4土体原位测试
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1、岩土测试的目的:测试岩土特性、岩土体与工程环境的关联性、监测建筑物与边坡等的变形、检测岩土工程治理的质量效果、施工监测、及工程事故监测等,以确保工程经济合理可靠及工程的正常运营。
2、岩土测试的作用(1)确定场地的适宜性(2)为岩土工程设计提供资料(3)保证岩土工程或基础工程的顺利进行(4)对建筑物长期监测,保证建筑物的正常运营(5)工程事故的鉴定和论证3、土体原位测试方法很多,可以归纳为下列两类:(1)根据测试的作用分为进行勘察场地条件而进行的测试为进行工程评价和设计而进行的测试为服务于施工而进行的测试为检验工程质量而进行的设计(2)根据测试的对象分岩石(岩体)的测试土(土体)的测试(3)根据测试的项目分物理性质方面的测试水理性质方面的测试力学性质方面的测试应力位移方面的测试(4)根据测试的场地条件分原位测试室内测试(1)土层剖面测试法(logging or stratigraphic profiling methods):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(specific test methods) :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。
4、原位测试优点和缺点:优点(与室内试验比较)(1)不需经过钻探取样,直接测定岩土力学性质,更能真实反映岩土的天然结构及天然应力状态下的特性。
(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,比土样具代表性。
(3)可重复进行验证,缩短试验周期。
缺点(与室内试验比较)(1)各种原位测试有其适用条件。
(2)有些理论往往建立在统计经验的关系上。
(3)影响原位测试成果的因素较为复杂,使得对测定值的准确判定造成一定的困难。
第一节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、野外试验的目的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、野外试验的分类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4、改善土、石性能的试验:为地基改良和加固处理提供依据。
如:灌浆试验、桩基试验等三、野外试验的新进展近年来我国岩土工程原位测试与现场监控技术有长足进步,在长期实践过程中,在测试仪器和方法,理论分析,成果应用等积累了丰富的经验。
主要发展如下: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。
原位测试技术汇总2022.08.03原位测试是指在地层或土体的原位应力状态和天然含水率保持不变、原生结构不受或少受扰动的条件下,直接或间接地测定岩、土体各种工程特性、参数的试验方法,是岩土工程勘察的重要手段之一。
常用的原位测试方法主要有:载荷试验、静力触探试验、圆锥动力触探、标准贯入试验、十字板剪切试验、旁压试验、扁铲侧胀试验等。
岩土工程勘察时,应根据技术要求和地层条件选用合适的原位测试方法。
因旁压试验及扁铲侧胀试验对地层条件适用性要求相对较高,设备仪器相对复杂,致使其使用受到一定的限制,本文不讨论这两种方法。
1 常用原位测试方法的适用条件1.1 载荷试验载荷试验分平板载荷和螺旋板载荷两种,平板载荷适用于各类土、软质岩和风化岩体,螺旋板载荷适用于深层地基土及地下水位以下的软土、一般粘性土、粉土及砂类土。
深层平板载荷试验深度不应小于5m。
但载荷试验通常历时较长、成本较高,致使其使用频率受到一定影响。
1.2 圆锥动力触探圆锥动力触探分为轻型、重型和超重型三种。
轻型适用于一般粘性土,重型及超重型适用于中砂以上的砂类土及碎石土。
轻型主要用于验槽和地基处理检测,重型在勘察及地基处理检测中大量使用,超重型应用较少,可用于密实的碎石土。
1.3 标准贯入试验标准贯入试验适用于一般粘性土、粉土、砂类土、花岗岩类的风化壳和残积土。
标准贯入试验与圆锥动力触探试验配合使用,可进行各类土质及风化岩的原位测试,且设备轻便、操作简单、经验丰富,使之在当前岩土工程勘察中应用最为普遍。
1.4 静力触探试验静力触探试验适用于软土、粘性土、粉土、砂类土及含少量碎石的土层。
手摇式轻型多用于较大设备难以进入的狭小场地的浅层测试。
全液压传动型除狭小场地外,使用普遍。
1.5 十字板剪切试验十字板剪切试验适用于测定饱和软粘性土的不排水抗剪强度及灵敏度等参数,测试深度不宜大于30m。
由于其贯入设备与静力触探通用,且都用于软土地区,因此二者通常联合使用,并与钻探取样成果结合,大大提高勘察效率,降低勘察成本,丰富成果参数。
土体原位测试指导书孟高头中国地质大学工程学院二OO四年春前言土体原位测试方法是培养学生动手能力,并将其应用于工程勘察生产实践的不可缺少的步骤,它可为建筑物地基设计和施工提供不可缺少的依据和参数。
本书在编写过程中,根据生产实践和多年的教学与科研经验,丰富和完善了本原位测试方法,可供岩土工程、工程地质、工民建、地质工程、环境地质等专业的学生学习之用,也可供有关教学与生产人员参考与实践。
读者在使用本指导书时,应参阅《土体原位测试机理、方法及其工程应用》教材,教材中叙述得更全面详细。
读者在测试前一定要认真阅读有关章节,在测试时,认真观看老师和其它指导人员的操作,后亲自动手操作才不易产生安全问题,也不易把仪器搞坏。
由于作者水平有限,不当之处,敬请批评与指正。
编者2004年3月目录一、静力触探测试(1)二、预钻式旁压测试(4)三、野外十字板测试(8)测试一静力触探测试静力触探(Static cone penetration test,简称CPT)是最常用的原位测试方法。
是将静力触探头借助机械力被压入土中,同时测记触探参数的原位测试法。
它的种类很多,有单桥、双桥、孔压静探。
为便于学生或初学者了解测试过程,采用人工记录和人工通过机械贯入法。
一、测试目的:用静力触探表求取土层的强度指标和划分土类。
二、适用范围:一般情况下适用于粘性土、粉土、砂土、有机土。
三、测试方法:双桥静力触探,人工记录法。
四、仪器设备:1.双桥探头2.探头率定架3.压入装置4.探杆5.电缆6.测量仪7.地锚五、操作步骤1.探头率定及画出率定曲线,求出探头率定系数K;2.安装静力触探设备;3.将双桥探头安装到探杆上,用穿过探杆的电缆将探头和测量仪连接起来;4.摇动手把,将探头压入地表下1m处,将测量仪调零;5.继续贯入,每10cm间隔记录一次深度(h)、锥尖阻力(q c)和侧壁摩阻力(f s)电测值;6.每贯入2~3m调零一次,并记录回零值;7.贯入到预定深度停止,或反力装置失效时停止贯入;8.起拔探杆开始时,记录回零值;9.将探头按规定程序卸下,并擦拭探杆,装箱。
土体原位测试手段在土木工程领域,了解土体的性质对于工程的设计、施工和稳定性评估至关重要。
土体原位测试手段作为一种直接在现场对土体进行测试的方法,能够提供更为真实、准确的土体参数,为工程决策提供有力支持。
一、静力触探静力触探是一种常用的土体原位测试方法。
它通过将一个圆锥形的探头匀速压入土中,同时测量探头所受到的阻力。
根据测量得到的阻力数据,可以推算出土体的强度、压缩性等重要参数。
静力触探的优点在于测试过程相对简单、快速,能够连续地获取土层的信息。
而且,由于测试是在原位进行的,避免了对土体的扰动,所得结果更能反映土体的实际状态。
在实际应用中,静力触探常用于地基勘察、基础设计等方面。
二、动力触探与静力触探不同,动力触探是利用一定质量的重锤,从一定高度自由落下,将探头打入土中。
根据探头打入土中的难易程度,来评价土体的性质。
动力触探分为轻型、重型和超重型等不同类型,适用于不同类型的土体和工程需求。
例如,轻型动力触探常用于浅层填土、砂土的勘察;重型和超重型动力触探则适用于深层地基土的测试。
三、旁压试验旁压试验是通过向土体中水平地施加压力,测量土体的变形和压力之间的关系。
这种测试方法可以得到土体的水平应力、水平变形模量等参数。
旁压试验对于评价土体的侧向承载能力和变形特性具有重要意义。
在隧道工程、挡土墙设计等方面有着广泛的应用。
四、十字板剪切试验十字板剪切试验主要用于测定饱和软黏土的不排水抗剪强度。
试验时,将十字板头插入土中,通过旋转十字板头,测量土体抵抗剪切的扭矩。
这种测试方法对于软黏土地区的工程建设非常有用,能够为地基处理、边坡稳定分析等提供关键的参数。
五、扁铲侧胀试验扁铲侧胀试验是利用扁铲探头贯入土中,通过测量探头膨胀时的压力和变形,来获取土体的参数。
它可以提供土的水平应力指数、静止侧压力系数等信息。
扁铲侧胀试验具有操作简便、对土体扰动小等优点,在岩土工程勘察中得到了越来越多的应用。
六、波速测试波速测试是通过在土体中激发弹性波,测量波在土体中的传播速度,从而推断土体的性质。