第三节原位测试教案.doc

第三节 原位测试 一、? 概? 述 　 在岩土工程勘察过程中，为了取得工程设计所需要的反映地基岩土体物理、力学、水理性质指标，以及含水层参数等定量指标。要求对上述性质进行准确的测试工作，这种测试仅靠勘探中采取岩土样品在实验室内进行实验往往是不够。 ??? 实验室一般使用小尺寸试件，不能完全确切地反映天然状态下的岩土性质，特别是对难于采取原状结构样品的岩土体。因而有必要在现场进行试验，测定岩土体在原位状态下的力学性质及其他指标，以弥补实验室测试的不足。野外试验亦称现场试验、就地试验、原位测试。许多试验方法是随着对岩土体的深入研究而发展起来的。 （一）、原位测试的目的 ??? 1、在岩土体处于天然状态下，利用原地切割的较大尺寸的试件进行各种测试取得可靠的岩土体物理、力学、水理性质指标。 ??? 2、对于某些因无法采取原状样品进行室内实验的岩土体的测试。如：裂隙化岩石、液态粘性土（低液限粘土、淤泥）、砂砾。 ??? 3、完成或实现室内无法测定的实验内容。如：地下洞室围岩应力、岩体裂隙的连通性、透水性、含水层的渗透性等。 ??? 4、为施工（基坑开挖、地基处理）提供可靠的数据。 {二}、原位测试的分类 1、岩土力学性质的野外测定 （1）土体力学性质试验:载荷试验、旁压试验、静、动触探试验、十字板剪切试验 （2）岩体力学性质试验:岩体变形静力法试验、声波测试（动力法）试验、岩体抗剪试验、点荷载强度试验、回弹锤测试、便携式弱面剪试验? 2、岩体应力测定:测定岩体天然应力状态下及工程开挖过程中应力的变化。如：地下洞室开挖 3、水文地质试验:钻孔压水试验（裂隙岩体）、抽水试验（中、强富水性含水层）、注水试验（干、松散透水层）、岩溶裂隙连通试验等 1、土体原位测试中，旁压试验仪器的改进，静力触探技术的发展。 2、岩体变形试验中，采用大面积（d=1.0m）中心孔柔性承压板法和钻孔弹模计（可测100m厚度内岩体变形）。 3、岩体剪切试验中，发展了现场三轴试验技术。研究岩体三维状态下的变形、破坏机制及强度特征，并相应发展了三维数值模拟与物理模型相结合进行岩体强度预测。 4、岩体应力测试技术，在测试元件和套钻技术（应力解除法）有很多发展。水电部门进行了声发射法（刻槽）和应力解除法的对比研究，取得进展。声波法可用于测定岩体历史上受过最大地应力值，而应力解除法是测定现存应力值。 5、钻孔压水实验方法，由原来的前苏联压水试验体系向国际通用压水试验方法改进，采用Lugeon（刘让或吕荣）单位体制。此外，还研究了一些特殊的压水试验方法，如：多孔压水试验、压气试验等。? （四）、土体原位测试的优缺点 土体原位测试一般是指在岩土工程勘察现场，在不扰动或基本不扰动土层的 情况下对土层进行测试，以获得所测土层的物理力学性质指标及划分土层的一种 土工勘测技术。它是一项自成体系的试验科学，在岩土工程勘察中占有重要位置。 这是因为它与钻探、取样、室内试验的传统方法比较起来，具有下列 明显优点： (1)可在拟建工程场地进行测试，毋需取样，避免了因钻探取样所带来的一系列困 难和问题，如原状样扰动问题等。 (2)原位测试所涉及的土尺寸较室内试验样品要大得多，因而更能反映土的宏观结 构如裂隙等)对土的性质的影响。 （五）、土体原位测试技术的种类 土体原位测试方法很多，可以归纳为下列两类： (1)土层剖面测试法。它主要包括静力触探、动力触探、扁铲松胀仪试验及波 速法等。土层剖面测试法具有可连续进行、快速经济的优点。 ?? (2)专门测试法。它主要包括载荷试验、旁压试验、标准贯入实验、抽水和注水试验、十字板剪切试验等。土的专门测试法可得到土层中关键部位土的各种工程性质指标，精度高，测试成果可直接供设计部门使用。其精度超过室内试验的成果 二?、载荷试验 载荷试验可用于测定承压板下应力主要影响范围内岩土的承载力和变形特性。浅层平板载荷试验适用于浅层地基土:深层平板载荷试验适用于埋深等于或大于3m和地下水位以上的地基土；螺旋板载荷试验适用于深层地基土或地下水位以下的地基土。 载荷试验应布置在有代表性的地点，每个场地不宜少于3个，当场地内岩土体不均时,应适当增加。浅层平板载荷试验应布置在基础底面标高处。 载荷试验的技术要求1 浅层平板载荷试验的试坑宽度或直径不应小于承压板宽度或直径的三倍；深层平板载荷试验的试井直径应等于承压板直径；当试井直径大于承压板直径时，紧靠承压板周围土的高度不应小于承压板直径；2） 试坑或试井底的岩土应避免扰动，保持其原状结构和天然湿度，并在承压板下铺设不超过20mm 的砂垫层找平,尽快安装试验设备；螺旋板头人土时，应按每转一圈下人一个螺距进行操作，减少对土的扰动；3 载荷试验宜采用圆形刚性承压板，根据土的软硬或岩体裂隙密度选用合适的尺寸；