力矩，然后根據(jù)力矩的平衡條件，推算出土體抗剪強(qiáng)度。在推算強(qiáng)度時，作了以下幾點假定：①剪破面為一圓柱面，圓柱面的直徑與高度分別等于十字板板頭的寬度D和高度H；②圓柱面?zhèn)让娴目辜魪?qiáng)度?fV和上下端面上的抗剪強(qiáng)度?fH為均勻分布并相等，即?fV??fH??f。由于十字板現(xiàn)場剪切試驗為不排水剪切試驗。因此其試驗結(jié)果與無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗結(jié)果接近，飽和軟土在固結(jié)不排水剪切時??0，故?f?十字板剪切試驗推算抗剪強(qiáng)度的公式可以表達(dá)為

qu2?cu。

cu?k?Pf?f?

3.3、錨桿和土釘測試

錨桿支護(hù)技術(shù)是20世紀(jì)初由煤礦巷道支護(hù)發(fā)展而來的，在巖土工程的邊坡穩(wěn)定支護(hù)中已經(jīng)有廣泛應(yīng)用，是比較成熟的技術(shù)?，F(xiàn)代土釘支護(hù)技術(shù)是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來的，用于土體開挖和保持邊坡穩(wěn)定性的一種新型擋土技術(shù)。錨桿支護(hù)和土釘支護(hù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)可靠，施工快速簡易，已在大量工程中得到應(yīng)用。

錨桿的錨固原理：與錨桿直接作用的是復(fù)雜多變的巖土體，這給錨桿的力學(xué)行為及錨固用原理的觀測和研究帶來了很大的困難。現(xiàn)有的多數(shù)有關(guān)錨桿支護(hù)作用和效果的試驗都是在限定條件下和理想化了的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。因此，目前對錨桿錨固原理了解還不夠深入，但以下幾種錨固作用機(jī)理是得到了工程和理淪界的普遍認(rèn)同的。

懸吊作用原理：懸吊作用理論認(rèn)為，錨桿支護(hù)是通過錨桿將軟弱、松動、不穩(wěn)定的巖土體懸吊在深層穩(wěn)定的巖土體上，以防止其離層滑脫。這種作用在地下結(jié)構(gòu)錨固工程中，表現(xiàn)得尤為突出。起懸吊作用的錨桿，主要是提供拉力，用以克服滑落巖土體的重力或下滑力，來維持工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。

組合梁作用原理：組合梁作用是較早提出來的，也是一般公認(rèn)的支護(hù)作用原理之一。這種原理是把薄層狀巖體看成一種梁（簡支梁或懸臂梁）。在沒有錨固時，它們只是簡單地疊合在一起。由于層問摩擦阻力不足，在荷載作用下，單個/ 13

粱均產(chǎn)隹各自的彎曲變形，上下緣分別處于受壓和受拉狀態(tài)。若用螺栓將它們緊固成組合梁，各層板便相互擠壓，層間摩阻力大為增加，內(nèi)應(yīng)力和撓度大為減小，于是增加了組合梁的抗彎強(qiáng)度。當(dāng)把錨桿埋入巖士體一定深度，相當(dāng)于將簡單疊合的數(shù)層梁變成組合梁，從而提高了地層的承載能力。錨桿提供的錨固力愈大，各巖層間的摩擦阻力愈大，組合梁整體化程度愈高，其強(qiáng)度也愈大。

擠壓加固作用原理：蘭格(T.A．Lang)通過光彈試驗證實了錨桿的擠壓加固作用。當(dāng)他在彈性體上安裝具有預(yù)應(yīng)力的錨桿時，發(fā)現(xiàn)在彈性體內(nèi)便形成以錨桿兩頭為頂點的錐形體壓縮區(qū)，若將錨桿以適當(dāng)間距排列，使相鄰錨桿的錐形體壓縮區(qū)相重疊，便形成一定厚度的連續(xù)壓縮帶。

為說明錨桿對破碎地層的支護(hù)作用，國外的澳大利亞雪山水電站地下工程、國內(nèi)的冶金建筑研究院等單位曾分別先后用碎石、混凝土碎塊作材料模擬破碎地層，然后錨桿加固，結(jié)果發(fā)現(xiàn)加固后的模型承壓能力大大提高。這就說明，通過錨桿的加固，即使毫無粘結(jié)力的碎石也能被加固成承載能力相當(dāng)高的糕體“結(jié)構(gòu)”。工程上稱這種現(xiàn)象為擠匿加固作用，類似我國古代橋梁工程中的鍵(腰鐵、鉸石)對裂隙巖體的作用。

上述錨桿的錨固作用原理在實際工程中并非孤立存在，往往是幾種作用同時存在并綜合作用，只不過在不同地質(zhì)條件下某種作剛占主導(dǎo)地位罷了。

3.4、巖土的滲透性及注漿加固

地下水在巖土孔(空)隙中的運動稱滲流(透)，發(fā)生滲流的區(qū)域稱為滲流場。觀測井就是敞開口的井，或稱為測壓井，可以用來觀測海水人浸淡水含水層的現(xiàn)象，觀測地下水的污染情況等。巖土體中的孔隙水壓力的量測可以利用敞開式測壓管(觀測井)或封閉式測壓計。壓水試驗是測定巖土體滲透性特征最常用的一種測試方法。它是靠水柱自重或泵壓力將水壓人到鉆孔內(nèi)巖壁周圍的裂隙中，并以一定條件下單位時間內(nèi)的吸水量來表示巖土體的滲透性。

觀測井包括海水入侵和地下水質(zhì)污染，這是為了環(huán)境保護(hù)，環(huán)境保護(hù)就是保護(hù)人類自身的生存利益。自然環(huán)境的變遷，如沙漠化、水源斷缺，對森林的破壞，直接影響甚至毀滅了人類自身的生存環(huán)境。

測孔隙水壓力意義也很重要。在飽和土中總應(yīng)力由有效應(yīng)力和孔隙水壓力組成。在非飽和土中總應(yīng)力包括有效應(yīng)力、孔隙水壓力和孔隙氣壓力?？紫端畨毫? 13

和孔隙氣壓力較難測準(zhǔn)，因而有效應(yīng)力原理的應(yīng)用就受到影響。有效應(yīng)力原理是土力學(xué)理論的重大發(fā)展，它反映r巖土工程強(qiáng)度的本質(zhì)。巖土工程計算中都有誤差，甚至誤差很大，原因當(dāng)然足多方面的，但最主要的原因有兩個：一個是材料力學(xué)、彈性力學(xué)中均勻、連續(xù)、各向同性的彈性體假定是近似的，不完全符合實際，另一個是計贊：參數(shù)洪差大，nf靠性差。能夠使計算參數(shù)測試提高可靠度，這是個重要問題，足對崧土力學(xué)的貢獻(xiàn)。

巖體和土體的重要區(qū)別是巖體中有各種成因的節(jié)理、裂隙、甚至是裂縫，這些裂隙(縫)的存在嚴(yán)格地說使巖體不成為連續(xù)體，這就從根本上動搖了材料力學(xué)、彈性力學(xué)，也是巖土力學(xué)的根本假定，所以許多學(xué)者尤其對巖石(體)力學(xué)問題，從損傷力學(xué)，甚至從斷裂力學(xué)角度去研究，就是承認(rèn)巖體不是，至少不是嚴(yán)格的連續(xù)體。但目前，從巖土力學(xué)與工程應(yīng)用方面講，還是材料力學(xué)、彈性力學(xué)基礎(chǔ)。巖體中的壓水、灌漿工程就是要堵塞裂隙、使巖體成連續(xù)體，至少成為近似地連續(xù)體，從根本上改善了巖性，改變了巖體工程測試的前提條件。也為測試巖體中界面的接觸應(yīng)力(壓力)、巖體(石)中應(yīng)力(包括構(gòu)造應(yīng)力即地應(yīng)力，工程荷載作用下的附加應(yīng)力)，這些測試都要求緊密接觸，接觸良好，只有這樣才能很好的地傳遞應(yīng)力，測試才能準(zhǔn)確。巖體內(nèi)部裂隙被封堵后，成了連續(xù)介質(zhì)，巖體(石)內(nèi)部埋設(shè)儀器、儀表后，所有變形、變位、應(yīng)變、位移才能測得準(zhǔn)，這就為反分析法提供了基礎(chǔ)條件。反分析法是測位移、形變、應(yīng)變，在此基礎(chǔ)上去作應(yīng)力、應(yīng)變參數(shù)分析，因為有了應(yīng)力才有應(yīng)變，現(xiàn)在是測了應(yīng)變，再分析應(yīng)力，應(yīng)變參數(shù)，所以稱為反分析法。在數(shù)學(xué)物理方程中稱逆問題。反分析法是一種既老又新的方法，比如西醫(yī)診病，先查問癥狀，再分析病理，再用藥；中醫(yī)診病，先望、闖、問、切，再分析病理，再用藥，這就是反分析，先查明果，后分析因。又比如測擋土墻位移、變形，再反演土的抗剪強(qiáng)度。又比如大家所熟知的本構(gòu)關(guān)系，也是反分析，先弄清各種影響因素的作用方向和規(guī)律，再通過演繹或歸納建立方程，然后再求解方程。

巖土的滲透性及測試應(yīng)用是廣泛的，如野外抽水、基坑降排水、管涌、流沙、地層液化、隔水帷幕、隧道及礦井滲漏水、橋墩圍堰、大壩基礎(chǔ)防滲、水下工程、農(nóng)田灌溉、地面沉降、環(huán)境工程如回灌等都與巖土的滲透性有關(guān)，都要進(jìn)行測試，有的在大學(xué)階段學(xué)過，有的在研究生階段工程地質(zhì)里學(xué)過。有的太專門化了，只/ 13

能約略提到，避免重復(fù)。

3.5、靜力觸探試驗

靜力觸探試驗(stati penetration test)，英文縮寫CPT(cone penetration test)。靜力觸探是用千斤頂或落錘將一根細(xì)長的金屬桿(直徑19～80mm)壓入或打人地下，用以測定任意深度處金屬桿的貫人阻力。將其結(jié)果繪成圖，橫坐標(biāo)表示貫人阻力，縱坐標(biāo)表示貫人深度，這是勘察方法——原位測試中的主要類型之一。

在20世紀(jì)初期的觸探儀是一個頂角為90。的圓錐，放在黏性土上并逐漸加荷，不斷貫人，貫人阻力隨著黏性土強(qiáng)度增大而增大。后來有了荷蘭圓錐靜力觸探試驗，這種圓錐具有60°頂角和直徑：36mm，錐底而積10cm2。

3.6、動力觸探試驗

動力觸探（DPT）和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(SPT)都是土工原位測試的主要方法，它們是利用一定的錘擊能量，將帶有探頭的探桿打人土中，按貫入的難易程度來評價土的性質(zhì)，得到經(jīng)驗(統(tǒng)計)公式。

標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗的力學(xué)機(jī)理：標(biāo)準(zhǔn)貫人試驗（SPT)與動力觸探試驗在設(shè)備上的區(qū)別（重型動力觸探和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗沒備大同小異）主要是探頭形式和結(jié)構(gòu)有差異，因而決定了各自的試驗機(jī)理。標(biāo)準(zhǔn)貫人試驗的探頭稱貫人器，是由鉆孔取土器轉(zhuǎn)化而來的開口管狀空心探頭。在貫人過程中，整個貫人器對端部和周圍土體產(chǎn)生擠壓和剪切作用，同時由于貫人器是空心的，將有部分土體擠入，加之是在沖擊作用下工作，其工作細(xì)節(jié)和邊界條件非常復(fù)雜。20世紀(jì)50年代以來不斷有人探討標(biāo)準(zhǔn)貫人試驗的力學(xué)機(jī)理，從理論研究方面講，可有三種理論：①動力作用理論；②用極限平衡理論進(jìn)行研究；③用波動理論進(jìn)行研究。

影響動力觸探儀精度的因素：⑴人為使用因素：①落錘的高度控制和錘擊方法；②量測讀數(shù)精度；③觸探孔垂直程度和探桿長度；④在鉆孔中進(jìn)行觸探時鉆孔的護(hù)壁和清孔情況。⑵設(shè)備本身的影響因素：①穿心錘的形狀和質(zhì)量；②探頭的形狀和大小；③觸探桿的截面尺寸、長度和質(zhì)量；④導(dǎo)向錘座的構(gòu)造及尺寸。⑶土質(zhì)與工程環(huán)境：①土的性質(zhì)，如密度、含水量、顆粒結(jié)構(gòu)、壓縮性、超固結(jié)狀態(tài)、抗剪強(qiáng)度等；②觸探深度，包括觸探桿長度和探桿側(cè)壁摩擦。觸探深度在12～15m以內(nèi)時，可忽略探桿側(cè)壁摩阻力，也不用泥漿護(hù)壁。探桿長度有顯著影/ 13

響，對錘擊數(shù)需要修正；③地下水的影響。在粘性土中試驗，地下水的影響大；在砂土中試驗．地下水影響小。

3.7、巖石力學(xué)參數(shù)測定

巖石的力學(xué)性質(zhì)，巖石和巖體，無論是干燥的還是飽和的，在大多數(shù)工程荷載作用下，均表現(xiàn)為彈性體或近似彈性體。

巖石特別是巖體內(nèi)部，必然有節(jié)理、裂隙、結(jié)構(gòu)面、軟弱夾層等。這些結(jié)構(gòu)面、軟弱夾層，其物質(zhì)成分、微觀結(jié)構(gòu)、力學(xué)性質(zhì)都比較復(fù)雜，其力學(xué)性質(zhì)可能屬于非線性彈性、彈塑性或粘彈性等。對于結(jié)構(gòu)面和軟弱夾層而言，它們含水情況是否飽和，作用力方向和結(jié)構(gòu)面、軟弱夾層的展布方向是垂直還是平行或者傾斜，影響很大、差異明顯、工程效果大不相同。由于巖石、巖體本構(gòu)關(guān)系的多樣性、復(fù)雜性及不確定性，這里只研究巖石、巖體作為彈性體、近似彈性體的情況。

3.8、軟巖及土的流變試驗

軟巖及土的流變性包括彈性后效、流動、結(jié)構(gòu)面的閉合和滑移變形等。隨著巖土工程的發(fā)展，流變已成為工程實踐中常遇到的問題，也是造成事故的主要因素之一。巖土體流動變形呈現(xiàn)出了大量的、具有不同特征的流動變形和破裂現(xiàn)象一，通過測試技術(shù)，研究這些現(xiàn)象便于了解巖土體變形程度、發(fā)生原因、發(fā)展趨勢及最終狀態(tài)，由此采取適時有效的工程對策。

3.8.1、軟巖的特征與流變特性

軟巖的基本特征是強(qiáng)度低，孔隙率高，重度小，滲水、吸水性好，易風(fēng)化，易崩解，具有顯著的膨脹性和明顯的時效特性。作為工程材料，其穩(wěn)定性差。由于巖體開挖后出現(xiàn)持續(xù)變形，對于不穩(wěn)定巖石包括泥質(zhì)夾層節(jié)理弱面等，往往有流變性、粘彈性、粘彈塑性等。流變性又稱粘性(Viscosity)，是指物體受力變形過程與時間有關(guān)的變形性質(zhì)。軟巖流變的一個重要特征是其強(qiáng)度隨時間的延長而降低。

軟巖的流變性包括彈性后效、流動、結(jié)構(gòu)面的閉合和滑移變形。，彈性后效是一種延遲發(fā)生的彈性變形和彈性恢復(fù)。由于加荷剛繼瞬時的彈性變形產(chǎn)生之后，仍有部分變形隨時間增長而產(chǎn)生，因為這部分變形屬于可恢復(fù)的，且在恢復(fù)時亦需要一定的時間，因此，這部分變形仍屬于彈性變形范疇，當(dāng)外力卸除后最/ 13

終不留下永久變形。流動又可分為粘性流動和塑性流動，它是一種隨時間延續(xù)而發(fā)生的塑性變形（永久變形），其中粘性流動足指在較小外力作用下發(fā)生的塑性變形（永久變形），塑性流動是指外力達(dá)到屈服極限值后才開始發(fā)生的塑性變形。閉合和滑移是巖體中結(jié)構(gòu)面的壓縮變形和結(jié)構(gòu)面問的錯動，也屬塑性變形。

工程巖體流變性狀及其多樣性、易變性顯得比較復(fù)雜。不同成因類型的軟巖、不同結(jié)構(gòu)構(gòu)造的軟弱層，其流變性表現(xiàn)程度是不同的?；◢弾r風(fēng)化形成的軟巖，流變變形一般較小，阻尼變形持續(xù)時間較短，變形很快趨向穩(wěn)定；泥質(zhì)砂巖變形增長較快，變形量值也較大；粘土巖與頁巖以及軟弱夾層的流變特性非常明顯，故對其流變性進(jìn)行研究有著重要的現(xiàn)實意義。

軟巖的流變規(guī)律是很復(fù)雜的，它和膨脹、崩解一樣給軟巖工程帶來極大的危害。地下洞室圍巖的失穩(wěn)往往是流變、膨脹和崩解的綜合效應(yīng)。很難區(qū)分何種效應(yīng)起主導(dǎo)作用。

軟巖的流變力學(xué)特性主要包括四方面：①蠕變，在恒定麻力的條件下，變形隨時間逐漸增長的現(xiàn)象；②應(yīng)力松弛，當(dāng)應(yīng)變保持一定時，應(yīng)力隨時間逐漸減小的現(xiàn)象；③流動特性，時間一定時，應(yīng)變速率與戊力大小的關(guān)系；④長期強(qiáng)度，在長期荷載持續(xù)作用下軟巖的強(qiáng)度。

3.9、巖土中的應(yīng)力測量

土體中的應(yīng)力測量通常采用壓力盒裝置（常用的有鋼弦式土壓力盒），測量時必須保證儀器埋設(shè)處的土體可以近似認(rèn)為是彈性均勻連續(xù)介質(zhì)。地應(yīng)力的研究和測試方法有：巖體表面應(yīng)力測量技術(shù)、淺鉆孔應(yīng)力解除技術(shù)、深鉆孔地應(yīng)力測量技術(shù)、水壓裂法地應(yīng)力測量技術(shù)和聲發(fā)射法地應(yīng)力測量技術(shù)等。

土中應(yīng)力測量分為兩種類型，一類是在界面處的應(yīng)力稱為接觸應(yīng)力，如基礎(chǔ)底面、擋土墻背處(包括深基坑支撐和土層的接觸面處)、地下洞室襯砌外側(cè)、樁端界面處、雙層地基界面處，深埋管道底部或外側(cè)，這些都是在兩種材料的界面處。另一類是在土體內(nèi)部，如地基內(nèi)部、邊坡體內(nèi)部，還有厚襯砌內(nèi)部、地下連續(xù)墻內(nèi)部（嚴(yán)格說，后兩種情況不是土中應(yīng)力）。

測土中應(yīng)力有一個基本要求，這就是要求介質(zhì)是連續(xù)介質(zhì)，也就是說儀器埋設(shè)處應(yīng)是連續(xù)介質(zhì)，而且儀器埋設(shè)處要有代表性。這就要求不論界面還是土體內(nèi)部，不應(yīng)該處于非均勻狀態(tài)或是有孔洞或有應(yīng)力集中現(xiàn)象。如在巖體中測試最好/ 13

通過灌漿填塞，封堵各式各樣、大大小小的裂隙，使之成為連續(xù)介質(zhì)，起碼近似于彈性連續(xù)介質(zhì)。在土體中測試時，要求通過手工操作使土體，至少使儀器埋設(shè)處成為彈性、均勻連續(xù)介質(zhì)。這才符合材料力學(xué)、彈性力學(xué)的基本假定，具備測試正確性的基本前提。

3.10、超聲波測試

聲波測試技術(shù)是一種現(xiàn)代物理技術(shù)，該技術(shù)主要是應(yīng)用聲學(xué)原理，采用聲電轉(zhuǎn)換技術(shù)，依據(jù)彈性波理論，利用波速這一參數(shù)，結(jié)合波幅、波頻、波形等特征，反映介質(zhì)質(zhì)點運動的力學(xué)特征，獲得工程地質(zhì)與室內(nèi)試樣的物理力學(xué)特性。

聲波測試技術(shù)是一種現(xiàn)代物理技術(shù)，主要是應(yīng)用聲學(xué)原理，采用聲電轉(zhuǎn)換技術(shù)，依據(jù)彈性波理論，利用波速這一參數(shù)，結(jié)合波幅、波頻、波形等特征，來反映介質(zhì)質(zhì)點運動的力學(xué)特征，獲得工程地質(zhì)與室內(nèi)試樣的物理力學(xué)特性。

聲波測試分室內(nèi)與室外兩種。室內(nèi)主要是測定巖土試樣的聲波波速，用來計算巖土試樣的物理力學(xué)參數(shù)；室外主要是在工程現(xiàn)場通過原位測試，用彈性波波速來對地質(zhì)進(jìn)行評價，尤其是巖體的完整性與穩(wěn)定性評價。概括起來，聲波測試技術(shù)可以解決以下幾方面的問題：①巖石(土)試樣的物理力學(xué)性質(zhì)的測定和估算，如動彈性模量、泊松比等；②利用聲波參數(shù)結(jié)合地質(zhì)因素，對工程地質(zhì)進(jìn)行分類、分級；③利用聲波探測技術(shù)評價地下工程圍巖的穩(wěn)定性，包括圍巖松弛帶范圍的測定和圍巖穩(wěn)定性的定期觀測；④利用聲波測井技術(shù)，進(jìn)行工程地質(zhì)勘探鉆孔及孔間地質(zhì)剖面分層，確定風(fēng)化層厚度，為設(shè)計開挖及處理提供依據(jù)；⑤巖體中存在缺陷，如構(gòu)造斷裂、巖溶洞穴的位置和走向及規(guī)模，張開裂隙的延伸方向和長度的探測；⑥工程巖體施工及加固效果的檢測，如爆破、噴錨支護(hù)、補(bǔ)強(qiáng)灌漿的質(zhì)量檢查等。

3.11、樁基檢測試驗

樁是設(shè)置在地層中的豎直或傾斜的基礎(chǔ)支承構(gòu)件。樁基檢測的目的主要有兩個：第一個目的是為樁基的設(shè)計提供合理的依據(jù)。該目的是通過在建筑現(xiàn)場的試樁上進(jìn)行測試來實現(xiàn)的。第二個目的是檢驗工程樁的施：[質(zhì)量，是否能夠滿足設(shè)計或建(構(gòu))筑物對樁基承載力的要求。該目的是通過對工程樁進(jìn)行抽樣測試來實現(xiàn)的。

樁基檢測的目的主要有兩個：一是為樁基的設(shè)計提供合理的依據(jù)，該目的是/ 13

通過在建筑現(xiàn)場的試樁上實現(xiàn)的；二是檢驗工程樁的施工質(zhì)量，是否能滿足設(shè)計或建(構(gòu))筑物對樁基承載能力的要求，該目的是通過對工程樁抽樣檢測來達(dá)到的。對樁基檢測的基本要求主要有兩項：一是樁的平面位置與幾何尺寸；二是樁的完整性與承載能力。主要介紹單樁的完整性與承載能力的檢測技術(shù)與方法。單樁承載力檢測內(nèi)容包括樁的垂直承載力、水平承載力與抗拔承載力，它取決于樁周(端)介質(zhì)對樁的支承阻力以及樁身材料的強(qiáng)度。單樁完整性反映了樁身截面尺寸變化、樁身材料密實度和連續(xù)性的綜合性指標(biāo)。檢測參數(shù)包括樁身鋼筋混凝土波速、密實度，樁身截面尺寸變化，樁身缺陷位置、缺陷形式、缺陷程度，推算樁長及估算鋼筋混凝土強(qiáng)度等級等。樁基檢測技術(shù)方法分靜載試驗與動測試驗兩種。

3.12、地基動力測試

在巖土工程中，巖土體受到動力作用(地震、風(fēng)振、浪振、機(jī)器振動以及爆炸爆破、高速流體和陸地高速重型運載工具等所產(chǎn)生的動應(yīng)力等)的情況是非常普遍的。巖土體在動力作用下的反應(yīng)和動力參數(shù)通過動力測試獲得。常用的巖土體室內(nèi)動力測試技術(shù)有：動三軸試驗、動單剪試驗、振動臺試驗和共振桂試驗。

土的動力性質(zhì)是指其在各種動力作用下直接或間接表現(xiàn)出來的某種反應(yīng)和效應(yīng)，從巖土工程觀點來看，動力是指地震、風(fēng)振、浪振、機(jī)器(鍛錘、透平機(jī)、破碎機(jī)等)振動，以及爆炸、爆破、高速流體通道和陸地重型高速運載工具等所產(chǎn)生的動應(yīng)力。可見，巖土體在各類土建工程中受到動力作用的情況是極其普遍的。

土的動力測試的目的分為三個方面：①土的基本動力參數(shù)的測定，如動彈性模量、動剪切模量、泊松比、動阻尼以及土體中波的傳播速度等；②土體的動力反應(yīng)試驗．如飽和低塑性土的振動液化試驗和衰減試驗等；③土體結(jié)構(gòu)受振條件下的原型觀測，如各種動力作用下土體振動性狀的實際觀測等。就其測試條件又可分為四類：①室內(nèi)試驗；②現(xiàn)場模擬試驗；③原位試驗；④原型觀測。

由于動力試驗條件的復(fù)雜性，通常一項動力參數(shù)可以通過多種試驗方法測求。所以在設(shè)計土的動力試驗或選用某項試驗設(shè)備時．應(yīng)首先考慮試驗條件的相似性和設(shè)備功能的多重性，以及試驗成果的針對性。

動三軸試驗原理：動三軸試驗是從靜三軸試驗發(fā)展而來的，通過對試樣施加/ 13

模擬的動土應(yīng)力。同時測求試樣在承受動荷載作用下所表現(xiàn)出的動態(tài)反應(yīng)。這種反應(yīng)是多方面的，最基本和最主要的是動應(yīng)力(或動主應(yīng)力比)與相應(yīng)的動應(yīng)變的關(guān)系和動應(yīng)力與相應(yīng)的孔隙水壓力的變化關(guān)系。根據(jù)應(yīng)力、應(yīng)變及孔壓這三種指標(biāo)的相互關(guān)系，可以推求出土的各項動彈性參數(shù)及粘彈性參數(shù)，以及土樣在模擬某種實際振動的動應(yīng)力作用下所產(chǎn)生的性狀。

3.13、巖體強(qiáng)度試驗

巖體是賦存于一定地質(zhì)環(huán)境中的復(fù)雜地質(zhì)體，通常由巖石(結(jié)構(gòu)體)和各種各樣的軟弱結(jié)構(gòu)面組合而成。因此，巖體強(qiáng)度不僅與組成巖體的巖石力學(xué)性質(zhì)有關(guān)，而且與這些軟弱結(jié)構(gòu)面的物質(zhì)組成、發(fā)育程度、組合類型及力學(xué)性質(zhì)等有著很大的聯(lián)系。許多工程實踐表明，結(jié)構(gòu)面的存在大大削弱了．巖體整體強(qiáng)度，導(dǎo)致巖體穩(wěn)定性降低。工程實踐需要以巖體為對象的室內(nèi)測試技術(shù)和原位測試技術(shù)來分析評價巖體強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

3.14、非飽和土測試

相對于飽和土力學(xué)而言，非飽和土力學(xué)的研究進(jìn)展比較緩慢。制約其發(fā)展的因素主要有兩個：一是試驗技術(shù)，迄今沒有定型設(shè)備；二是理論體系欠成熟。理論的發(fā)展離不開試驗對土的力學(xué)特性的揭示，因而測試技術(shù)對非飽和土力學(xué)發(fā)展的影響非常深遠(yuǎn)。

3.15、模型試驗

盡管隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，巖土工程的分析計算取得了蠔足的進(jìn)步，但到目前為止，許多復(fù)雜的工程情況(如水工大壩、地基一結(jié)構(gòu)的相互作用等)，運用現(xiàn)有的理論計算仍有很多困難，甚至無法計算，這時，模型試驗就是一種非常有效的方法。模型試驗要求模型材料、模型形狀及所受的荷載等必須按照一定的規(guī)律與原型的情況相似。

模型的相似原理：既然是模型試驗，模型和原型之間，在幾何尺寸，材料、物理、力學(xué)特性方面是相似而不是相同。模型試驗的相似理論是指模型上重現(xiàn)的物理現(xiàn)象應(yīng)與原型相似，即要求模型材料、模型形狀、所受荷載等均必須遵循一定的規(guī)律。這種模型試驗，既要研究在正常荷載作用下結(jié)構(gòu)、巖體、地質(zhì)體的應(yīng)力及變形特性，又要研究超載情況下的變形和破壞特征，因而兼有線彈性應(yīng)力模/ 13

型和破壞模型的試驗特點，因此它既要滿足結(jié)構(gòu)破壞型試驗的相似關(guān)系，又要滿足地質(zhì)力學(xué)、巖體力學(xué)模型試驗的相似關(guān)系。

概括而言，相似原理可表述如下：實體(原型)和模型為兩個系統(tǒng)，它們的幾何特征和各個對應(yīng)的物理量必須(然)互相成為一定的比例關(guān)系。這樣就可以試驗測定模型系統(tǒng)的物理量，再按比例推求原型(實體)的相對應(yīng)的物理量。

考慮平面問題時，物理量包括坐標(biāo)、體積力、邊界力、應(yīng)力、位移、應(yīng)變、彈性模量、泊松比等。

數(shù)值模擬：模型試驗要制作模型或稱試件(樣)，要多作兒次、幾十次試驗，就要作多個試件。模型試驗復(fù)雜、費時、費錢，所以有的人就少作，甚至不作，這樣要得到足夠的、準(zhǔn)確的、可靠的試驗數(shù)據(jù)就不可能。有效的解決辦法是數(shù)值模擬。

以有限單元法為代表(有限條帶法、邊界冗法等)的方法稱為數(shù)值方法，這是目前最接近真值的近似方法。我們設(shè)定一個數(shù)值模型，單元劃分好，模型中的特殊構(gòu)造損傷事先安置好．可設(shè)置特殊單元，各種荷載及加載條件、邊界條件設(shè)計好，只要編好計算程序，在計算機(jī)上很快或較快時間內(nèi)就可以得出結(jié)果，一目了然，再調(diào)數(shù)值，形成一個新的方案再計算，很快又得出一個結(jié)果，一個計算方案的計算結(jié)果就相當(dāng)于一個模型(試件)試驗。用數(shù)值模擬米和模型試驗相比較，數(shù)值模擬應(yīng)用越來越廣，當(dāng)然和有限單元法及電子計算機(jī)的大量使用分不開。

3.16、測試數(shù)據(jù)的整理與分析

在巖土工程測試中必然會遇到大量的數(shù)據(jù)，因此巖土工程測試中的一項重要工作就是從大量的數(shù)據(jù)中取出有用的數(shù)據(jù)并得出結(jié)論或規(guī)律，用于指導(dǎo)工程實踐。

數(shù)據(jù)處理，在數(shù)理統(tǒng)計中，就是通過隨機(jī)變量的部分觀察值來推斷隨機(jī)變量的特性，例如分布規(guī)律和數(shù)字特征等。數(shù)理統(tǒng)計是具有廣泛應(yīng)用的一個數(shù)學(xué)分支，它以概率論為理論基礎(chǔ)，根據(jù)試驗或觀察得到的數(shù)據(jù)，對研究對象的客觀規(guī)律作出合理的估計與判斷。/ 13

第四篇：巖土工程測試技術(shù)

巖土工程測試技術(shù)讀書報告

—計算機(jī)在巖土工程測試技術(shù)中的應(yīng)用 巖土工程測試技術(shù)不僅在巖土工程建設(shè)實踐中十分重要，而且在巖土工程的理論形成和發(fā)展過程中也起著決定性的作用。測試技術(shù)也是保證巖土工程設(shè)計的合理性和保證施工質(zhì)量的重要手段。

巖土工程測試技術(shù)一般可以分為室內(nèi)試驗、原位測試和原型監(jiān)測三大類，還有各種模型試驗，極其多樣，各有各的特點和用途，同一種參數(shù)，又因測試方法不同而得出不同的成果數(shù)據(jù)。選用合理的測試方法成為巖土工程計算能否達(dá)到預(yù)期效果的重要環(huán)節(jié)。例如土的模量有壓縮模量、變形模量、旁壓模量、反演模量；土的抗剪強(qiáng)度室內(nèi)試驗有直剪和三軸剪；直剪又有快剪、固結(jié)快剪和慢剪；三軸剪又有不固結(jié)不排水剪、固結(jié)不排水剪、固結(jié)排水剪和固結(jié)不排水剪測孔隙水壓力；原位測試有十字板剪切試驗和野外大型剪切試驗。測試方法的多樣性，也是巖土工程區(qū)別于其他工程技術(shù)一個重要特點。

計算機(jī)科學(xué)的飛速發(fā)展和巖土工程理論及方法日益完善，計算機(jī)與巖土工程測試技術(shù)的結(jié)合也就成為理所當(dāng)然的結(jié)果。過去計算機(jī)應(yīng)用多限于數(shù)值計算及數(shù)理統(tǒng)計如有限差分法、有限單元法、邊界單元法、概率統(tǒng)計法等。目前計算機(jī)的應(yīng)用已拓展到巖土工程數(shù)據(jù)庫、專家系統(tǒng)、圖形處理技術(shù)、智能式計算機(jī)以及AutoCAD 等方面。計算機(jī)與巖土工程測試技術(shù)的結(jié)合，已在國防機(jī)械、地礦石油、土木建筑、鐵道交通等系統(tǒng)獲得日益廣泛的應(yīng)用。表現(xiàn)在以下幾個主要方面。

1．室內(nèi)試驗

土工試驗種類繁多，工作量大，易出差錯。例如固結(jié)試驗，如果多臺固結(jié)儀 同時工作，一個人是無法在規(guī)定的時間內(nèi)同時記錄幾臺儀器的沉降量的，即使稍 微錯開各臺儀器的開始時間，一個人也顯得十分忙碌，且常出差錯。如果采用計 算機(jī)進(jìn)行自動數(shù)據(jù)采集處理，那么一臺計算機(jī)可以同時監(jiān)控幾臺甚至幾十臺同結(jié)儀，一個操作人員就可應(yīng)付自如．又如動三軸試驗，由于試驗頻率高，使得普通 數(shù)顯儀器的數(shù)碼顯示速度大大超過人眼的反應(yīng)速度，因此靠人工是無法記錄多個參量的變化值的，如果沒有各類傳感器及與配套的計算機(jī)自動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，這類試驗是不可想象的．現(xiàn)在已有不少單位建成了自動化程度相當(dāng)高的土工試驗室，從對各種土的物理、力學(xué)試驗數(shù)據(jù)的實時采集到所需曲線圖形的繪圖及各種

成果報表的打印等，均由計算機(jī)完成。

2．野外檢測

野外檢測、原位測試是掌握土的物理力學(xué)性質(zhì)的重要手段，計算機(jī)在這方面 的應(yīng)用也毫不遜色。目前，計算機(jī)已與旁壓儀、動靜觸探儀、測樁儀等結(jié)合使用，進(jìn)行野外數(shù)據(jù)的實時自動采集處理。如計算機(jī)測樁系統(tǒng)，不但能測出樁身完整性 及單樁承載力，還能根據(jù)實測結(jié)果繪出樁長、樁徑、缺陷位置及程度等信息，供 有關(guān)單位和人員參考。此外，高速鐵路、高速公路在動荷載作用下路基的動力特性，也要借助計算機(jī)快速采集和處理應(yīng)力、應(yīng)變、加速度等傳感器傳來的信號，才能分析得到。

3．統(tǒng)計計算與分析評價

計算機(jī)在這方面的應(yīng)用主要是指在特定的軟件支持下，進(jìn)行常規(guī)的統(tǒng)計，如 回歸、方差、相關(guān)、判別、趨勢面、主因子等分折。一般的諸如沉降、邊坡穩(wěn)定性、土壓力、地基強(qiáng)度等計算，比較復(fù)雜的如有限元、邊坡單元、滲流、協(xié)同作用等的分析計算，可靠性理論和隨機(jī)方法等等都能通過計算機(jī)的輔助解決。

4．專家系統(tǒng)

專家系統(tǒng)是一個取自人類專家知識并貯存于知識庫之中的信息體系。它能形 成與回答涉及該信息中的各類同題．是用適當(dāng)?shù)娜斯ぶ悄芗夹g(shù)將專家的某些理論 知識和經(jīng)驗存放在計算機(jī)里的知識系統(tǒng)。由于專家系統(tǒng)利用了計算機(jī)具有大容量 貯存記憶和運算速度極大這兩個顯著的優(yōu)越性，并能模擬人的思維對同題求解．因此其在許多領(lǐng)域廣為應(yīng)用．在巖土工程中，南京大學(xué)的基于優(yōu)勢面理論的斜坡穩(wěn)定分析、中科院地質(zhì)所的地下工程巖體穩(wěn)定分析、東北大學(xué)的圍巖人類及支護(hù)設(shè)計等等專家系統(tǒng)，已開發(fā)并推廣應(yīng)用。專家系統(tǒng)隸屬人工智能，是計算機(jī)技術(shù)在非純數(shù)值分析中應(yīng)用于實際同題的一個重要方面。目前巖土工程專家系統(tǒng)可分為兩類 ：

第一類專家系統(tǒng)，是基于某個或某幾個專家的知識、經(jīng)驗構(gòu)造的，以專家的豐富知識、經(jīng)驗為系統(tǒng)的內(nèi)容，由計算機(jī)再現(xiàn)專家的思維過程和解題水平，這類 專家系統(tǒng)猶如專家大腦的復(fù)制，具有很強(qiáng)的模仿性，經(jīng)驗成分占很大的比倒．

第二類專家系統(tǒng)，是基于某類問題的起源、變化與發(fā)展而構(gòu)造的，其知識獲取不限于某個專家，而是許多專家，并且還包括與問題有關(guān)的研究成果、工程實

例、理論分析等。與第一類專家系統(tǒng)相比，該類專家系統(tǒng)能讓多因素互相取長補(bǔ)短，更好地解決工程實際問題。

除了上面提到的四方面應(yīng)用之外，在土工試驗 匯總報表、計算機(jī)輔助成圖等方面，計算機(jī)的廣泛應(yīng)用已非常成功，且圖表整潔標(biāo)準(zhǔn)，大大減輕了試驗人員的勞動強(qiáng)度，降低了誤差，提高了工作效率。

在巖土測試工作的開展中其實還存在下列問題：手段單一，結(jié)果缺乏合理性的解釋，管理制度不健全，人員培訓(xùn)不及時等問題。故巖土工程測試應(yīng)該向以下幾個方向發(fā)展：取樣標(biāo)準(zhǔn)化；開發(fā)新儀器新方法；工程地球物理勘探；現(xiàn)場測試、室內(nèi)試驗、理論預(yù)測和數(shù)值反分析法及其在預(yù)測的有機(jī)結(jié)合與循環(huán)。

隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展及整體科技水平的提高，測試模式的改進(jìn)及測試儀器精度的改善，最終將導(dǎo)致巖土工程方面測試結(jié)果在可信度方面的大大改進(jìn)。新的巖土力學(xué)理論要變?yōu)楣こ态F(xiàn)實，如果沒有相應(yīng)的測試手段，則是不可能的。因為不論設(shè)計理論與方法如何先進(jìn)、合理，如果測試技術(shù)落后，則設(shè)計計算所依據(jù)的巖土參數(shù)無法準(zhǔn)確測求，不僅巖土工程設(shè)計的先進(jìn)性無法體現(xiàn)，而且?guī)r土工程的質(zhì)量與精度也難以保證。所以計算機(jī)在巖土工程測試技術(shù)中的發(fā)展和應(yīng)用，將會給巖土工程領(lǐng)域帶來巨大的活力，同時也提出了更高的要求。

第五篇：工程檢測技術(shù)

第一次作業(yè)：

1、簡述工程質(zhì)量評分方法及等級評定方法。

答：1）公路工程質(zhì)量檢驗評分以分項工程為單元，采用100分制進(jìn)行。在分項工程評分的基礎(chǔ)上，逐級計算各相應(yīng)分部工程、單位工程評分值、合同段和建設(shè)項目評分值。

2）工程質(zhì)量評定分為合格和不合格兩個等級，應(yīng)按分項、分部、單位工程和建設(shè)項目逐級評定。

2、簡述對檢測人員的基本要求。

答：1）檢測人員應(yīng)熟悉檢測任務(wù)、內(nèi)容、項目，合理選擇儀器，熟練儀器的性能；

2）檢測人員應(yīng)掌握與所檢測項目相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并具有學(xué)習(xí)新技術(shù)的能力；

3）檢測人員應(yīng)能正確如實地填寫原始記錄；

4）檢測人員應(yīng)了解計量法常識及國際單位制基本內(nèi)容，能運用數(shù)理統(tǒng)計方法的知識對檢測結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；

5）檢測人員要堅持原則、忠于職守、作風(fēng)正派、憑公辦事，要以數(shù)據(jù)說話。

第二次作業(yè)：

1、如何測定結(jié)構(gòu)混凝土的碳化深度？

答：用合適工具在測區(qū)表面形成直徑為15mm的孔洞（其深度略大于混凝土的碳化深度），清除洞中粉屑后，立即用酚酞酒精溶液滴在混凝土孔洞內(nèi)臂的邊緣處，垂直測量未變色的深度（未碳化部分變成玫瑰紅色），該距離即為混凝土的碳化深度值，準(zhǔn)確至0.5mm。

第三次作業(yè)：

1、壓實的作用是什么？現(xiàn)場壓實度質(zhì)量用什么指標(biāo)來衡量？

答：1）壓實使路基土和路面材料的強(qiáng)度大大增加，壓實可以減少路基路面在行車荷載作用下產(chǎn)生的形變，壓實可以增加路基和路面材料的不透水性和強(qiáng)度穩(wěn)定性，保證期使用質(zhì)量；若壓實不足，則路面容易產(chǎn)生車轍、裂縫、沉陷及整個路面被剪切破壞。

2）現(xiàn)場壓實質(zhì)量用壓實度來表示。土基和路面基層的壓實度是指壓實層材料壓實后的干密度與該材料的標(biāo)準(zhǔn)最大干密度之比，用百分?jǐn)?shù)表示；瀝青混凝土面層的壓實度是指規(guī)定方法采取的混合料試件毛體積密度與標(biāo)準(zhǔn)密度之比，也用百分?jǐn)?shù)表示。

第四次作業(yè)：

1、簡述用貝克曼梁進(jìn)行路基路面回彈彎沉試驗的現(xiàn)場測試步驟。

（1）檢查并保持試驗車的性能，輪胎符合規(guī)定充氣壓力；

（2）檢查后軸總重；

（3）測定輪胎接地面積；

（4）檢查彎沉儀百分表測量靈敏程度；

（5）在瀝青路面測定時，測定試驗時氣溫及路表溫度，了解前5天的平均氣溫； 記錄瀝青路面修建或改建時材料、結(jié)構(gòu)、厚度、施工及養(yǎng)護(hù)等情況。