第一篇：巖土工程

巖土工程

巖土工程是在土木工程實(shí)踐中建立起來的一種新的技術(shù)體制。巖土工程是以求解巖體與土體工程問題，包括地基與基礎(chǔ)、邊坡和地下工程等問題，作為自己的研究對(duì)象。

巖土工程專業(yè)是土木工程的分支，涉及巖石、土、地下水的部分稱巖土工程。是運(yùn)用工程地質(zhì)學(xué)、土力學(xué)、巖石力學(xué)解決各類工程中關(guān)于巖石、土的工程技術(shù)問題的科學(xué)。

在某些時(shí)候，會(huì)建造一些臨時(shí)性建筑。然而正因?yàn)檫@些建筑是臨時(shí)性的，為了追求經(jīng)濟(jì)效益，人們往往會(huì)盡可能減少投資。人們總是希望臨時(shí)建筑物在不需要它的時(shí)候可以很容易的清除，所以人們就在倒塌與建成這之間的一個(gè)極值點(diǎn)徘徊。這也造就了一個(gè)臨時(shí)建筑物建成了，然而下一個(gè)人們就會(huì)減少投資，直到出現(xiàn)了事故，然后再加大投資，這樣的一個(gè)循環(huán)。這就是問題的所在，導(dǎo)致了臨時(shí)建筑存在了很大的安全隱患。許多的事故也是這樣發(fā)生的。這需要引起 我們的重視，在經(jīng)濟(jì)效益與人的生命這兩個(gè)選擇中，我們應(yīng)該毫不猶豫的選擇人的生命，因?yàn)檫@是最重要的。因此這也要求巖土工程師具有豐富的經(jīng)驗(yàn)。

巖土工程研究的對(duì)象是巖體和土體。巖體在其形成和存在的整個(gè)地質(zhì)歷史過程中，經(jīng)受了各種復(fù)雜的地質(zhì)作用，因而有著復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和環(huán)境。而不同地區(qū)的不同類型的巖體，由于經(jīng)歷的地質(zhì)作用過程不同，其工程性質(zhì)往往具有很大的差別。所以巖土工程師具有很強(qiáng)的地域性，在一個(gè)地方干過的巖土工程師到了一個(gè)新的地方必須從頭干起，先到工地干幾年，積累經(jīng)驗(yàn)然后才能進(jìn)行理論設(shè)計(jì)。巖土工程是一門應(yīng)用科學(xué)，在巖土工程分析時(shí)不僅需要運(yùn)用理論知識(shí)，還需要應(yīng)用工程師的經(jīng)驗(yàn)，才能獲得滿意的結(jié)果。所以對(duì)于巖土工程師來說經(jīng)驗(yàn)是很重要的一部分。

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第二篇：巖土工程

濕陷性黃土：是一種非飽和的欠壓密土，具有大孔和垂直節(jié)理，在天然濕度下，其壓縮性較低，強(qiáng)度較高，但遇水侵濕時(shí)，土強(qiáng)度顯著降低，在附加壓力或在附加壓力與土的自重壓力下引起的濕陷變形，是一種下沉量大、下沉速度快的失穩(wěn)性變形，隊(duì)建筑物危害性大。紅黏土：指的是我國紅土的一個(gè)亞類，即母巖為碳酸鹽巖系經(jīng)過濕熱條件下的紅土作用形成的高塑性黏土這一特殊土類。紅黏土的工程地質(zhì)性質(zhì)特征：高塑性和分散性，高含水率低密實(shí)度，強(qiáng)度較高壓縮性較低，具有明顯的收縮性膨脹性輕微。

混合土：由細(xì)粒土和粗粒土混雜且缺乏中間粒徑的圖應(yīng)定為混合土。多年凍土：含有固態(tài)水且凍結(jié)狀態(tài)持續(xù)2年或2年以上的土。膨脹巖土：含有大量親水礦物，濕度變化時(shí)有較大體積變化，變形受約束時(shí)產(chǎn)生較大內(nèi)應(yīng)力的巖土。鹽漬巖土：眼途中易熔鹽含量大于0.3%，并具有溶陷，鹽脹，服飾等工程特性時(shí)，應(yīng)判定為鹽漬土。風(fēng)化巖：巖石在風(fēng)化營力作用下，其結(jié)構(gòu)、成分混合性質(zhì)已產(chǎn)生不同程度的變異，應(yīng)定名為風(fēng)化巖，已完全風(fēng)化成土的而未搬運(yùn)的應(yīng)定名為殘積土。

污染土：由于之污染物質(zhì)侵入的改變了物理力學(xué)性質(zhì)狀的土。（松散巖土中的空隙、堅(jiān)硬巖石中的裂隙、可溶巖石中的溶穴）

上層之水：分布在包氣帶中局部隔水層或若隔水層之上具有自由水面的重力水。潛水：地表以下第一個(gè)穩(wěn)定隔水層或滲透性極弱的巖土層之上具有自由水面的地下水。承壓水：充滿在每個(gè)隔水層之間的水層中具有承壓性質(zhì)的地下水

試坑滲水試驗(yàn)適合用于測定包氣帶 非飽和巖土層的滲透系數(shù)。常用的試驗(yàn)方法有試坑法 單環(huán)法 雙環(huán)法。

地下水對(duì)深基坑工程的影響：1.惡化基坑開挖和施工條件2.易發(fā)生突涌、流沙管涌等不良現(xiàn)象3.軟土基坑周圍土質(zhì)，減低基坑周圍巖土體的強(qiáng)度，易造成坑壁變形，坑坡失穩(wěn)，坍塌甚至整體滑移等事故。4.增大支

護(hù)結(jié)構(gòu)上的壓力。

場地地質(zhì)條件主要是指巖土的透水性和含水量。

工程地質(zhì)測繪可分兩種：一種是全面查明工程地質(zhì)條件為主要的綜合性測繪，一種是對(duì)某一工程地質(zhì)要素進(jìn)行調(diào)查的專門性測繪。所謂測繪精度：指野外地質(zhì)現(xiàn)象觀察，描述及表示在圖上的精確程度和詳細(xì)程度。

野外工作應(yīng)包括一下內(nèi)容：1.檢查解譯標(biāo)志2.檢查解譯成果3.檢查外推結(jié)果4.對(duì)室內(nèi)難以獲得的資料進(jìn)行外補(bǔ)充。

工程地質(zhì)測繪與調(diào)查成果資料包括：1.工程地質(zhì)測繪實(shí)際材料圖2.綜合工程地質(zhì)圖或工程分區(qū)圖3.綜合地質(zhì)柱狀圖4.工程地質(zhì)剖面圖5.各種素描照片和文字說明。鉆探工作中巖土工程勘查技術(shù)人員主要做三方面工作1.編制作為鉆探依據(jù)的設(shè)計(jì)書2.鉆探過程中進(jìn)行巖心觀測編錄3.鉆探后進(jìn)行資料的內(nèi)業(yè)整理。

坑探：有地表向深處挖掘坑槽或坑洞，以便地質(zhì)人員直接深入地下了解有關(guān)地質(zhì)現(xiàn)象或進(jìn)行試驗(yàn)等使用的地下勘探工作。

靜力觸探試驗(yàn)：用靜力勻速將標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的探頭壓入土中，利用探頭內(nèi)的力傳感器同是通過電子測量儀器將探頭受到的灌入阻力記錄下來。圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn)：用一定質(zhì)量的重錘以一定高度的自由落距將標(biāo)準(zhǔn)格的圓錐形探頭灌入土中。根據(jù)打入土中一定距離所需的錘擊數(shù)，判斷定土的力學(xué)特性具有勘查和測試的雙重功能。

場地工程地質(zhì)的分類（簡單、中等復(fù)雜、復(fù)雜場地）

黃土濕陷性評(píng)包括全新世黃土晚更新世馬蘭黃土、部分中更新世離石黃土的土層，場地和地基三個(gè)方面。濕陷性黃土包括非自重濕陷性黃土、自重濕陷性黃土。（當(dāng)濕陷系數(shù)值小于0.015時(shí)為非濕陷性黃土。）防止和減小建筑物地基沁水濕陷措施可分為地基處理、防水措施、結(jié)構(gòu)措施。

軟土：天然孔隙比大于1.0，且天然含水量大于液限的細(xì)土粒土應(yīng)判定為軟土。（淤泥、淤泥質(zhì)土、泥炭、泥炭質(zhì)土）

填土：根據(jù)物質(zhì)組成和堆填方式（素填土、雜填土、沖填土、壓實(shí)填土）鹽漬巖分為石膏鹽漬巖、芒硝鹽漬巖。

污染土場地包括：可能受污染的擬建場地、受污染的擬建場地、受污染的已建場地。

巖土中的空隙類型：松散巖土中的空隙、堅(jiān)硬巖石裂隙、孔融巖石中的溶穴。

包氣帶自上而下可分為土壤水帶、中間水帶、毛細(xì)水帶。

地下水按埋藏條件分為：上層滯水、潛水、承壓水。按賦存的孔隙類型：孔隙水、裂隙水、巖溶水。水文地質(zhì)參數(shù)：反應(yīng)地層水文地質(zhì)特征的數(shù)量指標(biāo)（滲透系數(shù)K、導(dǎo)水系數(shù)T、給水度u、釋水系數(shù)S/越流和越流系數(shù)Ke、越流因素B）滲水試驗(yàn)的方法：試坑法、單環(huán)法、雙環(huán)法。

壓水試驗(yàn)分類：按階段劃分為：（分段壓水試驗(yàn)綜合壓水試驗(yàn) 全孔壓水試驗(yàn)）按壓力點(diǎn)劃分為（單點(diǎn) 三點(diǎn) 和多點(diǎn)壓水試驗(yàn)）按試驗(yàn)壓力分為：（低壓壓水試驗(yàn) 高壓壓水試驗(yàn)）按加壓方式分為(水柱壓水試驗(yàn) 自流式壓水試驗(yàn) 機(jī)械法壓水試驗(yàn))。工程地質(zhì)測繪：綜合性測繪、專門性測繪。工程地質(zhì)測繪比例尺取決于勘察階段、建筑類型、規(guī)模和工程地質(zhì)條件的復(fù)雜程度。

物探的一般工作程序：接受任務(wù)、搜集資料、現(xiàn)場踏勘、編制計(jì)劃、方法試驗(yàn)、外業(yè)工作、資料整理、提交成果。

成果報(bào)告應(yīng)附的圖件：勘探點(diǎn)平面布置圖、工程地質(zhì)柱狀圖、工程地質(zhì)剖面圖、原位測試成果圖表、室內(nèi)試驗(yàn)成果圖表。

工程地質(zhì)測繪與調(diào)查的成果資料應(yīng)包括【工程地質(zhì)測繪實(shí)際材料圖】【綜合工程地質(zhì)圖或工程地質(zhì)分區(qū)圖】【綜合地質(zhì)柱狀圖】【工程地質(zhì)剖面圖】及【各種素描圖、照片和文字說明】。

濕陷性黃土的勘查重點(diǎn)：1.黃土地層的時(shí)代、成因2.濕陷性黃土層的厚度3濕陷系數(shù)、自重濕陷系數(shù)、濕陷起始?jí)毫﹄S深度的變化4場地濕陷類型和地基濕陷等級(jí)的平面分布

5變形參數(shù)和承載力6地下水等環(huán)境水的變化趨勢7其他工程地質(zhì)條件。混合土勘查重點(diǎn)：1.成因、物質(zhì)來源及組成成分形成時(shí)期2.是否具有濕陷性、膨脹性3.與下浮巖土的接觸情況及接觸面的坡度和坡向4.是否存在崩塌不良地質(zhì)現(xiàn)象5.當(dāng)?shù)乩没旌贤磷鳛榻ㄖ锏鼗?、建筑材料的?jīng)驗(yàn)以及各種有效的處理措施。填土的勘查重點(diǎn)：1.搜集資料，調(diào)查地形和地物的變遷，填土的來源、堆積年限和堆積方式2.查明填土的分布 厚度 物質(zhì)成分 均勻性，含水量等3調(diào)查有無暗塘 滲井及古墓的存在4查明地下水的水質(zhì)對(duì)混凝土的腐蝕性和相鄰地表水體的水力聯(lián)系。

風(fēng)化巖和殘積土的重點(diǎn)：1母巖地質(zhì)年代和巖石名稱2巖石的風(fēng)化程度3巖脈的風(fēng)化花崗巖中球狀風(fēng)化體的分布4巖土的均勻性 破碎帶和軟弱夾層的分布5地下水的賦存狀況及其變化。

軟土的探察重點(diǎn)：1軟土的成因、成層條件、分布規(guī)律、層理特征、可作為淺基礎(chǔ) 深基礎(chǔ)持力層的地下硬土層或基巖的埋藏條件2軟土地區(qū)微地貌形態(tài)與不同性質(zhì)的軟土層分布有內(nèi)在聯(lián)系，查明其分布范圍和埋藏深度3軟土固結(jié)歷史，強(qiáng)度和變形特征隨應(yīng)力水平的變化，以及結(jié)構(gòu)破壞對(duì)強(qiáng)度和變形的影響4地下水對(duì)基礎(chǔ)施工的影響5在強(qiáng)地震區(qū)對(duì)場地的地震效應(yīng)做出鑒定6當(dāng)?shù)氐墓こ探?jīng)驗(yàn)。

混合地工程地質(zhì)調(diào)查的重點(diǎn)：1混合土的成因 物質(zhì)來源及組成成分以及其形成時(shí)期2混合土是否具有濕陷性和膨脹性3混合土與下伏巖土的接觸情況以及接觸面的坡度和坡向4混合土中是否存在滑坡等不良地質(zhì)現(xiàn)象5當(dāng)?shù)乩没旌贤磷鼋ㄖ锏鼗?、材料的?jīng)驗(yàn)及有效的處理措施。

紅黏土的主要特征有哪些？(1)成分、結(jié)構(gòu)特征：紅黏土的顆粒細(xì)而均勻，黏粒含量很高，尤以小于0.002mm的細(xì)黏粒為主。礦物成分以粘土礦物為主(2)紅黏土的工程地質(zhì)性質(zhì)特征①高塑性和分散性 ②高含水率、低密實(shí)度②強(qiáng)度較高，壓縮性較低。④具有明顯的收縮性，膨脹性輕微

地下水對(duì)基坑工程的影響①惡化基坑開挖和施土條件。②易發(fā)生突涌、流沙、管涌等不良現(xiàn)象。②軟化基坑周圍土質(zhì)，降低基坑周圍巖土體的強(qiáng)度，易造成坑壁變形、坑坡失穩(wěn)、坍塌甚至整體滑移等事故。④增大支護(hù)結(jié)構(gòu)上的壓力。

工程地質(zhì)勘探的主要任務(wù)是：1）探明地下有關(guān)的地質(zhì)情況，揭露并劃分地層、量測界線，采取巖土樣，鑒定和描述巖土特性、成分和產(chǎn)狀。2）了解地質(zhì)構(gòu)造，不良地質(zhì)現(xiàn)象的分布、界限、形態(tài)等，如斷裂構(gòu)造、滑動(dòng)面位置等。3）為深部取樣及現(xiàn)場試驗(yàn)提供條件。4）揭露并測量地下水埋藏深度，采取水樣供實(shí)驗(yàn)室分析，了解其物理化學(xué)性質(zhì)及地下水類型5）利用勘探坑孔可以進(jìn)行某些項(xiàng)目長期觀鍘以及不良地質(zhì)現(xiàn)象處理工作。

巖土工程分析評(píng)價(jià)包括下列內(nèi)容：1）場地的穩(wěn)定性與適宜性2）為巖土工程設(shè)計(jì)提供場地地層結(jié)構(gòu)和地下水空間分布的幾何參數(shù)3）預(yù)測擬建工程對(duì)現(xiàn)有工程的影響，工程建設(shè)產(chǎn)生的環(huán)境變化以及環(huán)境變化對(duì)工程的影響。4）提出地基與基礎(chǔ)方案設(shè)計(jì)的建議。5）預(yù)測施工過程可能出現(xiàn)的巖土工程問題以及解決方法，并提出相應(yīng)的防治措施和合理的施工

工程地質(zhì)測繪和調(diào)查，宜包括下列內(nèi)容：1）查明地形、地貌特征，地貌單元形成過程及其與地層、構(gòu)造、不良地質(zhì)現(xiàn)象的關(guān)系，劃分地貌單元。2）巖土的性質(zhì)、成因、年代、厚度和分布。對(duì)巖層應(yīng)查明風(fēng)化程度．對(duì)土層應(yīng)區(qū)分新近堆積土、特殊性土的分布及其工程地質(zhì)條件3）查明巖層的產(chǎn)狀及構(gòu)造類型、軟弱結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀及其性質(zhì)，包括斷層的位置、類型、產(chǎn)狀、斷距、破碎帶的寬度及充填膠結(jié)情況．4）查明地下水的類型、補(bǔ)給來源、排泄條件、井、泉的位置、含水層的巖性特征埋藏深度、水位變化及其與地表水體的關(guān)系等。5）搜集氣象、水文、植被、土的最大凍結(jié)深度等資料，調(diào)查最高洪水位及其發(fā)生時(shí)間、淹沒范圍。6）查明巖溶、土洞、滑坡、泥石流、崩塌、沖溝、斷裂、地震震害和岸邊沖刷等不良地質(zhì)現(xiàn)7）調(diào)查人類工程活動(dòng)對(duì)場地穩(wěn)定性的影響，包括人工洞穴、地下采空、地震等。8）建筑物變形和建筑經(jīng)驗(yàn)。簡述工程地質(zhì)勘查中的方法和技術(shù)手段的種類。（1）工程地質(zhì)測繪（2）工程地質(zhì)物探及勘探（3）工程地質(zhì)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)（4）工程地質(zhì)野外試驗(yàn)（5）工程地質(zhì)長期觀測（6）勘察資料的室內(nèi)整理

工程地質(zhì)勘查的基本任務(wù)具體有哪些？1）查明建筑地區(qū)的工程地質(zhì)條件，指出有利和不利條件。2）分析研究與建筑有關(guān)的工程地質(zhì)問題，作出定性評(píng)價(jià)和定量評(píng)價(jià)，對(duì)建筑物的設(shè)計(jì)和施工提供可靠的地質(zhì)依據(jù)。3）選出工程地質(zhì)條件優(yōu)越的建筑場地。4）配合建筑物的設(shè)計(jì)與施工，提出關(guān)于建筑物類型、結(jié)構(gòu)、規(guī)模和施工方法的建議5）為擬定改善和防止不良地質(zhì)條件的措施提供地質(zhì)依據(jù)6）預(yù)測工程興建后對(duì)地質(zhì)環(huán)境造成的影響，制定保護(hù)地質(zhì)環(huán)境的措施

第三篇：巖土工程勘察

一、名次解釋

粗砂：粒徑大于0.5mm的顆粒質(zhì)量超過總質(zhì)量的50%。

抗震設(shè)防烈度：一般房屋建筑和構(gòu)筑物使用年限100a，相應(yīng)的基本烈度大致相當(dāng)于50a的超越概率10%的地震烈度。

二、簡答

工程地質(zhì)測繪研究內(nèi)容：地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地貌、水文地質(zhì)不良地質(zhì)現(xiàn)象、已有建筑物的調(diào)查、人類活動(dòng)對(duì)場地穩(wěn)定性的影響

基樁完整性檢測方法：鉆芯法聲波法動(dòng)測法

地震液化初判條件：1.飽和的砂土或粉土，其堆積年代為晚更新世及其以前者為不液化土。2.粉土的粘粒（d<0.005mm的土粒）含量百分率，7度、8度、9度分別小于10、13、16時(shí)為液化土，反之為不液化土。3.采用天然地基的建筑，當(dāng)上覆非液化圖層厚 度和地下水位埋深符合下列條件之一時(shí)，應(yīng)考慮液化影響，否則可不考慮；

du?d0?db?2

dw?d0?db?3

du?dw?1.5d0?2db?4.5

式中dw——地下水位埋深，按年最高水位采用；du——上覆非液化土層厚度。計(jì)算時(shí)將淤泥和淤泥質(zhì)土扣除；db——基礎(chǔ)砌置深度，小于2m時(shí)采用2m；d0——液化土特征深度。

三、填空

1用平板載荷試驗(yàn)確定地基土承載力時(shí)，當(dāng)極限荷載能確定時(shí)，且該值小于對(duì)應(yīng)于比例界限的荷載值的2倍時(shí)，取極限荷載值的一半。

2.50a內(nèi)超越概率為63%的地震，烈度為對(duì)應(yīng)于統(tǒng)計(jì)“眾值”的烈度，比基本烈度低一度半。

第四篇：巖土工程專題報(bào)告

巖土工程專題報(bào)告

一、巖土工程的內(nèi)涵

巖土工程是一門既古老又新近的專業(yè)技術(shù)。上古時(shí)代, 人類修道路、挖渠道、建居室，就與巖石和土打交道。近代工業(yè)化過程中，建廠房、開礦山、修鐵路、興水利等土木工程實(shí)踐中，涉及到許多與巖土有關(guān)的問題，如地基的承載能力、邊坡的穩(wěn)定、地下水的控制、巖土材料的利用等等。但巖土工程真正成為一門獨(dú)立的專業(yè)，則不到半個(gè)世紀(jì)，是歐美國家于20世紀(jì)60年代在土木工程實(shí)踐中建立起來的一種新的技術(shù)體制。傳人我國只二十幾年。

土木工程中涉及巖石、土、地下水的部分稱巖土工程。對(duì)巖土工程的定義有幾種不完全相同的表述：

《巖土工程基本術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)》定義為：“土木工程中涉及巖石和土的利用、處理和改良的科學(xué)技術(shù)。”中國大百科全書定義為：“土木工程的一個(gè)分支，以工程地質(zhì)學(xué)、巖石力學(xué)、土力學(xué)與基礎(chǔ)工程為理論基礎(chǔ)，涉及巖石和土的利用、整治和改造的一門技術(shù)科學(xué)。” 也有專家定義為：“土木工程的一個(gè)分支，研究巖土體（包括其中的水）作為支承體、荷載、介質(zhì)或材料，必要時(shí)對(duì)其改良或治理的一門工程技術(shù)。

二、巖土工程的研究方向

1.城市地下空間與地下工程：以城市地下空間為主體，研究地下空間開發(fā)利用過程中的各種環(huán)境巖土工程問題，地下空間資源的合理利用策略，以及各類地下結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、計(jì)算方法和地下工程的施工技術(shù)（如淺埋暗挖、盾構(gòu)法、凍結(jié)法、降水排水法、沉管法、TBM法等）及其優(yōu)化措施等等。

2.邊坡與基坑工程：重點(diǎn)研究基坑開挖（包括基坑降水）對(duì)鄰近既有建筑和環(huán)境的影響，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算理論和方法，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和可靠度分析技術(shù)，邊坡穩(wěn)定分析理論以及新型支護(hù)技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用等。

3.地基與基礎(chǔ)工程：重點(diǎn)開展地基模型及其計(jì)算方法、參數(shù)研究，地基處理新技術(shù)、新方法和檢測技術(shù)的研究，建筑基礎(chǔ)（如柱下條形基礎(chǔ)、十字交叉基礎(chǔ)、筏形基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)及樁基礎(chǔ)等）與上部結(jié)構(gòu)的共同作用機(jī)理和規(guī)律研究等。

三、巖土工程發(fā)展前景

巖土材料及其試驗(yàn)的特性決定了巖土工程學(xué)科的特殊性。巖土工程是一門應(yīng)用科學(xué)，在巖土工程分析時(shí)不僅需要運(yùn)用綜合理論知識(shí)、室內(nèi)外測成果、還需要應(yīng)用工程師的經(jīng)驗(yàn)，才能獲得滿意的結(jié)果。在展望巖土工程發(fā)展時(shí)不能不重視巖土工程學(xué)科的特殊性以及巖土工程問題分析方法的特點(diǎn)。

土木工程建設(shè)中出現(xiàn)的巖土工程問題促進(jìn)了巖土工程學(xué)科的發(fā)展。例如在土木工程建設(shè)中最早遇到的是土體穩(wěn)定問題。土力學(xué)理論上的最早貢獻(xiàn)是1773年庫倫建立了庫倫定律。隨后發(fā)展了Rankine(1857)理論和Fellenius(1926)圓弧滑動(dòng)

巖土工程專題報(bào)告

分析理論。為了分析軟粘土地基在荷載作用下沉降隨時(shí)間發(fā)展過程Terzaghi(1925)發(fā)展了一維固結(jié)理論。回顧我國近50年以來巖土工程的發(fā)展，它是緊緊圍繞我國土木工程建設(shè)中出現(xiàn)的巖土工程問題而發(fā)展的。在改革開放以前，巖土工程工作者較多的注意力集中在水利、鐵道和礦井工程建設(shè)中的巖土工程問題，改革開放后，隨著高層建筑、城市地下空間利用和高速公路的發(fā)展，巖土工程者的注意力較多的集中在建筑工程、市政工程和交通工程建設(shè)中的巖土工程問題。土木工程功能化、城市立體化、交通高速化，以及改善綜合居往環(huán)境成為現(xiàn)代土木工程建設(shè)的特點(diǎn)。人口的增長加速了城市發(fā)展，城市化的進(jìn)程促進(jìn)了大城市在數(shù)量和規(guī)模上的急劇發(fā)展。人們將不斷拓展新的生存空間，開發(fā)地下空間，向海洋拓寬，修建跨海大橋、海底隧道和人工島，改造沙漠，修建高速公路和高速鐵路等。展望巖土工程的發(fā)展，不能離開對(duì)我國現(xiàn)代土木工程建設(shè)發(fā)展趨勢的分析。

一個(gè)學(xué)科的發(fā)展還受科技水平及相關(guān)學(xué)科發(fā)展的影響。二次大戰(zhàn)后，特別是在20世紀(jì)60年代以來，世界科技發(fā)展很快。電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算分析能力和測試能力的提高，使巖土工程計(jì)算機(jī)分析能力和室內(nèi)外測試技術(shù)得到提高和進(jìn)步。科學(xué)技術(shù)進(jìn)步還促使巖土工程新材料和新技術(shù)的產(chǎn)生。如近年來土工合成材料的迅速發(fā)展被稱為巖土工程的一次革命。現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展的一個(gè)特點(diǎn)是學(xué)科間相互滲透，產(chǎn)生學(xué)科交叉并不斷出現(xiàn)新的學(xué)科，這種發(fā)展態(tài)勢也影響巖土工程的發(fā)展。

巖土工程是20世紀(jì)60年代末至70年代初，將土力學(xué)及基礎(chǔ)工程、工程地質(zhì)學(xué)、巖體力學(xué)三者逐漸結(jié)合為一體并應(yīng)用于土木工程實(shí)際而形成的新學(xué)科。巖土工程的發(fā)展將圍繞現(xiàn)代土木工程建設(shè)中出現(xiàn)的巖土工程問題并將融入其他學(xué)科取得的新成果。巖土工程涉及土木工程建設(shè)中巖石與土的利用、整治或改造，其基本問題是巖體或土體的穩(wěn)定、變形和滲流問題。筆者認(rèn)為下述12個(gè)方面是應(yīng)給予重視的研究領(lǐng)域，從中可展望21世紀(jì)巖土工程的發(fā)展。

四、巖土工程本構(gòu)模型的研究

在經(jīng)典土力學(xué)中沉降計(jì)算將土體視為彈性體，采用布西奈斯克公式求解附加應(yīng)力，而穩(wěn)定分析則將土體視為剛塑性體，采用極限平衡法分析。采用比較符合實(shí)際土體的應(yīng)力-應(yīng)變-強(qiáng)度(有時(shí)還包括時(shí)間)關(guān)系的本構(gòu)模型可以將變形計(jì)算和穩(wěn)定分析結(jié)合起來。自Roscoe與他的學(xué)生(1958～1963)創(chuàng)建劍橋模型至今，各國學(xué)者已發(fā)展了數(shù)百個(gè)本構(gòu)模型，但得到工程界普遍認(rèn)可的極少，嚴(yán)格地說尚沒有。巖體的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系則更為復(fù)雜?？磥恚髨D建立能反映各類巖土的、適用于各類巖土工程的理想本構(gòu)模型是困難的，或者說是不可能的。因?yàn)閷?shí)際工程土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系是很復(fù)雜的，具有非線性、彈性、塑性、粘性、剪脹性、各向異性等等，同時(shí)，應(yīng)力路徑、強(qiáng)度發(fā)揮度、以及巖土的狀態(tài)、組成、結(jié)構(gòu)、溫度等均對(duì)其有影響。

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開展巖土的本構(gòu)模型研究可以從兩個(gè)方向努力：一是努力建立用于解決實(shí)際工程問題的實(shí)用模型；一是為了建立能進(jìn)一步反映某些巖土體應(yīng)力應(yīng)變特性的理論模型。理論模型包括各類彈性模型、彈塑性模型、粘彈性模型、粘彈塑性模型、內(nèi)時(shí)模型和損傷模型，以及結(jié)構(gòu)性模型等。它們應(yīng)能較好反映巖土的某種或幾種變形特性，是建立工程實(shí)用模型的基礎(chǔ)。工程實(shí)用模型應(yīng)是為某地區(qū)巖土、某類巖土工程問題建立的本構(gòu)模型，它應(yīng)能反映這種情況下巖土體的主要性狀。用它進(jìn)行工程計(jì)算分析，可以獲得工程建設(shè)所需精度的滿意的分析結(jié)果。例如建立適用于基坑工程分析的上海粘土實(shí)用本構(gòu)模型、適用于沉降分析的上海粘土實(shí)用本構(gòu)模型，等等。筆者認(rèn)為研究建立多種工程實(shí)用模型可能是本構(gòu)模型研究的方向。

在以往本構(gòu)模型研究中不少學(xué)者只重視本構(gòu)方程的建立，而不重視模型參數(shù)測定和選用研究，也不重視本構(gòu)模型的驗(yàn)證工作。在以后的研究中特別要重視模型參數(shù)測定和選用，重視本構(gòu)模型驗(yàn)證以及推廣應(yīng)用研究。只有這樣，才能更好為工程建設(shè)服務(wù)。

五、巖土工程的數(shù)值模擬技術(shù)

雖然巖土工程計(jì)算機(jī)分析在大多數(shù)情況下只能給出定性分析結(jié)果，但巖土工程計(jì)算機(jī)分析對(duì)工程師決策是非常有意義的。開展巖土工程問題計(jì)算機(jī)分析研究是一個(gè)重要的研究方向。巖土工程問題計(jì)算機(jī)分析范圍和領(lǐng)域很廣，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算分析領(lǐng)域還在不斷擴(kuò)大。除前面已經(jīng)談到的本構(gòu)模型和不同介質(zhì)間相互作用和共同分析外，還包括各種數(shù)值計(jì)算方法，土坡穩(wěn)定分析，極限數(shù)值方法和概率數(shù)值方法，專家系統(tǒng)、AutoCAD技術(shù)和計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在巖土工程中應(yīng)用，以及巖土工程反分析等方面。巖土工程計(jì)算機(jī)分析還包括動(dòng)力分析，特別是抗震分析。巖土工程計(jì)算機(jī)數(shù)值分析方法除常用的有限元法和有限差分法外，離散單元法(DEM)、拉格朗日元法(FLAC)，不連續(xù)變形分析方法(DDA)，流形元法(MEM)和半解析元法(SAEM)等也在巖土工程分析中得到應(yīng)用。

六、巖土工程的特殊問題研究

展望巖土工程的發(fā)展，還要重視特殊巖土工程問題的研究，如：庫區(qū)水位上升引起周圍山體邊坡穩(wěn)定問題；越江越海地下隧道中巖土工程問題；超高層建筑的超深基礎(chǔ)工程問題；特大橋、跨海大橋超深基礎(chǔ)工程問題；大規(guī)模地表和地下工程開挖引起巖土體卸荷變形破壞問題；等等。

巖土工程是一門應(yīng)用科學(xué)，是為工程建設(shè)服務(wù)的。工程建設(shè)中提出的問題就是巖土工程應(yīng)該研究的課題。巖土工程學(xué)科發(fā)展方向與土木工程建設(shè)發(fā)展態(tài)勢密切相關(guān)。世界土木工程建設(shè)的熱點(diǎn)移向東亞、移向中國。中國地域遼闊，工程地質(zhì)復(fù)雜。中國土木工程建設(shè)的規(guī)模、持續(xù)發(fā)展的時(shí)間、工程建設(shè)中遇到的巖土工程技術(shù)問題，都是其它國家不能相比的。這給我國巖土工程研究躋身世界一流并

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逐步處于領(lǐng)先地位創(chuàng)造了很好的條件。展望21世紀(jì)巖土工程的發(fā)展，挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存，讓我們共同努力將中國巖土工程推向一個(gè)新水平。

第五篇：巖土工程緒論

緒論

1.1 巖土工程勘察綜述

1.1.1巖土工程勘察的歷史

巖土工程勘察對(duì)于工程建設(shè)意義重大，巖土工程勘察是各類工程建設(shè)必須進(jìn)行的一個(gè)重要施工環(huán)節(jié)。所謂巖土工程，一般是指利用工程地質(zhì)學(xué)、土力學(xué)、巖體力學(xué)等相關(guān)學(xué)科的理論與方法，為研究各類土建工程中涉及巖土體的利用、整治或改造問題而進(jìn)行的系統(tǒng)性工作。主要任務(wù)是在查明工程地質(zhì)條件基礎(chǔ)上，合理設(shè)計(jì)整治和施工方案，達(dá)到構(gòu)筑物安全與經(jīng)濟(jì)的最優(yōu)化。在巖土工程勘察實(shí)施過程中，目前還存在著勘察質(zhì)量不高、勘察綱要編制不全、環(huán)境論證缺乏等問題。因此，要采取有效的巖土工程勘察的方法和措施。還要注意理論與經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合、工程勘察與設(shè)計(jì)相溝通、經(jīng)濟(jì)性和規(guī)范規(guī)程學(xué)習(xí)等問題。

縱觀歷史，我國巖土工程勘測發(fā)展分為三個(gè)階段(1)工程地質(zhì)條件研究和工程地質(zhì)質(zhì)量評(píng)價(jià)階段這一階段工作內(nèi)容是選擇好的建場地、提供設(shè)計(jì)必需的巖土物理力學(xué)參數(shù)。工作方法是通過勘探、試驗(yàn)工作獲得第一性資料通過類比法進(jìn)行工程地質(zhì)條件評(píng)價(jià)，避劣擇優(yōu).為工程服務(wù)信譽(yù)。（2）第二階段是以巖土體系定性分析為主要特征的工程地質(zhì)問題的預(yù)測，預(yù)報(bào)60年代以后，工程建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，僅憑工程地質(zhì)條件的定性評(píng)價(jià)已不能滿足工程建設(shè)的要求，提出了巖土體穩(wěn)定性分析的要求，于是開展了建筑物地基穩(wěn)定性，邊坡穩(wěn)定性，地下洞室穩(wěn)定性和區(qū)域穩(wěn)定性的研究，主要工作方法是確定穩(wěn)定性評(píng)價(jià)所需要參數(shù)，采用定的分析技術(shù)以預(yù)測巖土體的穩(wěn)定性。

（3）防止巖土工程問題，合理利用和保護(hù)巖土工程環(huán)境為主的階段。80年代中期后，隨著改革開放的深入和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展，勘察，設(shè)計(jì)和施工分離的狀況愈來愈不適應(yīng)工程建設(shè)的需要，勘測需要建設(shè)場地工程地質(zhì)條件出發(fā)，提供巖土工程評(píng)價(jià)，巖土工程設(shè)計(jì)方案以及設(shè)計(jì)，施工中應(yīng)注意的問題等方面的建議，進(jìn)而結(jié)合巖土工程治理等方面。

1.1.2 巖土工程勘察的現(xiàn)狀

巖土工程勘探有許多方法，如鉆探，靜力觸探，標(biāo)準(zhǔn)貫入，圓錐動(dòng)力初探，物探等等。

1.1.2.1 鉆探

鉆探是用鉆機(jī)設(shè)備從地表向地下鉆進(jìn)成孔，從而達(dá)到所要任務(wù)的工程施工工程。

鉆探所需的儀器設(shè)備 從廣義上說，包括用于鉆井的成套地面設(shè)備、專用的鉆井工具和鉆井儀表。鉆井設(shè)備按功用分旋轉(zhuǎn)、提升、循環(huán)、動(dòng)力與傳動(dòng)、控制等系統(tǒng)。

旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)

主要設(shè)備是裝在鉆臺(tái)井口上的轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過方鉆桿帶動(dòng)鉆柱和鉆頭旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)。當(dāng)采用井下動(dòng)力鉆具帶動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)盤用來承受反扭矩。

提升系統(tǒng)

由絞車、井架、天車、游動(dòng)滑車、大鉤、鋼絲繩等組成的一套起重設(shè)備。絞車主要用于起下鉆具、下套管和鉆進(jìn)時(shí)控制鉆壓。井架用于安放天車和懸掛游動(dòng)滑車、大鉤等提升設(shè)備與工具，以及起下、存放管柱。天車與游動(dòng)滑車是一套復(fù)滑輪裝置，用以減少絞車鋼絲繩上的張力,大、中型鉆機(jī)復(fù)滑輪的鋼絲繩數(shù)一般為8～12股。

泥漿循環(huán)系統(tǒng)

由泥漿泵、高壓泥漿管線、水龍帶、水龍頭、鉆柱以及泥漿固控設(shè)備等組成。功用是：維持泥漿循環(huán)，對(duì)井底進(jìn)行沖洗，將注入的高壓泥漿能量傳遞給井底。

泥漿泵從泥漿池吸入泥漿，通過地面泥漿管線、水龍帶、水龍頭，把泥漿注入鉆柱，經(jīng)鉆頭水眼沖向井底，攜帶井底巖屑從鉆柱與井壁的環(huán)隙返回井口。

泥漿泵

主要有雙缸，雙作用活塞式和三缸單作用活塞式兩種，后者的優(yōu)點(diǎn)是排量均勻、壓力高、壓力波動(dòng)小、體積小、重量輕、更換易損件方便、維護(hù)保養(yǎng)簡單。

水龍頭用以連接可旋轉(zhuǎn)的鉆柱和不轉(zhuǎn)動(dòng)的水龍帶，并能維持泥漿循環(huán)。

固控設(shè)備

用以清除井中返出的泥漿中的無用固相顆粒。常用的設(shè)備有振動(dòng)篩、除砂器、除泥器、除氣器和離心分離機(jī)等。70年代末期，開始使用自動(dòng)配制泥漿系統(tǒng),與井控裝置聯(lián)用，可對(duì)井筒隨時(shí)進(jìn)行可靠控制,自動(dòng)保持泥漿比重恒定。在出現(xiàn)井噴預(yù)兆時(shí)，能自動(dòng)調(diào)節(jié)泥漿比重及其他性能。

動(dòng)力與傳動(dòng)系統(tǒng)

包括動(dòng)力機(jī)及傳動(dòng)機(jī)組。動(dòng)力機(jī)主要用柴油機(jī)、電動(dòng)機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)。傳動(dòng)機(jī)組有鏈條、皮帶、齒輪等機(jī)械傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)和電傳動(dòng)幾種，把動(dòng)力傳遞給絞車、轉(zhuǎn)盤、泥漿泵等工作機(jī)。

柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)的鉆機(jī)有機(jī)械傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)兩種，后者具有隨工作機(jī)負(fù)荷變化而自動(dòng)無級(jí)變速和變矩的良好動(dòng)力性能，在鉆機(jī)上廣泛應(yīng)用。

電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)在深井和海上鉆井中廣泛應(yīng)用。分兩類：①柴油機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)直流發(fā)電機(jī)組發(fā)電，帶動(dòng)直流電動(dòng)機(jī),簡稱直-直流電驅(qū)動(dòng)；②交流電經(jīng)可控硅整流帶動(dòng)直流電動(dòng)機(jī),簡稱交-直流電驅(qū)動(dòng)。兩者都具有良好的動(dòng)力性能。后者優(yōu)點(diǎn)是：動(dòng)力分配靈活、裝機(jī)功率利用率高，由電網(wǎng)供電，不需另配輔助的交流發(fā)電系統(tǒng)，經(jīng)濟(jì)效益高等，已成為主要發(fā)展方向。

控制系統(tǒng)

使各機(jī)組按照鉆井工藝需要，協(xié)調(diào)地進(jìn)行工作。包括對(duì)動(dòng)力機(jī)、絞車、轉(zhuǎn)盤、泥漿泵等的啟動(dòng)、停車、調(diào)速、并車、換向等進(jìn)行控制，方式有機(jī)械、氣壓、液壓、電控制等，并向電子計(jì)算機(jī)控制方向發(fā)展。

井控設(shè)備

是用于油氣鉆井中保證安全鉆進(jìn)的重要設(shè)備,包括防噴器、阻流管匯、壓井管匯、泥漿-氣體分離器等。防噴器用以防止井內(nèi)泥漿和油、氣、水的噴出，防噴器有閘板防噴器、旋轉(zhuǎn)防噴器和萬能防噴器等類型，安裝在鉆臺(tái)下的井口處，分別用于封閉鉆柱與套管之間的環(huán)隙或全部井口。此外，還有鉆柱內(nèi)防噴器，用于封閉鉆柱內(nèi)部空間。近代鉆井設(shè)備都配備數(shù)套不同類型的防噴器，組成井口防噴器組，用以控制不同的鉆井情況。

向地下鉆孔破碎孔底巖石的方法及鉆進(jìn)工藝的總稱。為了滿足不同的鉆探目的，要求采用不同的技術(shù)裝備和工藝,從而形成各種不同的鉆探方法。在鉆探工程中,主要應(yīng)用機(jī)械方法破碎巖石，根據(jù)外力作用的性質(zhì)和方式，可分為沖擊鉆探、回轉(zhuǎn)鉆探、沖擊回轉(zhuǎn)鉆探、振動(dòng)鉆探和噴鉆探等。若按鉆探時(shí)所用切削工具不同可分為硬質(zhì)合金鉆探、金剛石鉆探和鋼粒鉆探；按鉆探時(shí)所用沖洗液和循環(huán)方式可分為清水鉆探、泥漿鉆探、空氣鉆探、正循環(huán)鉆探、反循環(huán)鉆探等；按鉆探區(qū)域不同可分為陸地鉆探、水域鉆探、極地鉆探、月面鉆探等；按鉆探目的和作用不同可分為固體礦產(chǎn)鉆探、水文地質(zhì)鉆探、工程地質(zhì)鉆探、砂礦床鉆探、地?zé)徙@探、石油天然氣鉆探、科學(xué)（超深孔）鉆探和地表取樣鉆探等。此外，一些效率高的鉆探方法如熱力法（如火焰噴射鉆、高頻電流鉆、微波鉆）、熔融法（如電熱鉆、等離子鉆、激光鉆等）、化學(xué)方法（利用化學(xué)反應(yīng)破碎巖石）等，由于技術(shù)難度大、成本高還未推廣應(yīng)用。

沖擊鉆探

用一字型或十字型鉆頭，與鋼絲繩或鉆桿相連上下運(yùn)動(dòng)沖擊巖石，撈出巖屑、巖粉，造成鉆孔。這是創(chuàng)始于中國的一種古老的鉆井方法，于11世紀(jì)傳入西方。目前在中國和國外都還在應(yīng)用。

回轉(zhuǎn)鉆探

用轉(zhuǎn)盤、回轉(zhuǎn)器或動(dòng)力頭驅(qū)動(dòng)鉆桿帶動(dòng)鉆頭回轉(zhuǎn)的鉆進(jìn)方法，鉆頭分全面和環(huán)狀取心兩種，在軸向鉆頭壓力作用下，回轉(zhuǎn)克取巖石，取出巖心或排出巖粉，造成鉆孔。這是當(dāng)前最普遍用的鉆探方法。回轉(zhuǎn)速度視鉆機(jī)而異,如石油鉆機(jī)一般情況下最高160轉(zhuǎn)／分，金剛石鉆機(jī)最高達(dá)2400轉(zhuǎn)／分。

沖擊回轉(zhuǎn)鉆探

以鉆桿帶動(dòng)鉆頭緩慢（50轉(zhuǎn)／分左右）回轉(zhuǎn)，在軸向鉆頭壓力作用下，再利用通過鉆桿中心的液體或氣體產(chǎn)生的沖擊力，以沖擊和回轉(zhuǎn)兩種方式破碎巖石，充分發(fā)揮沖擊和回轉(zhuǎn)切削兩種作用造成鉆孔。

振動(dòng)鉆探

對(duì)松散、非膠結(jié)巖層，在管柱（下部為鉆頭）上施加振動(dòng)力和壓力（或自重），提上管柱，取出巖心，造成鉆孔。振動(dòng)力由兩個(gè)偏心相反方向旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生。近年加拿大研制了一種共振鉆探法，鉆速很高。

鉆探的應(yīng)用和成果：

（1）地質(zhì)鉆探：從鉆孔中不同深度處取得巖心、礦樣進(jìn)行分析研究鑒別查明礦體或劃分地層，判定地層地質(zhì)情況的作業(yè)。通常地質(zhì)找礦中鉆探的費(fèi)用至少都要占到40%以上。鉆孔直徑小(46～91毫米)，按礦種的不同，深度從幾十米到幾千米。

（2）水文水井鉆探：鉆探至含水層（位）時(shí)固井成孔，從而滿足人畜飲水問題及農(nóng)田灌溉或?yàn)榈刭|(zhì)部門提供水文觀測。文地質(zhì)鉆探，普查孔直徑小于150毫米，勘探孔直徑150～350毫米，水井直徑 150～550 毫米，孔深300 米以上。

（3）地?zé)徙@探：鉆探成，對(duì)地?zé)豳Y源通過熱載體進(jìn)行開采利用。目前的技術(shù)鉆井深度一般可以達(dá)到3000到5000米，地?zé)豳Y源利用比較好的有羊八井高溫地?zé)崽?，西安地?zé)崽?，北方集中在北京和天津兩地?/p>

（4）工程勘察鉆探：從鉆孔中取得巖心、土樣進(jìn)行物理性質(zhì)分析從而判斷其地基基礎(chǔ)是否滿足工程建設(shè)的承載重力和穩(wěn)定性。工程地質(zhì)鉆探 為勘察壩基、水庫、渠道、港口工程、高層建筑以及鐵路、公路沿線的工程地質(zhì)情況。

（5）石油鉆探：鉆探成孔直接進(jìn)行資源開發(fā)利用，國內(nèi)有名的三家：中石油，中石化，海石油。鉆孔一般開孔915毫米，終孔216毫米，孔深1000～7000米 及以上，通常井口要安裝防噴器具。

（6）文物勘察鉆探（鉆探）：直觀準(zhǔn)確地取得一定地點(diǎn)的文化堆積資料，它比發(fā)掘省工，破壞性小，能在短時(shí)間內(nèi)了解較大面積的地下情況。適用于具體了解遺址堆積分布范圍、厚度、大型建筑基址、大型墓葬和古城的形狀和布局等。1.1.2.2 靜力觸探

靜力觸探是用靜力將探頭以一定的速率壓入土中，利用探頭內(nèi)的力傳 感器，通過電子量測器將探頭受到的貫入阻力記錄下來。通過貫入阻力的變化情況，達(dá)到了解圖層工程性質(zhì)的目的。

靜力觸探的勘察原理就是用準(zhǔn)靜力（相對(duì)動(dòng)力觸探而言，沒有或很少?zèng)_擊荷載）將一個(gè)內(nèi)部裝有傳感器的觸探頭以勻速壓入土中，由于地層中各種土的軟硬不同，探頭所受的阻力自然也不一樣，傳感器將這種大小不同的貫入阻力通過電信號(hào)輸入到記錄儀表中記錄下來，再通過貫入阻力與土的工程地質(zhì)特征之間的定性關(guān)系和統(tǒng)計(jì)相關(guān)關(guān)系，來實(shí)現(xiàn)取得土層剖面、提供淺基承載力、選擇樁端持力層和預(yù)估單樁承載力等工程地質(zhì)勘察目的

靜力觸探主要適用于粘性土、粉性土、砂性土。就黃河下游各類水利工程、工業(yè)與民用建筑工程、公路橋梁工程而言，靜力觸探適用于地面以下50m內(nèi)的各種土層，特別是對(duì)于地層情況變化較大的復(fù)雜場地及不易取得原狀土的飽和砂土和高靈敏度的軟粘土地層的勘察，更適合采用靜力觸探進(jìn)行勘察

靜力觸探成果應(yīng)用很廣，主要可歸納為以下幾方面：劃分土層；求取各土層工程性質(zhì)指標(biāo)；確定樁基參數(shù)。

1．劃分土層及土類判別

根據(jù)靜力觸探資料劃分土層應(yīng)按以下步驟進(jìn)行[1]：

（1）將靜力觸探探頭阻力與深度曲線分段。分段的依據(jù)是根據(jù)各種阻力大小和曲線形狀進(jìn)行綜合分段。如阻力較小、摩阻比較大、超孔隙水壓力大、曲線變化小的曲線段所代表的土層多為粘土層；而阻力大、摩阻比較小、超孔隙水壓力很小、曲線呈急劇變化的鋸齒狀則為砂土。

（2）按臨界深度等概念準(zhǔn)確判定各土層界面深度。靜力觸探自地表勻速貫入過程中，錐頭阻力逐漸增大(硬殼層影響除外)，到一定深度(臨界深度)后才達(dá)到一較為恒定值，臨界深度及曲線第一較為恒定值段為第一層；探頭繼續(xù)貫入到第二層附近時(shí)，探頭阻力會(huì)受到上下土層的共同影響而發(fā)生變化，變大或變小，一般規(guī)律是位于曲線變化段的中間深度即為層面深度，第二層也有較為恒定值段，以下類推。

（3）經(jīng)過上述兩步驟后，再將每一層土的探頭阻力等參數(shù)分別進(jìn)行算術(shù)平均，其平均值可用來定土層名稱，定土層(類)名稱辦法可依據(jù)各種經(jīng)驗(yàn)圖形進(jìn)行。還可用多孔靜力觸探曲線求場地土層剖面。

2．求土層的工程性質(zhì)指標(biāo)

用靜力觸探法推求土的工程性質(zhì)指標(biāo)比室內(nèi)試驗(yàn)方法可靠、經(jīng)濟(jì)，周期短，因此很受歡迎，應(yīng)用很廣。可以判斷土的潮濕程度及重力密度、計(jì)算飽和土重力密度Rsat、計(jì)算土的抗剪強(qiáng)度參數(shù)、求取地基土基本承載力f0、用孔壓觸探求飽和土層固結(jié)系數(shù)及滲透系數(shù)等。

3．在樁基勘察中的應(yīng)用

用靜力觸探可以確定樁端持力層及單樁承載力，這是由于靜力觸探機(jī)理與沉樁相似。雙橋靜力觸探遠(yuǎn)比單橋靜力觸探精度高，在樁基勘察中應(yīng)優(yōu)先采用。

1.1.2.3 標(biāo)準(zhǔn)貫入

標(biāo)準(zhǔn)貫入是重錘按照規(guī)定的落距自由下落，講標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的貫入器打入地層，從而來判定圖層的性質(zhì)。這種測試方法適用于砂土，粉土和一般粘性土

標(biāo)準(zhǔn)貫入主要由標(biāo)準(zhǔn)貫入器、觸探桿和穿心錘三部分組成。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)的原理 1與鉆探配合進(jìn)行

2以每分鐘15-30擊的貫入速率，先打15CM不計(jì)擊數(shù)，繼續(xù)貫入土中30CM，記錄錘擊數(shù)

3拔出后，取出貫入器中的土樣進(jìn)行鑒別描述 標(biāo)準(zhǔn)貫入的應(yīng)用

1按不同土質(zhì)應(yīng)用，如砂土的密度，粘性土狀態(tài)和無側(cè)限抗壓強(qiáng)度 2確定地基土承載力標(biāo)準(zhǔn)值 1.1.3 巖土工程勘察的發(fā)展趨勢

為使我國加入WTO后適應(yīng)國際高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)項(xiàng)目系統(tǒng)服務(wù)的挑戰(zhàn),本行業(yè)在未來5年~10年中的發(fā)展目標(biāo)主要體現(xiàn)在四方面:（1）由單純的“工程地質(zhì)勘察”向“巖土工程”發(fā)展日趨完善。

（2）向一切以人類生存的地球表面環(huán)境中的大地巖土和與其密不可分、相互影響的地表水、地下水和大氣等環(huán)境物質(zhì)為系統(tǒng)工作目標(biāo)的工程領(lǐng)域開拓。

（3）專業(yè)分工形成了分枝趨勢: a.工程咨詢和工程顧問,主要負(fù)責(zé)工程計(jì)劃、項(xiàng)目負(fù)責(zé)、工程試驗(yàn)分析計(jì)算和工程監(jiān)測工作;b.野外鉆探,可進(jìn)行探查孔、鉆井、灌漿鉆孔、錨桿鉆孔、海洋鉆探以及水平鉆孔、定向鉆孔等等;c.巖土工程施工,可進(jìn)行各類樁基及地基改良工法的施工。

（4）城市巖土工程發(fā)展迅速,為研究和評(píng)價(jià)舊城市重建和新城市的開發(fā)提供規(guī)劃和建設(shè)。

近年來,經(jīng)典的巖土力學(xué)面臨著嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。這種挑戰(zhàn)主要來自以下方面:（1）大規(guī)模城市建設(shè)面臨的地基、基礎(chǔ)與深開挖支護(hù)問題;城市改造工程問題;（2）填海工程及海洋工程帶來的軟土工程問題;各類特殊土帶來的工程問題;（3）大規(guī)模的交通工程建設(shè)即跨江、跨海、橋梁、隧道工程帶來的問題;水利工程問題;（4）能源工業(yè)問題,包括污染、廢料尾礦壩及有害廢料處理問題;（5）超重型結(jié)構(gòu)所帶來的地基處理和樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、施工與評(píng)價(jià)問題;（6）原子能電站等重大工程的抗震分析與地基抗震問題;（7）各類地質(zhì)災(zāi)害的評(píng)價(jià)與防治問題,等等。

作為勘察單位,面對(duì)上述的發(fā)展,我們應(yīng)該在如下諸方面作些工作:（1）使廣大技術(shù)人員,至少是技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)和技術(shù)骨干在掌握傳統(tǒng)方法的基礎(chǔ)上。了解這個(gè)發(fā)展動(dòng)向和基本思想;（2）密切注意任何可以利用的新成果和具有規(guī)律性的結(jié)論,以便進(jìn)行工程類比和使用;（3）探索本單位向這個(gè)方向發(fā)展的時(shí)機(jī)和可能性。原有的壓剪模型和地基、基礎(chǔ)與上層結(jié)構(gòu)的協(xié)同作用程序體現(xiàn)了新的發(fā)展方向。這方面的工作應(yīng)該繼續(xù)提高。

1.2 鹽城火車站地下商場巖土工程勘察設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容

1.2.1 資料的學(xué)習(xí)和收集

1.2.1.1 資料的學(xué)習(xí)

（1）通過上網(wǎng)下載《巖土工程勘察規(guī)范》。（2）通過學(xué)習(xí)《巖土工程勘察規(guī)范》，從中了解

1.2.1.2 資料的收集

（1）進(jìn)一步了解委托方和相關(guān)單位的具體要求；

（2）.收集工程的巖土工程勘察及氣象資料、地下結(jié)構(gòu)和基坑工程的設(shè)計(jì)資料，了解施工組織設(shè)計(jì)（或項(xiàng)目管理規(guī)劃）和相關(guān)施工情況；

（3）.收集周圍建筑物、道路及地下設(shè)施、地下管線的原始和使用現(xiàn)狀等資料。必要時(shí)應(yīng)采用拍照或錄像等方法保存有關(guān)資料；

（4）通過現(xiàn)場踏勘，了解相關(guān)資料與現(xiàn)場狀況的對(duì)應(yīng)關(guān)系，確定擬監(jiān)測項(xiàng)目現(xiàn)場實(shí)施的可行性。1,.2.2 現(xiàn)場勘查和室內(nèi)試驗(yàn)

1.2.2.1現(xiàn)場勘查

根據(jù)建筑物的性質(zhì)和規(guī)模，并結(jié)合現(xiàn)場具體情況，布置鉆孔、靜力觸探孔及小鉆孔的數(shù)量及位置，檢查建筑場地范圍內(nèi)有無暗溝暗塘等異常情況，記錄好靜探資料，并按相關(guān)要求取回土樣。

1.2.2.2 室內(nèi)試驗(yàn)

圓錐動(dòng)力觸探，利用一定質(zhì)量的落錘，以一定的高度的自由落距將標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的圓錐形探頭打入土層中，根據(jù)探頭灌入的難易程度判斷土層的性質(zhì)。通過圓錐動(dòng)力觸探可以得出以下結(jié)論和數(shù)據(jù)：（1）通過觸探曲線進(jìn)行力學(xué)分層。利用每個(gè)觸探點(diǎn)的觸探指標(biāo)隨深度的關(guān)系曲線，結(jié)合場地內(nèi)的鉆探資料和地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，劃分出不同的底層。（2）評(píng)價(jià)地基土的密實(shí)度（3）評(píng)價(jià)地基承載力

（4）確定地基土的變形模量（5）確定單樁承載力

標(biāo)準(zhǔn)貫入是重錘按照規(guī)定的落距自由下落，講標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的貫入器打入地層，從而來判定圖層的性質(zhì)。這種測試方法適用于砂土，粉土和一般粘性土。通過標(biāo)準(zhǔn)貫入可以得出以下的結(jié)論和數(shù)據(jù)：

（1）確定砂土的密實(shí)度

（2）確定粘性土的狀態(tài)和無側(cè)限抗壓強(qiáng)度（3）確定地基承載力（4）確定土的抗剪強(qiáng)度（5）確定土的變性參數(shù)

靜力觸探是用靜力將探頭以一定的速率壓入土中，利用探頭內(nèi)的力傳 感器，通過電子量測器將探頭受到的貫入阻力記錄下來。通過貫入阻力的變化情況，達(dá)到了解圖層工程性質(zhì)的目的。1.2.3 成果的整理

（1）各種觸探參數(shù)的計(jì)算（2）劃分土層及繪制剖面圖

（3）土層的觸探參數(shù)計(jì)算與取值（4）歸一化超孔壓曲線繪制