岩土工程测试实习报告..doc

2011-2012学年第二学期
岩土工程测试技术实习报告

系 别： 土木工程学院
班 级： 岩土 09-3 班
学 号：
姓 名：
指导老师： 秦莞臻、任连伟、严芙蓉
成 绩：

目录

一 前言
二 实习性质、目的及要求
三 实习安排
四 实习主要内容
五 实习总结和感想
六 对本次实习的意见与建议

一 前言
岩土工程原位测试是岩土工程勘察与地基评价中的重要手段之一，是利用一定的试验手段在天然状态（天然应力、天然结构和天然含水量）下，测试岩土的反应或一些特定的物理、力学指标，进而依据理论分析或经验公式评定岩土的功能性能和状态。原位测试技术是岩土工程的一个重要分支，它不仅是岩土工程勘察的重要组成部分和获得岩土体设计参数的重要手段，而且是岩土工程施工质量检验的主要手段，并可用于施工过程中岩土体物理、力学性质及状态变化的检测。
岩土测试的目的在于获得有代表性的、能够反映岩土体现场实际下的岩土参数，认识岩土体的空间分布特征和物理力学特性，为岩土工程设计和治理提供工程设计参数。这些参数包括：
（1） 岩土体的空间分布几何参数（如土层厚度）；
（2） 岩土体的物理参数和状态参数（如土的容重和颗粒土的密实度）；
（3）岩土体原位初始应力状态和应力历史参数（如静止侧压力系数和超固结比）；
（4）岩土体的强度参数（如粘性土的不排水抗剪强度）；
（5）岩土体的变形性质参数（如土的变形模量）；
（6）岩土体的渗透性质参数（如固结参数和渗透参数）。
除了获得被测试岩土体的物理力学性质和渗透性质参数外，原位测试的试验结果还可以直接应用于岩土工程实践。笼统地讲，原位测试可以用于以下几方面：
（1）浅基础的设计，包括地基承载力的确定和进行浅基础的沉降计算；
（2）深基础的设计，主要用于单桩竖向承载力和水平向承载力计算；
（3）砂性土地基的液化评价；
（4）地基加固效果监测与评价；
（5）土质边坡滑动面的确定。
各种原位测试的方法都有各自的适用性，表现在一些原位测试手段只适用于一定的地基条件，并且在评价岩土体的某一工程性能参数时有些能直接测定，而有些参数只能通过经验积累间接估算。并且每一种原位测试方法都有它的侧重面，也就是主要用来测定某一个参数，所以在实际选择原位测试方法时应合理的选择，发挥现有仪器的最大性能，尽量减少试验结果测量对象真实性质、性能和参数的差别。对每个原位测试方法的原理清晰、技术要点具体可行、理论与实践相结合，对各种原位测试技术的适用范围有所界定，这是作为一个工程地质工作者应具备的能力。
二 实习性质、目的及要求
一、实习性质：
勘查技术与工程专业岩土工程测试实习是在理论教学基础上进行的室外实践教学活动。
二、实习目的：
实习的目的与任务是培养学生从事岩土工程测试等方面的初步实践能力和编写测试分析报告的初步能力。通过实践教学活动可使学生对课堂上所学的岩土测试基础理论、基本原理通过感性认识加深理解，同时进行基本功训练，使学生掌握各种地质条件下岩土测试的基本工作方法和操作技能，为后续相关课程学习打下良好基础，全面培养学生的观察能力、动手能力、实践能力以及综合分析和解决问题的能力。通过野外艰苦训练，加强对学生素质的教育，逐步实现从知识灌输型向智能型教学方针的转变。
三、实习要求：
1、学生在实习过程中，必须服从有关技术人员和指导教师的指挥，认真听取讲解，并做好笔记（包括必要的附图），及时消化所实习的内容。
2、学生在实习教学过程中，应虚心向工程技术人员学习，要有礼貌。
3、实习过程中，必须注意往返途中交通安全以及人身安全，遵守实习单位现场有关安全方面的规定。实习期间，学生因违反实习纪律和安全规则造成自身伤害的由学生本人负责，造成他人伤害和国家的经济损失，由学生本人及家长承担相应的经济和法律责任。
4、实习工程中不允许无故请假、旷课和早退。对违反纪律者，视其情节严重者，分别给予实习成绩降级、取消实习资格等处罚。
三 实习安排
第17周:
星期一:实习动员，发放实习资料，实验室认识仪器。
星期二:现场静力触探试验，现场动力触探试验。
星期三:现场十字板剪切试验，现场扁铲侧胀试验。
星期四:现场基桩动测仪。
星期五:试验数据计算、分析、整理，编写实习报告。
四 实习主要内容
实习前的培训与指导：
2012年6月13日，也就是实习的前一天，由秦莞臻老师为我们进行实习前的培训和指导。这次培训的主要内包括以下四个方面的内容：
一、载荷试验：
载荷试验（Plate Load Text,简称PLT）是在现场用一个刚性承压板逐级加荷，测定天然地基、单桩或复合地基的沉降随荷载的变化，借以确定它们承载能力的现场试验。载荷试验的承压板的形式和设置深度可以不同，根据承压板的设置深度及特点，可分为浅层、深层平板载荷试验和螺旋板载荷试验。其中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3.0m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或地下水位以下的土层。
浅层平板载荷试验是在现场用一定面积的刚性承压板逐级加荷，测定天然埋藏条件下浅层地基沉降随荷载而变化的现场试验，用以评价承压板下应力影响范围内岩土的强度和变形特性。深层平板载荷试验可用于确定深部地基土层及大直径桩桩端土层在承压板应力主要影响范围内的承载力。螺旋板载荷试验是将一螺旋形承压板旋入地下试验深度，通过传力杆对螺旋板施加荷载，观测螺旋板的沉降，以获得载荷-沉降-时间关系，然后根据理论公式或经验关系式获得地基土参数的一种现场测试技术。载荷试验的试验设备主要由承压板、加荷系统、反力系统和量测系统四部分组成。载荷试验可用于以下目的：
（1） 确定地基土的比例界限压力、极限压力，为评定地基土的承载力提供依据；
（2） 确定地基土的变形模量；
（3） 估算地基土的不排水抗剪强度；
（4） 确定地基土的基床系数。
二、静力触探试验：
静力触探试验（Static Cone Penetration Text简称CPT）是利用准静力以恒定的贯入速率将一定规格和形状的圆锥探头通过一系列探杆压入土中，同时测记贯入过程中探头所受到的阻力，根据测得的贯入阻力大小来间接判定土的物理力学性质的现场试验方法。
静力触探试验适用于软土、粘性土、粉土、砂性土和含有少量碎石的土层。与传统的钻探方法相比静力触探试验具有速度快、劳动强度低、清洁、经济等优点，而且可连续获得地层的强度和其他方面的信息，不受取样扰动等人为因素的影响。这对于地基土在竖向变化比较复杂，而用其他常规勘探试验手段不可能大密度取土或测试来查明土层变化；对于在饱和砂土、砂质粉土及高灵敏度性软土中的钻探取样往往不易达到技术要求，或者无法取样的情况，静力触探试验均具有它独特的优越性。但是，静力触探试验中不能对土进行直接的观察、鉴别，而且不适用于含较多碎石、砾石的土层和很密实的沙层。
（1）野外测试的关键步骤
a.布孔位，平整场地；
b.安装触探机 ，并调平机座（为使贯入压力保持垂直方向），把机座与反力装置衔接 ；
c.将探头、测量电缆、探杆连接起来，并检查测量仪表，并调零；
d.将连着探杆的探头压入地下 ，同时记录深度值和测量仪表的数据；
e.在预定位置做孔压消散测试；
f.停止贯入；
g.记录超孔压随时间的消散过程。
（2）技术要求
1、触探机就位后，应调平机座，使用水平尺校准，使贯入压力保持竖直方向，并使机座与反力装置衔接、锁定。
2、一般触探试验中，使布置的触探孔距原有钻孔至少2m。
3、触探主机应以轴向压力将探杆压入，对于前5m的探杆，弯曲度不得大于0.05%，后续探杆的弯曲度，在触探深度小于10m，不得大于0.2%；深度大于10m时，不得大于0.1%。
4、触探机的贯入速率应控制在1-2cm/s，一般为2cm/s；使用手摇式触探机时，手把转速应力求均匀。
5、使用记读式仪器，每贯入0.1m或0.2m应记录一次读数。
6、在地下水埋藏较深的地区使用探头触探时，应先使用外径不小于孔压探头的单或双桥探头开孔至地下水位以下，而后向孔内注水与地面平，再换用孔压探头触探。
7、使用孔压探头时，在整个贯入过程中不得提升探头。
8、当在预定深度进行孔压消散试验时，应从探头停止贯入之时起，用秒表记时。
9、当移位于第二个孔时，应对孔压探头的应变腔和滤水器重新进行脱气处理。
（3）试验的终止
遇下列情况时应终止静力触探试验的贯入：
a、要求的贯入长度或深度已经达到；
b、圆锥触探仪的倾斜度已经超过了量程范围；
c、触探主机负荷达到其额定荷载的120%时；
d、贯入时探杆出现明显弯曲；
e、反力装置失效；
f、探头负荷达到额定荷载时；
g、记录仪器显示异常。
（4）CLD-3静力触探仪技术参数：
CLD-3静力触探仪主机架1台，记录仪1台，探杆20米，单桥探头1只，四芯屛蔽电缆线30米，地锚2根山型板1只、卡快1只、加力杆2支、地锚压铁2付、地锚肖6只、导向套2付、等其余配套件工具全部供给。
CLD-3静力触探仪主要参数：
贯入力：2吨～3吨
贯入速度：0.8~1.2米/分
贯入探头：10cm2
测量仪表：人工记录仪或自动记录静探微机
整机重量：160公斤
静力触探仪适用于在一般粘性土、软土、黄土和密砂土地区的土木建筑工程、市政、公路、工程地基土原位测试，用于查明地层在垂直和水平方向的变化；进行力学分层。
根据静力触探，包括孔压静力触探试验结果，结合地区经验，可以用于以下目的：
（1） 可用于土类定名，并划分土层的界面；
（2） 评定地基土的物理、力学、渗透性质的相关参数；
（3） 确定地基承载力；
（4） 确定单桩极限承载力；
（5） 判定地基土液化的可能性。
三、标准贯入试验：
标准贯入试验（Standard Penetration Text，简称SPT）是一种在现场用63.5kg的穿心锤，以76cm的距离自由落下，将一定规格的带有小型取土筒的标准贯入器打入土中，记录打入30cm的锤击数（即标准贯入数N），并以此评价土的工程性质的原位测试。
标准贯入试验实际上仍属于动力触探范畴，所不同的是，其贯入器不是圆锥探头，而是标准规格的圆筒形探头（有两个半圆筒合成的取土器）。通过标准贯入试验，从贯入器中可以取得该试验深度的土样，可对土层进行直接观察，利用扰动土样可以进行鉴别土类的有关试验。标准贯入试验操作简单，地层适应性广，对不宜钻探取样的砂土和砂质粉土尤为适用，当土中含有较大碎石时使用受限制。标准贯入试验的缺点是离散性比较大，故只能粗略的评定土的工程性质。
标准贯入试验须与钻探配合，以钻机设备为基础。按以下技术要求和试验步骤进行：
（1） 标准贯入试验孔采用回转钻进，并保持孔内水位略高于地下水水位；
（2） 先钻进至需要进行标准贯入试验位置的土层标高以上15cm处，清孔后换用标准贯入器，并量的深度尺寸；
（3） 采用自动脱钩的自由锤击法进行标准贯入试验，并减少导向杆 与锤之间的摩擦阻力。试验过程中应避免锤击时偏心和晃动，保持贯入器、探杆、导向杆连接后的垂直度；
（4） 将贯入器垂直打入试验土层中，锤击速率应小于30击/min。先打入15cm不计锤击数，继续贯入土中30cm，记录其锤击数，此击数即为标准贯入击数N；
（5） 提出贯入器，将贯入器中土样取出进行鉴别描述，并记录，然后换以钻具继续钻进，至下一需要进行试验的深度，再重复上述操作。一般每隔1.0-2.0m进行一次试验；
（6） 在不能保持孔壁稳定的钻孔中进行试验时，应下套管以保护孔壁稳定或采用泥浆进行护壁。
利用标准贯入试验指标N，并结合地区经验，可用于如下目的：
（1） 评价地基土的物理状态；
（2） 评价地基土的力学性能参数；
（3） 计算天然地基的承载力；
（4） 计算单桩的极限承载力及对场地成桩的可能性做出评价；
（5） 评价场地砂土和粉土的液化可能性及等级。
四、圆锥动力触探试验：
圆锥动力触探试验（Dynamic Penetration Test,简称DPT）是利用一定的锤击能量，将一定规格的圆锥探头打入土中，根据打入土中的难易程度（贯入阻力或贯入一定深度的锤击数）来判别土的性质的一种现场测试方法。圆锥动力触探试验按锤击能量的不同，划分为轻型、重型和超重型三种。在工程试验中，应根据土层的类型和试验土层的坚硬与密实程度来选择不同类型的试验设备。
圆锥动力触探的类型
类型
轻型
重型
超重型
落锤
锤的质量/kg
10
63.5
120
落距/cm
50
76
100
探头
直径/mm
40
74
74
锥角
60
60
60
探杆直径/mm
25
42
50~60
指标
贯入30cm的锤击数N10
贯入10cm的锤击数N63.5
贯入10cm的锤击数N120
试验技术要求
一、轻型动力触探
（1）先用轻便钻具钻至试验土层标高以上0.3m处，然后对土层进行连续触探，记录每打入0.30m所需的锤击数；
（2）试验时，将10kg的穿心锤提升0.50±0.02m，锤击频率控制在15-30击/min；
（3）如需取样，则需把触探杆拔出，换钻头进行取样。
（4）用于触探深度小于4m的土层。
二、重型、超重型动力触探
（1）试验前将触探架安装平稳，使触探保持垂直地进行。垂直度的最大偏差不得超过2%；
（2）贯入时应使63.5kg穿心锤自由落下。地面上的触探杆的高度不宜过高，不超过1.5m，以免倾斜与摆动太大；
（3）锤击速率宜为每分钟15-30击；
（4）及时记录每贯入0.10m所需的锤击数，每贯入1m转动探杆一圈半，深度超过10m，每贯入20cm转动探杆一次，以减少探杆的摩擦；
（5）对于一般砂、圆砾和卵石，触探深度不宜超过12~15m；超过该深度时，需考虑触探杆的侧壁摩阻的影响；
（6）每贯入0.1m所需锤击数连续三次超过50击时，应停止试验。触探试验深度1-16m。
根据圆锥动力触探试验指标，可以用于下列目的：
（1） 进行地基土的力学分层；
（2） 定性地评价地基土的均匀性和物理性质（状态、密实度）；
（3） 查明土洞、滑动面、软硬土层界面的位置。
利用圆锥动力触探实验成果，并通过建立地区经验，可以用于：
（1） 评定地基土的强度和变形参数；
（2） 评定天然地基的承载力；
（3） 估算单桩承载力。
圆锥动力触探的试验数据通常以打入土中一定深度的锤击数表示，也可用动力贯入阻力表示。圆锥动力触探可适应于不同的土类，设备相对简单、操作方便、适应性广，并有连续贯入的特性，但试验的误差较大，再现性较差。
五、现场直接剪切试验：
岩体强度是指岩体抵抗外力破坏的能力。通常所说的岩体强度是指岩体的抗剪强度，即岩体抵抗剪切破坏的能力。也就是说，岩体在任一法向应力作用下，剪切破坏时所能抵抗的最大剪应力值，称为该剪切面在此法向应力下的抗剪强度。
现场直接剪切试验可分为：岩体本身、岩体沿软弱结构面和岩体与混凝土接触面的直剪试验三类。每类实验可细分为：试体在法向应力作用下沿剪切面剪切破坏时的抗剪断试验、试体剪断后沿剪切面继续剪切的抗剪试验（也称摩擦试验）即法向应力为零时对试体进行剪切的抗剪试验。
（1） 岩体本身剪切试验
岩体本身剪切试验是为测定在外力作用下，岩体本身的抗剪强度和变形的试验。为验算坝基、坝肩、岩质边坡及地下硐室围岩等岩体本身可能发生剪切失稳时，可采用本试验方法。
（2） 岩体沿结构面直剪试验
岩体沿结构面直剪试验是测定岩体沿结构面的抗剪强度和变形的试验，是为评价坝基、坝肩、岩质边坡及硐室围岩可能沿结构面产生滑动失稳时所采用的试验方法。
（3） 混凝土与岩体直剪试验
混凝土与岩体直剪试验是为测定现场混凝土与岩体之间的抗剪强度和变形特性所进行的试验。为评价建筑物沿基岩接触面可能发生剪切破坏，校核其抗滑稳定性时可采用此项试验。
五 实习的收获与体会
通过为期一周的岩土工程原位测试技术的实习，在这短短的五天时间内，我了解与学到很多专业技术，还学到了很多在课堂上学不到的东西，有老师的经验、有对工程的直观认识、有工人师傅的建议和忠告……这些都是不能在课堂上所能获得的。只有站在前人的肩膀上才能看的更远，用这句话来概括我们土木这一行的工作方法似乎更为贴切。因为对我们来说实践经验和理论技能都占有不可替代的地位，理论技能需要不断的更新和完善，而这个完善的过程则需要一代又一土木工程师的经验交流和传递才能够完成。然后对工程作出更加合理的处理，没有最好的方案，只有最合适的方案。自从我选择了岩土方向之后就注定我要与岩石、土打交道，可是上天容易下地难，要想真正的了解它们真的太难了，在地下有太多的不确定因素，可是不能因为难就不去做，这就要求我们不断地学习前人的经验，然后在我们的工作中合理的利用，不能笼统的挪用之前的工程处理方法，因为每一个工程都不一样，都有它的特点和工程性质，一味的沿用别的工程的处理方法就可能导致不可恢复性的错误。很快我们就要离开校园走上工作岗位了，在以后短短的一年的时间里我还有很多知识要学，因为只有扎实的理论知识作为后盾才能让我更快更好的熟悉并着手工作，才能让我更好的积累工程经验。理论和经验是土木工程师的两把“利剑”。通过的以后不断学习和努力，我会在这个行业有所作为，为大家的生活建造一个牢固的“地基”。

六 对本次实习的意见与建议
通过本次试验我们学到了许多书本上学不到的知识，通过与现场工作人员的交流才发现我们现在所掌握的只是些皮毛而已，要想学到更多的知识不仅要多看书和规范，还要经常到施工现场去与工作人员一起交流和相互学习。但本次试验也有许多不足之处：首先，由于人员和场地的限制实习的时间太短，有些东西还来不及向现场工作人员请教实习就结束了，还有的试验在我们去之前就结束了，有的在实习完之后还没开始，并不能对所有试验都了解一遍；然而，由于有些数据属于机密，都是他们的劳动成果，不能随便让人看，所以试验的数据不全；最后，由于不是专门的实习场地，工作人员得正常施工，所以没有太多的时间让我们去提问，再者去的人太多有时还会影响到他们的正常施工。所以，如果有可能希望能多找几个试验场地，或增加实习的时间，让我们有足够的时间去进行现场实习；还有就是希望每次都有老师去维持一下秩序，因为场地中有些地方并不安全，另外有些数据老师去要应该好要一点；最后希望这样的实习应该多组织，让我们有更多的机会去现场学习。总之，这次实习还是比较成功的。