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岩土工程地质勘察中的原位测试技术分析_施展.pdf
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1、172原位测试技术作为地质勘察中重要的技术手段,通过现场测试和实测数据的分析,能够为工程设计和施工提供精确的地质参数和可靠的技术依据。本文针对岩土工程中常用的四种原位测试技术进行了详细分析,包括平板载荷试验、静力触探试验、圆锥动力触探试验、波速试验和标准贯入试验。通过介绍这些测试技术的基本原理、操作方法、适用范围和限制条件,可以更全面地了解这些技术的优缺点,为岩土工程地质勘察提供更好的技术支持和指导,从而提高工程质量和安全性。1 平板载荷试验1.1 基本原理平板载荷试验的基本原理是利用荷载与沉降之间的关系来计算土体的力学性质。试验时,在土体表面放置一个直径为0.3m1.5m的平板,通过加荷使平
2、板在土体表面产生一定的沉降1。在荷载不变的情况下,记录平板下沉的变形量,得到荷载-沉降曲线。通过对荷载-沉降曲线的分析和计算,可以得到土体的承载力、弹性模量、泊松比等重要参数。1.2 操作方法平板载荷试验的操作方法包括平板放置、荷载施加、记录沉降量等步骤。具体操作如下:1.平板放置:在试验区域内挖出一个试验坑,然后将平板放置在土体表面上,通常平板直径为0.3m1.5m。为了保证试验结果的准确性,平板表面应平整、光滑,并且与土体接触良好。2.荷载施加:在平板上施加一定的荷载,可以使用压路机、油压机等设备。荷载应按照一定的程序逐步增加,直至达到试验要求的最大荷载。同时,应记录下荷载的大小和施加荷载
3、的时间。3.记录沉降量:在荷载达到最大值后,需要记录平板下沉的变形量。通常使用沉降计或位移传感器等设备进行测量。在测量时应注意避免外界干扰,并记录下测量时间、测量点位置等信息。1.3 适用范围和限制条件平板载荷试验适用于软土、半固态和砂质土等地质环境。由于该试验需要施加大荷载,因此适用于需要确定土体承载力、弹性模量等参数的工程项目。同时,需要注意岩土工程地质勘察中的原位测试技术分析施展江苏省地质矿产局第一地质大队(江苏南京地质工程勘察院)江苏南京210041摘 要:岩土工程地质勘察是岩土工程学科中至关重要的一部分,其目的在于为设计和施工提供必要的地质资料和技术支持。本文主要分析了岩土工程地质勘
4、察中的原位测试技术,常用的包括平板载荷试验、静力触探试验、动力触探试验、波速试验和标准贯入试验等等。这些测试技术在岩土工程地质勘察中广泛应用,他们能够反映土层的物理力学性质、强度特性和变形行为等,为工程设计和施工提供重要参考。通过对这些原位测试技术的了解和掌握,相关从业人员可以更好地开展岩土工程地质勘察工作,进一步为社会经济发展做出更大的贡献。关键词:岩土工程;地质勘查;原位测试技术DOI:10.19569/119313/tu.202321057以下限制条件:1.平板直径:平板直径的大小对试验结果有一定的影响。如果平板直径过小,会导致试验结果不准确;如果平板直径过大,则会增加试验难度和成本。2
5、.荷载施加速度:荷载施加速度应适中,过快的荷载施加速度会导致试验数据的不准确性。3.试验深度:平板载荷试验通常适用于地表附近的土层,如果需要测试较深的土层,可能需要采用更加复杂的试验方法。4.地下水位:地下水位对平板载荷试验结果有一定的影响,因此需要对地下水位进行考虑和控制。5.试验场地条件:平板载荷试验需要较大的试验场地,并且需要具备平整、坚实、无裂缝、无腐蚀等特点,以确保试验结果的准确性和可靠性。6.荷载施加方式:荷载施加方式应选择合适的方法,以确保荷载均匀施加在平板上,避免试验结果的误差2。2 静力触探试验2.1 基本原理静力触探试验是基于卡钳静力学原理的一种地质勘探方法,利用触探钻杆在
6、垂直向下施加静载荷的作用下,记录土壤或岩石的力学特性,进而推断地层结构2。当钻杆通过压实土体时,土体会受到静载荷的作用,同时产生轴向阻力和侧向摩阻力。静力触探设备内部的卡钳测力传感器会实时记录这些反作用力的大小和方向,并将其转化为相应的数据。静力触探试验可以通过记录卡钳的位置和相应的载荷数据,来评估土壤或岩石的强度、厚度、地下水位和地层的分界面等。2.2 操作方法静力触探试验的操作方法包括推进、记录、卸载三个步骤。在进行试验前,需要先进行试验区的划定和标记。然后,将静力触探装置插入到钻孔中,并利用液压马达、电机等装置进行推进。在钻杆推进过程中,需要记录下不同深度的钻杆插入长度、插入钻杆的静力载
7、荷、卡钳的位置等数据。同时,还需测定钻杆的竖直度、水平度等参数,以保证数据的准确性。当钻杆达到预定深度或遇到钻遇时,需要卸载静力载荷,记录下卡钳的位置、插入深度和力学参数等数据。根据不同的需求和地质环境,还可以通勘探测绘173过静力触探试验设备的更换和组合,进行多参数、多层位的勘探3。2.3 适用范围和限制条件静力触探试验的适用范围较广,可用于软土、黏土、砂土等多种类型的地质环境中。在土层承载力、层位厚度、土层分界面位置等方面,静力触探试验均可提供较为准确的数据,因此在岩土工程勘探中得到广泛应用。然而,静力触探试验也存在一些限制条件。首先是钻杆粘滞问题。在进行试验时,由于钻杆表面沾有泥土或岩屑
8、,会导致钻杆下降受阻,从而影响实验的准确性。此时需对钻杆表面进行清洗,以确保试验顺利进行。其次是沉降量问题。在进行试验时,若地基沉降较大,可能导致试验中的钻杆下降速度过慢或停滞不前,从而无法获得准确的数据。此时需要采取相应措施,如增加钻杆重量或减小试验深度等,以确保试验的可靠性。3 动力触探试验3.1 基本原理动力触探试验利用冲击波传递来判断土层或岩石的力学性质。在测试中,钻杆通过轻微的自由落体运动,带动下部的冲击头向下冲击地层,测量冲击波的传播时间和反弹系数,来判断地层的承载能力、压实度和土层类型等。当冲击头与地层接触时,产生冲击波,波将沿着钻杆和土层的接触面传播,部分波能被反射回钻杆内部,
9、部分则继续向下传播,当波能消耗殆尽时,冲击头会反弹回来,波能再次传递至钻杆内部。根据冲击波的传播时间、反弹系数等参数,结合经验公式或现场试验数据,可以判断土层或岩石的力学性质。3.2 操作方法动力触探试验的操作流程包括设备组装、基础设施准备、现场实施、数据处理和分析等步骤。1.设备组装:动力触探试验主要设备包括冲击器、探杆和数据记录仪等。冲击器通常由液压或气压装置、冲击锤、回弹锤和联锤等组成。探杆的长度和直径应根据现场的具体情况和钻孔深度进行选择。数据记录仪主要用于记录和储存冲击次数、回弹次数和深度等数据。2.基础设施准备:在进行动力触探试验之前,需要对基础设施进行准备。首先需要对工作区域进行
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