第一篇：巖土工程測試技術 封皮

石家莊鐵道大學

研究生課程論文

培養單位土木工程學院學科專業橋梁與隧道工程

課程名稱巖土工程測試技術 任課教師劉堯軍學生姓名程紀懷學號120130424

研究生學院

第二篇：巖土工程測試

土木工程學院工程課程報告

課程： 《巖土工程測試》

班級： 專業： 姓名： 教師：

2014年12月

目錄

一、巖土工程測試的意義概述...............................................................................................1

二、巖土工程測試的作用概述...............................................................................................2

三、巖土工程測試的內容概述...............................................................................................2 3.1、平板荷載試驗.............................................................................................................3 3.2、十字板剪切和旁壓儀試驗.........................................................................................3 3.3、錨桿和土釘測試.........................................................................................................4 3.4、巖土的滲透性及注漿加固.........................................................................................5 3.5、靜力觸探試驗.............................................................................................................7 3.6、動力觸探試驗.............................................................................................................7 3.7、巖石力學參數測定.....................................................................................................8 3.8、軟巖及土的流變試驗.................................................................................................8 3.8.1、軟巖的特征與流變特性.........................................................................................8 3.9、巖土中的應力測量.....................................................................................................9 3.10、超聲波測試.............................................................................................................10 3.11、樁基檢測試驗.........................................................................................................10 3.12、地基動力測試.........................................................................................................11 3.13、巖體強度試驗.........................................................................................................12 3.14、非飽和土測試.........................................................................................................12 3.15、模型試驗.................................................................................................................12 3.16、測試數據的整理與分析.........................................................................................13

巖土工程測試課程報告

貴州大學（貴州路橋集團有限公司）王鎖

一、巖土工程測試的意義概述

巖土工程測試就是對巖土體的工程悱質進行觀測和度量，得到巖土體的各種物理力學指標的試驗工作。

巖土工程測試是生產實踐，也是科學試驗，是獲得感性認識和理性認識的必由之路。毛澤東在《實踐淪》中說過：“真理的標準只能是社會的實踐。實踐的觀點是辯證唯物論的認識論之第一的和基本的觀點。”他又說：“社會實踐的繼續，使人們在實踐中引起感覺和印象的東西反復了多次，于是在人們的腦子里生起了一個認識過程的突變(即飛躍)，產生了概念。”

土木工程、巖土工程都是很古老的學科。早期以土、木、石為材料，都是先有實踐、試驗，后來才有了材料力學、結構力學，近代才有了彈性力學、塑性力學、土力學、巖石力學等。材料屬性必須通過試驗或現場測試獲得。土力學中有試驗土力學，粒徑級配曲線、e—P曲線、p—S曲線、擊實曲線都是試驗、測試得到的，庫侖抗剪強度理論、達西定律也都是實踐、試驗得到的。土木工程、巖土工程中經驗、統計公式很多，經驗、統計更是實踐的總結，數學上的概率統計就是在實踐總結的基礎上應運而生的。科技中常用的反分析法更是由實踐、試驗結果反求材料特性、計算參數和深究理論概念。

英國人培根有一句名言“知識就是力量”。這句話不完整，沒有提到實踐的作用。知識如果不和實踐相結合，不能應用，就產生不了力量。中國老百姓有一句俗語叫有本事，本事即能力，即在實踐中應能用知識來解決問題、創造效益、提高生產力，這才是活的知識，才有力量，才算有本事。反之，如果知識不結合實踐，不能應用，那就是一個書呆子，沒有本事。我國宋代大詩人陸游說過：“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。”紙上得來即書本知識，絕知就是真知、會用，躬行就是實踐。一名巖土工程師如果不重視實踐、試驗，那是不可思議的，終無大成就，因此一定要重視試驗、實測技術。

總結得到的理論、計算公式的可靠性如何檢驗呢？還是實踐，以此為標準，由實踐來檢驗、提煉理論。/ 13

二、巖土工程測試的作用概述

巖土工程理論分析中的各種定理和規律（如摩爾一庫侖定律、各種巖土體本構模型等）幾乎都是建立在試驗分析的基礎之上。理論分析指導工程實踐，而土工測試又是理論分析的基礎。因此，在巖土工程中，測試處于基礎地位。

近幾十年以來，隨著經濟和社會的發展，工程實踐中出現了更多更復雜的巖土工程問題，為了解決這些問題，一系列新的巖土體理論和工程設計方法涌現出來。這些新的理論和設計方法要求測試技術有新的發展和突破。沒有先進的測試技術就得不到新的理論和設計方法所需要的精確的巖土體參數，這些新的理論和設計方法就無法保證工程實踐精度。因此，現代工程實踐對測試技術的要求越來越高，依賴性也越來越強。

從整體上看，巖土工程測試可以分為原位測試和室內測試兩大類。原位測試可以在最大限度上減少試驗前對巖土體的擾動，避免了這些擾動可能帶來的對試驗結果的影響。原位測試結果可以直接反映原位巖土體的物理力學狀態，更接近工程實踐的實際情況。同時，對于某些難于采樣進行室內測試的巖土體（如承受較大固結壓力的砂層），原位測試是必需的。但是進行原位測試，需要的人力、物力和財力通常都比較大。此外，原位測試對應的試驗條件比較復雜（比如邊界條件非常復雜)，給理論分析計算帶來了困難，許多情況都不得不進行某些理想化的假設才能進行計算分析。而室內測試能進行各種理想條件下的控制試驗，在一定程度上反而更容易滿足理論分析計算的要求。因此，原位測試和室內測試具有各自的特點和優勢，不能相互取代。

現代新發展起來的測試設備和技術，往往以解決復雜工程問題為目的。因此，儀器構造復雜，操作要求高，可以了解巖土體材料在各種情況的變化規律、考慮常規試驗不能考慮的各種因素。但是，這些儀器設備花費巨大，并且操作復雜，不可能普遍應用于一般工程實踐，常規測試儀器和技術仍然是必需的。即便是對于復雜的工程實踐，常規測試也是必要的，它是進行復雜測試的基礎。

三、巖土工程測試的內容概述

巖土工程測試的內容很多，《巖土工程測試》（土木工程研究生系列教材）主要講述一下內容。/ 13

3.1、平板荷載試驗

原位試驗(In-Situ Festing)有時也稱現場試驗(On the Spot Festing)，其類型很多，如靜力觸探、動力觸探、平板荷載試驗、十字板剪切試驗、旁壓儀試驗、大型剪切試驗、孔隙水壓力測試、彈性波速測試、地應力測試、抽水或注水、壓水試驗等。應用最廣泛、最常見的還是平板荷載試驗(P1ate Loading Test)，簡稱PLT試驗。

平板荷載試驗是利用彈性力學半無限體表面作用集中荷載的沉降計算公式(布希奈斯克解)，來確定地基承載力的基本方法。平板荷載試驗一般只能反映深度為兩倍承壓板寬度范圍內的土性特征。

試驗設備,平板荷載試驗因試驗土層(地基)軟硬程度、平板(荷載板或承壓板)面積大小、試驗土層深度等不同，采用的測試設備有多種情況。整個試驗可分為承壓板、加荷系統、反力系統、觀測系統四部分。

3.2、十字板剪切和旁壓儀試驗

十字板剪切試驗全稱為野外十字板剪切試驗，國際上簡稱為FVST(Field Vane Shear Test)。十字板剪切試驗是用插入軟粘土中的十字板頭，以一定的速率旋轉，測出土的抗扭力矩，換算其抗剪強度。這個抗剪強度相當于摩擦角?u?0時的粘聚力Cu值。旁壓試驗(Pressure Meter Test，PMT)起源于德國。旁壓試驗是利用旁壓器對鉆孔壁施加橫向均勻應力，使孔壁土體發生徑向變形直至破壞，利用量測儀器量測壓力與徑向變形的關系推求土力學參數的一種原位測試方法。

十字板剪切試驗在國內外運用廣泛，該法能夠有效地在原位測定飽和軟粘土的抗剪強度。長期以來的實踐證明，該試驗方法有如下優點：①試驗存原位進行，不需取試樣；②對無法取樣和很難進行室內試驗的土，如極軟粘土、巖土接觸面等，可以獲得必要的力學指標；③能更好地反映土的結構、構造特性，如層理、裂隙、結核和顆粒分布的不均勻性；④試驗中的邊界條件（如排水條件、天然受力狀態等）是實際的邊界條件；⑤對于正常固結的飽和軟粘性土，十字板試驗能反映出軟粘性土的天然強度隨深度而增大的規律，而室內試驗指標成果比較分散。/ 13

十字板剪切試驗原理：十字板剪切試驗是在鉆孔某深度的軟粘性土中插人規定形式和尺寸的十字板頭，施加扭轉力矩，使板頭內的土體與周圍土體產生相對扭剪，直至土體破壞，測出土體抵抗扭轉的最大力矩，然后根據力矩的平衡條件，推算出土體抗剪強度。在推算強度時，作了以下幾點假定：①剪破面為一圓柱面，圓柱面的直徑與高度分別等于十字板板頭的寬度D和高度H；②圓柱面側面的抗剪強度?fV和上下端面上的抗剪強度?fH為均勻分布并相等，即?fV??fH??f。由于十字板現場剪切試驗為不排水剪切試驗。因此其試驗結果與無側限抗壓強度試驗結果接近，飽和軟土在固結不排水剪切時??0，故?f?十字板剪切試驗推算抗剪強度的公式可以表達為

qu2?cu。

cu?k?Pf?f?

3.3、錨桿和土釘測試

錨桿支護技術是20世紀初由煤礦巷道支護發展而來的，在巖土工程的邊坡穩定支護中已經有廣泛應用，是比較成熟的技術。現代土釘支護技術是20世紀70年代發展起來的，用于土體開挖和保持邊坡穩定性的一種新型擋土技術。錨桿支護和土釘支護技術經濟可靠，施工快速簡易，已在大量工程中得到應用。

錨桿的錨固原理：與錨桿直接作用的是復雜多變的巖土體，這給錨桿的力學行為及錨固用原理的觀測和研究帶來了很大的困難。現有的多數有關錨桿支護作用和效果的試驗都是在限定條件下和理想化了的基礎上進行的。因此，目前對錨桿錨固原理了解還不夠深入，但以下幾種錨固作用機理是得到了工程和理淪界的普遍認同的。

懸吊作用原理：懸吊作用理論認為，錨桿支護是通過錨桿將軟弱、松動、不穩定的巖土體懸吊在深層穩定的巖土體上，以防止其離層滑脫。這種作用在地下結構錨固工程中，表現得尤為突出。起懸吊作用的錨桿，主要是提供拉力，用以克服滑落巖土體的重力或下滑力，來維持工程結構的穩定。

組合梁作用原理：組合梁作用是較早提出來的，也是一般公認的支護作用原理之一。這種原理是把薄層狀巖體看成一種梁（簡支梁或懸臂梁）。在沒有錨固時，它們只是簡單地疊合在一起。由于層問摩擦阻力不足，在荷載作用下，單個/ 13

粱均產隹各自的彎曲變形，上下緣分別處于受壓和受拉狀態。若用螺栓將它們緊固成組合梁，各層板便相互擠壓，層間摩阻力大為增加，內應力和撓度大為減小，于是增加了組合梁的抗彎強度。當把錨桿埋入巖士體一定深度，相當于將簡單疊合的數層梁變成組合梁，從而提高了地層的承載能力。錨桿提供的錨固力愈大，各巖層間的摩擦阻力愈大，組合梁整體化程度愈高，其強度也愈大。

擠壓加固作用原理：蘭格(T.A．Lang)通過光彈試驗證實了錨桿的擠壓加固作用。當他在彈性體上安裝具有預應力的錨桿時，發現在彈性體內便形成以錨桿兩頭為頂點的錐形體壓縮區，若將錨桿以適當間距排列，使相鄰錨桿的錐形體壓縮區相重疊，便形成一定厚度的連續壓縮帶。

為說明錨桿對破碎地層的支護作用，國外的澳大利亞雪山水電站地下工程、國內的冶金建筑研究院等單位曾分別先后用碎石、混凝土碎塊作材料模擬破碎地層，然后錨桿加固，結果發現加固后的模型承壓能力大大提高。這就說明，通過錨桿的加固，即使毫無粘結力的碎石也能被加固成承載能力相當高的糕體“結構”。工程上稱這種現象為擠匿加固作用，類似我國古代橋梁工程中的鍵(腰鐵、鉸石)對裂隙巖體的作用。

上述錨桿的錨固作用原理在實際工程中并非孤立存在，往往是幾種作用同時存在并綜合作用，只不過在不同地質條件下某種作剛占主導地位罷了。

3.4、巖土的滲透性及注漿加固

地下水在巖土孔(空)隙中的運動稱滲流(透)，發生滲流的區域稱為滲流場。觀測井就是敞開口的井，或稱為測壓井，可以用來觀測海水人浸淡水含水層的現象，觀測地下水的污染情況等。巖土體中的孔隙水壓力的量測可以利用敞開式測壓管(觀測井)或封閉式測壓計。壓水試驗是測定巖土體滲透性特征最常用的一種測試方法。它是靠水柱自重或泵壓力將水壓人到鉆孔內巖壁周圍的裂隙中，并以一定條件下單位時間內的吸水量來表示巖土體的滲透性。

觀測井包括海水入侵和地下水質污染，這是為了環境保護，環境保護就是保護人類自身的生存利益。自然環境的變遷，如沙漠化、水源斷缺，對森林的破壞，直接影響甚至毀滅了人類自身的生存環境。

測孔隙水壓力意義也很重要。在飽和土中總應力由有效應力和孔隙水壓力組成。在非飽和土中總應力包括有效應力、孔隙水壓力和孔隙氣壓力。孔隙水壓力/ 13

和孔隙氣壓力較難測準，因而有效應力原理的應用就受到影響。有效應力原理是土力學理論的重大發展，它反映r巖土工程強度的本質。巖土工程計算中都有誤差，甚至誤差很大，原因當然足多方面的，但最主要的原因有兩個：一個是材料力學、彈性力學中均勻、連續、各向同性的彈性體假定是近似的，不完全符合實際，另一個是計贊：參數洪差大，nf靠性差。能夠使計算參數測試提高可靠度，這是個重要問題，足對崧土力學的貢獻。

巖體和土體的重要區別是巖體中有各種成因的節理、裂隙、甚至是裂縫，這些裂隙(縫)的存在嚴格地說使巖體不成為連續體，這就從根本上動搖了材料力學、彈性力學，也是巖土力學的根本假定，所以許多學者尤其對巖石(體)力學問題，從損傷力學，甚至從斷裂力學角度去研究，就是承認巖體不是，至少不是嚴格的連續體。但目前，從巖土力學與工程應用方面講，還是材料力學、彈性力學基礎。巖體中的壓水、灌漿工程就是要堵塞裂隙、使巖體成連續體，至少成為近似地連續體，從根本上改善了巖性，改變了巖體工程測試的前提條件。也為測試巖體中界面的接觸應力(壓力)、巖體(石)中應力(包括構造應力即地應力，工程荷載作用下的附加應力)，這些測試都要求緊密接觸，接觸良好，只有這樣才能很好的地傳遞應力，測試才能準確。巖體內部裂隙被封堵后，成了連續介質，巖體(石)內部埋設儀器、儀表后，所有變形、變位、應變、位移才能測得準，這就為反分析法提供了基礎條件。反分析法是測位移、形變、應變，在此基礎上去作應力、應變參數分析，因為有了應力才有應變，現在是測了應變，再分析應力，應變參數，所以稱為反分析法。在數學物理方程中稱逆問題。反分析法是一種既老又新的方法，比如西醫診病，先查問癥狀，再分析病理，再用藥；中醫診病，先望、闖、問、切，再分析病理，再用藥，這就是反分析，先查明果，后分析因。又比如測擋土墻位移、變形，再反演土的抗剪強度。又比如大家所熟知的本構關系，也是反分析，先弄清各種影響因素的作用方向和規律，再通過演繹或歸納建立方程，然后再求解方程。

巖土的滲透性及測試應用是廣泛的，如野外抽水、基坑降排水、管涌、流沙、地層液化、隔水帷幕、隧道及礦井滲漏水、橋墩圍堰、大壩基礎防滲、水下工程、農田灌溉、地面沉降、環境工程如回灌等都與巖土的滲透性有關，都要進行測試，有的在大學階段學過，有的在研究生階段工程地質里學過。有的太專門化了，只/ 13

能約略提到，避免重復。

3.5、靜力觸探試驗

靜力觸探試驗(stati penetration test)，英文縮寫CPT(cone penetration test)。靜力觸探是用千斤頂或落錘將一根細長的金屬桿(直徑19～80mm)壓入或打人地下，用以測定任意深度處金屬桿的貫人阻力。將其結果繪成圖，橫坐標表示貫人阻力，縱坐標表示貫人深度，這是勘察方法——原位測試中的主要類型之一。

在20世紀初期的觸探儀是一個頂角為90。的圓錐，放在黏性土上并逐漸加荷，不斷貫人，貫人阻力隨著黏性土強度增大而增大。后來有了荷蘭圓錐靜力觸探試驗，這種圓錐具有60°頂角和直徑：36mm，錐底而積10cm2。

3.6、動力觸探試驗

動力觸探（DPT）和標準貫入試驗(SPT)都是土工原位測試的主要方法，它們是利用一定的錘擊能量，將帶有探頭的探桿打人土中，按貫入的難易程度來評價土的性質，得到經驗(統計)公式。

標準貫入試驗的力學機理：標準貫人試驗（SPT)與動力觸探試驗在設備上的區別（重型動力觸探和標準貫入試驗沒備大同小異）主要是探頭形式和結構有差異，因而決定了各自的試驗機理。標準貫人試驗的探頭稱貫人器，是由鉆孔取土器轉化而來的開口管狀空心探頭。在貫人過程中，整個貫人器對端部和周圍土體產生擠壓和剪切作用，同時由于貫人器是空心的，將有部分土體擠入，加之是在沖擊作用下工作，其工作細節和邊界條件非常復雜。20世紀50年代以來不斷有人探討標準貫人試驗的力學機理，從理論研究方面講，可有三種理論：①動力作用理論；②用極限平衡理論進行研究；③用波動理論進行研究。

影響動力觸探儀精度的因素：⑴人為使用因素：①落錘的高度控制和錘擊方法；②量測讀數精度；③觸探孔垂直程度和探桿長度；④在鉆孔中進行觸探時鉆孔的護壁和清孔情況。⑵設備本身的影響因素：①穿心錘的形狀和質量；②探頭的形狀和大小；③觸探桿的截面尺寸、長度和質量；④導向錘座的構造及尺寸。⑶土質與工程環境：①土的性質，如密度、含水量、顆粒結構、壓縮性、超固結狀態、抗剪強度等；②觸探深度，包括觸探桿長度和探桿側壁摩擦。觸探深度在12～15m以內時，可忽略探桿側壁摩阻力，也不用泥漿護壁。探桿長度有顯著影/ 13

響，對錘擊數需要修正；③地下水的影響。在粘性土中試驗，地下水的影響大；在砂土中試驗．地下水影響小。

3.7、巖石力學參數測定

巖石的力學性質，巖石和巖體，無論是干燥的還是飽和的，在大多數工程荷載作用下，均表現為彈性體或近似彈性體。

巖石特別是巖體內部，必然有節理、裂隙、結構面、軟弱夾層等。這些結構面、軟弱夾層，其物質成分、微觀結構、力學性質都比較復雜，其力學性質可能屬于非線性彈性、彈塑性或粘彈性等。對于結構面和軟弱夾層而言，它們含水情況是否飽和，作用力方向和結構面、軟弱夾層的展布方向是垂直還是平行或者傾斜，影響很大、差異明顯、工程效果大不相同。由于巖石、巖體本構關系的多樣性、復雜性及不確定性，這里只研究巖石、巖體作為彈性體、近似彈性體的情況。

3.8、軟巖及土的流變試驗

軟巖及土的流變性包括彈性后效、流動、結構面的閉合和滑移變形等。隨著巖土工程的發展，流變已成為工程實踐中常遇到的問題，也是造成事故的主要因素之一。巖土體流動變形呈現出了大量的、具有不同特征的流動變形和破裂現象一，通過測試技術，研究這些現象便于了解巖土體變形程度、發生原因、發展趨勢及最終狀態，由此采取適時有效的工程對策。

3.8.1、軟巖的特征與流變特性

軟巖的基本特征是強度低，孔隙率高，重度小，滲水、吸水性好，易風化，易崩解，具有顯著的膨脹性和明顯的時效特性。作為工程材料，其穩定性差。由于巖體開挖后出現持續變形，對于不穩定巖石包括泥質夾層節理弱面等，往往有流變性、粘彈性、粘彈塑性等。流變性又稱粘性(Viscosity)，是指物體受力變形過程與時間有關的變形性質。軟巖流變的一個重要特征是其強度隨時間的延長而降低。

軟巖的流變性包括彈性后效、流動、結構面的閉合和滑移變形。，彈性后效是一種延遲發生的彈性變形和彈性恢復。由于加荷剛繼瞬時的彈性變形產生之后，仍有部分變形隨時間增長而產生，因為這部分變形屬于可恢復的，且在恢復時亦需要一定的時間，因此，這部分變形仍屬于彈性變形范疇，當外力卸除后最/ 13

終不留下永久變形。流動又可分為粘性流動和塑性流動，它是一種隨時間延續而發生的塑性變形（永久變形），其中粘性流動足指在較小外力作用下發生的塑性變形（永久變形），塑性流動是指外力達到屈服極限值后才開始發生的塑性變形。閉合和滑移是巖體中結構面的壓縮變形和結構面問的錯動，也屬塑性變形。

工程巖體流變性狀及其多樣性、易變性顯得比較復雜。不同成因類型的軟巖、不同結構構造的軟弱層，其流變性表現程度是不同的。花崗巖風化形成的軟巖，流變變形一般較小，阻尼變形持續時間較短，變形很快趨向穩定；泥質砂巖變形增長較快，變形量值也較大；粘土巖與頁巖以及軟弱夾層的流變特性非常明顯，故對其流變性進行研究有著重要的現實意義。

軟巖的流變規律是很復雜的，它和膨脹、崩解一樣給軟巖工程帶來極大的危害。地下洞室圍巖的失穩往往是流變、膨脹和崩解的綜合效應。很難區分何種效應起主導作用。

軟巖的流變力學特性主要包括四方面：①蠕變，在恒定麻力的條件下，變形隨時間逐漸增長的現象；②應力松弛，當應變保持一定時，應力隨時間逐漸減小的現象；③流動特性，時間一定時，應變速率與戊力大小的關系；④長期強度，在長期荷載持續作用下軟巖的強度。

3.9、巖土中的應力測量

土體中的應力測量通常采用壓力盒裝置（常用的有鋼弦式土壓力盒），測量時必須保證儀器埋設處的土體可以近似認為是彈性均勻連續介質。地應力的研究和測試方法有：巖體表面應力測量技術、淺鉆孔應力解除技術、深鉆孔地應力測量技術、水壓裂法地應力測量技術和聲發射法地應力測量技術等。

土中應力測量分為兩種類型，一類是在界面處的應力稱為接觸應力，如基礎底面、擋土墻背處(包括深基坑支撐和土層的接觸面處)、地下洞室襯砌外側、樁端界面處、雙層地基界面處，深埋管道底部或外側，這些都是在兩種材料的界面處。另一類是在土體內部，如地基內部、邊坡體內部，還有厚襯砌內部、地下連續墻內部（嚴格說，后兩種情況不是土中應力）。

測土中應力有一個基本要求，這就是要求介質是連續介質，也就是說儀器埋設處應是連續介質，而且儀器埋設處要有代表性。這就要求不論界面還是土體內部，不應該處于非均勻狀態或是有孔洞或有應力集中現象。如在巖體中測試最好/ 13

通過灌漿填塞，封堵各式各樣、大大小小的裂隙，使之成為連續介質，起碼近似于彈性連續介質。在土體中測試時，要求通過手工操作使土體，至少使儀器埋設處成為彈性、均勻連續介質。這才符合材料力學、彈性力學的基本假定，具備測試正確性的基本前提。

3.10、超聲波測試

聲波測試技術是一種現代物理技術，該技術主要是應用聲學原理，采用聲電轉換技術，依據彈性波理論，利用波速這一參數，結合波幅、波頻、波形等特征，反映介質質點運動的力學特征，獲得工程地質與室內試樣的物理力學特性。

聲波測試技術是一種現代物理技術，主要是應用聲學原理，采用聲電轉換技術，依據彈性波理論，利用波速這一參數，結合波幅、波頻、波形等特征，來反映介質質點運動的力學特征，獲得工程地質與室內試樣的物理力學特性。

聲波測試分室內與室外兩種。室內主要是測定巖土試樣的聲波波速，用來計算巖土試樣的物理力學參數；室外主要是在工程現場通過原位測試，用彈性波波速來對地質進行評價，尤其是巖體的完整性與穩定性評價。概括起來，聲波測試技術可以解決以下幾方面的問題：①巖石(土)試樣的物理力學性質的測定和估算，如動彈性模量、泊松比等；②利用聲波參數結合地質因素，對工程地質進行分類、分級；③利用聲波探測技術評價地下工程圍巖的穩定性，包括圍巖松弛帶范圍的測定和圍巖穩定性的定期觀測；④利用聲波測井技術，進行工程地質勘探鉆孔及孔間地質剖面分層，確定風化層厚度，為設計開挖及處理提供依據；⑤巖體中存在缺陷，如構造斷裂、巖溶洞穴的位置和走向及規模，張開裂隙的延伸方向和長度的探測；⑥工程巖體施工及加固效果的檢測，如爆破、噴錨支護、補強灌漿的質量檢查等。

3.11、樁基檢測試驗

樁是設置在地層中的豎直或傾斜的基礎支承構件。樁基檢測的目的主要有兩個：第一個目的是為樁基的設計提供合理的依據。該目的是通過在建筑現場的試樁上進行測試來實現的。第二個目的是檢驗工程樁的施：[質量，是否能夠滿足設計或建(構)筑物對樁基承載力的要求。該目的是通過對工程樁進行抽樣測試來實現的。

樁基檢測的目的主要有兩個：一是為樁基的設計提供合理的依據，該目的是/ 13

通過在建筑現場的試樁上實現的；二是檢驗工程樁的施工質量，是否能滿足設計或建(構)筑物對樁基承載能力的要求，該目的是通過對工程樁抽樣檢測來達到的。對樁基檢測的基本要求主要有兩項：一是樁的平面位置與幾何尺寸；二是樁的完整性與承載能力。主要介紹單樁的完整性與承載能力的檢測技術與方法。單樁承載力檢測內容包括樁的垂直承載力、水平承載力與抗拔承載力，它取決于樁周(端)介質對樁的支承阻力以及樁身材料的強度。單樁完整性反映了樁身截面尺寸變化、樁身材料密實度和連續性的綜合性指標。檢測參數包括樁身鋼筋混凝土波速、密實度，樁身截面尺寸變化，樁身缺陷位置、缺陷形式、缺陷程度，推算樁長及估算鋼筋混凝土強度等級等。樁基檢測技術方法分靜載試驗與動測試驗兩種。

3.12、地基動力測試

在巖土工程中，巖土體受到動力作用(地震、風振、浪振、機器振動以及爆炸爆破、高速流體和陸地高速重型運載工具等所產生的動應力等)的情況是非常普遍的。巖土體在動力作用下的反應和動力參數通過動力測試獲得。常用的巖土體室內動力測試技術有：動三軸試驗、動單剪試驗、振動臺試驗和共振桂試驗。

土的動力性質是指其在各種動力作用下直接或間接表現出來的某種反應和效應，從巖土工程觀點來看，動力是指地震、風振、浪振、機器(鍛錘、透平機、破碎機等)振動，以及爆炸、爆破、高速流體通道和陸地重型高速運載工具等所產生的動應力。可見，巖土體在各類土建工程中受到動力作用的情況是極其普遍的。

土的動力測試的目的分為三個方面：①土的基本動力參數的測定，如動彈性模量、動剪切模量、泊松比、動阻尼以及土體中波的傳播速度等；②土體的動力反應試驗．如飽和低塑性土的振動液化試驗和衰減試驗等；③土體結構受振條件下的原型觀測，如各種動力作用下土體振動性狀的實際觀測等。就其測試條件又可分為四類：①室內試驗；②現場模擬試驗；③原位試驗；④原型觀測。

由于動力試驗條件的復雜性，通常一項動力參數可以通過多種試驗方法測求。所以在設計土的動力試驗或選用某項試驗設備時．應首先考慮試驗條件的相似性和設備功能的多重性，以及試驗成果的針對性。

動三軸試驗原理：動三軸試驗是從靜三軸試驗發展而來的，通過對試樣施加/ 13

模擬的動土應力。同時測求試樣在承受動荷載作用下所表現出的動態反應。這種反應是多方面的，最基本和最主要的是動應力(或動主應力比)與相應的動應變的關系和動應力與相應的孔隙水壓力的變化關系。根據應力、應變及孔壓這三種指標的相互關系，可以推求出土的各項動彈性參數及粘彈性參數，以及土樣在模擬某種實際振動的動應力作用下所產生的性狀。

3.13、巖體強度試驗

巖體是賦存于一定地質環境中的復雜地質體，通常由巖石(結構體)和各種各樣的軟弱結構面組合而成。因此，巖體強度不僅與組成巖體的巖石力學性質有關，而且與這些軟弱結構面的物質組成、發育程度、組合類型及力學性質等有著很大的聯系。許多工程實踐表明，結構面的存在大大削弱了．巖體整體強度，導致巖體穩定性降低。工程實踐需要以巖體為對象的室內測試技術和原位測試技術來分析評價巖體強度和穩定性。

3.14、非飽和土測試

相對于飽和土力學而言，非飽和土力學的研究進展比較緩慢。制約其發展的因素主要有兩個：一是試驗技術，迄今沒有定型設備；二是理論體系欠成熟。理論的發展離不開試驗對土的力學特性的揭示，因而測試技術對非飽和土力學發展的影響非常深遠。

3.15、模型試驗

盡管隨著計算機技術的發展，巖土工程的分析計算取得了蠔足的進步，但到目前為止，許多復雜的工程情況(如水工大壩、地基一結構的相互作用等)，運用現有的理論計算仍有很多困難，甚至無法計算，這時，模型試驗就是一種非常有效的方法。模型試驗要求模型材料、模型形狀及所受的荷載等必須按照一定的規律與原型的情況相似。

模型的相似原理：既然是模型試驗，模型和原型之間，在幾何尺寸，材料、物理、力學特性方面是相似而不是相同。模型試驗的相似理論是指模型上重現的物理現象應與原型相似，即要求模型材料、模型形狀、所受荷載等均必須遵循一定的規律。這種模型試驗，既要研究在正常荷載作用下結構、巖體、地質體的應力及變形特性，又要研究超載情況下的變形和破壞特征，因而兼有線彈性應力模/ 13

型和破壞模型的試驗特點，因此它既要滿足結構破壞型試驗的相似關系，又要滿足地質力學、巖體力學模型試驗的相似關系。

概括而言，相似原理可表述如下：實體(原型)和模型為兩個系統，它們的幾何特征和各個對應的物理量必須(然)互相成為一定的比例關系。這樣就可以試驗測定模型系統的物理量，再按比例推求原型(實體)的相對應的物理量。

考慮平面問題時，物理量包括坐標、體積力、邊界力、應力、位移、應變、彈性模量、泊松比等。

數值模擬：模型試驗要制作模型或稱試件(樣)，要多作兒次、幾十次試驗，就要作多個試件。模型試驗復雜、費時、費錢，所以有的人就少作，甚至不作，這樣要得到足夠的、準確的、可靠的試驗數據就不可能。有效的解決辦法是數值模擬。

以有限單元法為代表(有限條帶法、邊界冗法等)的方法稱為數值方法，這是目前最接近真值的近似方法。我們設定一個數值模型，單元劃分好，模型中的特殊構造損傷事先安置好．可設置特殊單元，各種荷載及加載條件、邊界條件設計好，只要編好計算程序，在計算機上很快或較快時間內就可以得出結果，一目了然，再調數值，形成一個新的方案再計算，很快又得出一個結果，一個計算方案的計算結果就相當于一個模型(試件)試驗。用數值模擬米和模型試驗相比較，數值模擬應用越來越廣，當然和有限單元法及電子計算機的大量使用分不開。

3.16、測試數據的整理與分析

在巖土工程測試中必然會遇到大量的數據，因此巖土工程測試中的一項重要工作就是從大量的數據中取出有用的數據并得出結論或規律，用于指導工程實踐。

數據處理，在數理統計中，就是通過隨機變量的部分觀察值來推斷隨機變量的特性，例如分布規律和數字特征等。數理統計是具有廣泛應用的一個數學分支，它以概率論為理論基礎，根據試驗或觀察得到的數據，對研究對象的客觀規律作出合理的估計與判斷。/ 13

第三篇：巖土工程測試技術

巖土工程測試技術讀書報告

—計算機在巖土工程測試技術中的應用 巖土工程測試技術不僅在巖土工程建設實踐中十分重要，而且在巖土工程的理論形成和發展過程中也起著決定性的作用。測試技術也是保證巖土工程設計的合理性和保證施工質量的重要手段。

巖土工程測試技術一般可以分為室內試驗、原位測試和原型監測三大類，還有各種模型試驗，極其多樣，各有各的特點和用途，同一種參數，又因測試方法不同而得出不同的成果數據。選用合理的測試方法成為巖土工程計算能否達到預期效果的重要環節。例如土的模量有壓縮模量、變形模量、旁壓模量、反演模量；土的抗剪強度室內試驗有直剪和三軸剪；直剪又有快剪、固結快剪和慢剪；三軸剪又有不固結不排水剪、固結不排水剪、固結排水剪和固結不排水剪測孔隙水壓力；原位測試有十字板剪切試驗和野外大型剪切試驗。測試方法的多樣性，也是巖土工程區別于其他工程技術一個重要特點。

計算機科學的飛速發展和巖土工程理論及方法日益完善，計算機與巖土工程測試技術的結合也就成為理所當然的結果。過去計算機應用多限于數值計算及數理統計如有限差分法、有限單元法、邊界單元法、概率統計法等。目前計算機的應用已拓展到巖土工程數據庫、專家系統、圖形處理技術、智能式計算機以及AutoCAD 等方面。計算機與巖土工程測試技術的結合，已在國防機械、地礦石油、土木建筑、鐵道交通等系統獲得日益廣泛的應用。表現在以下幾個主要方面。

1．室內試驗

土工試驗種類繁多，工作量大，易出差錯。例如固結試驗，如果多臺固結儀 同時工作，一個人是無法在規定的時間內同時記錄幾臺儀器的沉降量的，即使稍 微錯開各臺儀器的開始時間，一個人也顯得十分忙碌，且常出差錯。如果采用計 算機進行自動數據采集處理，那么一臺計算機可以同時監控幾臺甚至幾十臺同結儀，一個操作人員就可應付自如．又如動三軸試驗，由于試驗頻率高，使得普通 數顯儀器的數碼顯示速度大大超過人眼的反應速度，因此靠人工是無法記錄多個參量的變化值的，如果沒有各類傳感器及與配套的計算機自動數據采集系統，這類試驗是不可想象的．現在已有不少單位建成了自動化程度相當高的土工試驗室，從對各種土的物理、力學試驗數據的實時采集到所需曲線圖形的繪圖及各種

成果報表的打印等，均由計算機完成。

2．野外檢測

野外檢測、原位測試是掌握土的物理力學性質的重要手段，計算機在這方面 的應用也毫不遜色。目前，計算機已與旁壓儀、動靜觸探儀、測樁儀等結合使用，進行野外數據的實時自動采集處理。如計算機測樁系統，不但能測出樁身完整性 及單樁承載力，還能根據實測結果繪出樁長、樁徑、缺陷位置及程度等信息，供 有關單位和人員參考。此外，高速鐵路、高速公路在動荷載作用下路基的動力特性，也要借助計算機快速采集和處理應力、應變、加速度等傳感器傳來的信號，才能分析得到。

3．統計計算與分析評價

計算機在這方面的應用主要是指在特定的軟件支持下，進行常規的統計，如 回歸、方差、相關、判別、趨勢面、主因子等分折。一般的諸如沉降、邊坡穩定性、土壓力、地基強度等計算，比較復雜的如有限元、邊坡單元、滲流、協同作用等的分析計算，可靠性理論和隨機方法等等都能通過計算機的輔助解決。

4．專家系統

專家系統是一個取自人類專家知識并貯存于知識庫之中的信息體系。它能形 成與回答涉及該信息中的各類同題．是用適當的人工智能技術將專家的某些理論 知識和經驗存放在計算機里的知識系統。由于專家系統利用了計算機具有大容量 貯存記憶和運算速度極大這兩個顯著的優越性，并能模擬人的思維對同題求解．因此其在許多領域廣為應用．在巖土工程中，南京大學的基于優勢面理論的斜坡穩定分析、中科院地質所的地下工程巖體穩定分析、東北大學的圍巖人類及支護設計等等專家系統，已開發并推廣應用。專家系統隸屬人工智能，是計算機技術在非純數值分析中應用于實際同題的一個重要方面。目前巖土工程專家系統可分為兩類 ：

第一類專家系統，是基于某個或某幾個專家的知識、經驗構造的，以專家的豐富知識、經驗為系統的內容，由計算機再現專家的思維過程和解題水平，這類 專家系統猶如專家大腦的復制，具有很強的模仿性，經驗成分占很大的比倒．

第二類專家系統，是基于某類問題的起源、變化與發展而構造的，其知識獲取不限于某個專家，而是許多專家，并且還包括與問題有關的研究成果、工程實

例、理論分析等。與第一類專家系統相比，該類專家系統能讓多因素互相取長補短，更好地解決工程實際問題。

除了上面提到的四方面應用之外，在土工試驗 匯總報表、計算機輔助成圖等方面，計算機的廣泛應用已非常成功，且圖表整潔標準，大大減輕了試驗人員的勞動強度，降低了誤差，提高了工作效率。

在巖土測試工作的開展中其實還存在下列問題：手段單一，結果缺乏合理性的解釋，管理制度不健全，人員培訓不及時等問題。故巖土工程測試應該向以下幾個方向發展：取樣標準化；開發新儀器新方法；工程地球物理勘探；現場測試、室內試驗、理論預測和數值反分析法及其在預測的有機結合與循環。

隨著計算機技術的發展及整體科技水平的提高，測試模式的改進及測試儀器精度的改善，最終將導致巖土工程方面測試結果在可信度方面的大大改進。新的巖土力學理論要變為工程現實，如果沒有相應的測試手段，則是不可能的。因為不論設計理論與方法如何先進、合理，如果測試技術落后，則設計計算所依據的巖土參數無法準確測求，不僅巖土工程設計的先進性無法體現，而且巖土工程的質量與精度也難以保證。所以計算機在巖土工程測試技術中的發展和應用，將會給巖土工程領域帶來巨大的活力，同時也提出了更高的要求。

第四篇：巖土工程測試與檢測技術

對當前巖土工程檢測技術的研究

摘要：在工程建設開始之前，需要對施工現場的地質狀況進行詳細的勘察和檢測，為工程的設計和施工提供參考的依據。隨著工程建設的規模不斷擴大，對于巖土工程檢測的標準不斷提高，需要保證檢測結果的準確性和真實性，以提高工程結構的穩定性和安全性。隨著時代的不斷發展，傳統的檢測技術已經無法滿足現有工程建設的需求，所以需要在技術水平以及儀器設備方面不斷的提高和完善，確保工程建設的安全性。巖土工程測試領域非常廣泛，通常包括巖土的原位測試技術、地基加固的檢驗與檢測、樁基礎的測試與檢測、基坑工程檢測、地下工程的檢測和監控、邊坡工程檢測等。在巖土工程檢測工作中，主要存在兩方面的問題：一是存在樣抽樣隨機性較差，不能做到隨機、均勻抽檢，檢測抽樣的樣本代表性差；二是數據處理不合理、盲目、隨意性較大，無法保證檢測成果的精度，給工程建設帶來安全隱患或造成浪費。

關鍵詞：巖土工程檢測技術發展 前言

最近幾十年，我國開始致力于巖土工程地基檢測技術的研究，通過實際動手實踐，積累了大量的操作經驗。但是，我國關于此方面技術的研究還遠遠不夠，無法達到生產生活的需要，這不僅反映在巖土工程地基處理與巖土工程地基檢測的不協調上，還反映在其發展的落后性上。究其根源，很大程度是應為地方對此項技術的重視程度還不夠。更具數據采樣，可以得出結論，大多數土建事故時有巖土工程地基問題所引起的。鑒于此上情況，相關工作人員應該對現有的巖土工程地基檢測技術進行翻新，不斷地與先進科技進行融合，使檢測方法具有科學性，先進性，標準型等特性。只有這樣，巖土工程地基檢測方法才能真正的微土建工程服務，達到它本該達到的效果。如今科學技術的發展使得巖土工程中環境物理檢測技術有了巨大的發展和飛躍，許多先進技術比如巖土原位檢測技術、室內土工試驗以及巖體力學試驗、錨桿檢測技術等均被廣泛的應用到巖土工程中，對人們充分了解巖土物理特性提供了有力的技術支撐。

1.巖土工程中環境物理檢測技術

1.1室內土工試驗

主要是分析和試驗土的物理、化學以及力學等性能。目前，土工試驗可以劃分為多種類型，比如判別試驗、化學性質試驗、物理性質試驗等等。在具體工程實踐中，土的化學分析一般是可以省略掉的。化學分析，主要是對土中石膏、易溶鹽以及難溶鹽碳酸鈣的含量、離子交換量以及酸堿度等進行測定。在巖土工程中，將礦物分析法應用過來，可以對粘土礦物類型進行測定，通過化學分析，可以將礦物類型給確定下來，另外，還可以將其他的一系列物理滑雪分析法給應用過來，如差熱分析、X射線衍射分析等。在室內土工試驗中，粒徑分析試驗也是非常重要的一個方面。這種試驗具體指的是對一定量的土進行烘干碾撒之后，進行過篩和稱重，對各粒徑范圍內土粒重的百分數進行確定等等。如果土團粒在2mm以內，在水中充分浸潤和分散，就可以將2mm到0.1mm之間的細篩給得出來。如果細粒土在0.1mm一下，那么要想對其粒徑含量進行確定，就可以將移液管法或者比重計法給應用過來。有機結合篩分發、比重計法以及粒徑分析試驗等，通過實驗，來對土樣的粒徑分布曲線供土分類給繪制出來。1.2巖體力學試驗

通過巖體力學試驗，可以對常規力學指標進行測試，并且對巖體變形與破壞機理進行分析和研究。以單軸抗壓強度試驗為例，巖體的單軸抗壓強度指的是在單向受壓直到破壞的過程中，巖體試樣單位面積上承受的最大壓應力，我們也可以將其簡稱為抗壓強度。一般可以分為干抗壓強度和抗壓強度兩種類型，這種劃分依據是巖石含水狀態的差異。通常情況下，在壓力機上直接壓壞標準試樣就可以將巖石的單軸抗壓強度誒測出來，巖石單軸壓縮變形試驗也可以同時進行。通過巖石單軸抗壓強度，可以對巖體強度進行分級，并且描述巖性。1.3巖土的原位測試技術

一般情況下，巖土的原位測試指的是將現場地籍圖的天然結構以及含水量和應用狀態保持下去，測定地籍圖的物理性質和力學性質。借助于理論分析或者一些計算公式，來測定物理力學指標，對巖土的工程性能和狀態進行評定。部分巖土工程因為有著較為復雜的地質條件、結構條件和荷載條件，如果采用單純的理論家計算方法，無法對土體的應力—應變變化進行準確預計，在室內也無法對現場地層條件和荷載條件等進行模擬。因此，就可以通過原位試驗，來提供更加可靠的資料。在對巖土工程進行檢測和監測中，非常重要的一種方法是原位測試，可以將巖土體的實際參數給獲取到，通常利用其來檢測施工過程中或者加固處理地基之后，地基土的物理力學性質及狀態變化情況。一般可以將巖土的原位測試劃分為兩種類型，分別是原位實驗和原位監測，前者是對實際參數進行獲取，后者則是將施工控制和反演分析參數給提供出來。

通過實踐研究表明，原位測試具有一系列的優點，不會有過去取土樣遇到的困難出現，可以對無法采取不擾動土樣的土層進行頂；試驗是在原位應力條件下進行的，在采樣的過程中，應力釋放的影響可以得到有效的減小。在試驗中，需要選用較大體積的巖土體，有著較強的代表性。工作效率可以得到有效提高，進而在較大程度上縮短課勘探試驗的周期。

雖然原位測試有著一系列的優點，但是也有缺點存在，不同的原位測試有著不同的適用條件，有著較強的針對性，如果采用了不恰當的方法，就會在很大程度上影響到結果的準確性。在統計關系的基礎上，通過原位測試，才可以將參數以及圖的工程性質給得出來。有諸多因素都會影響到原位的是結果，那么就無法對對策定制的準確性進行科學判斷。通過試驗表明，會有不一致的問題存在于原位測試中主應力方向和實際巖土工程問題中多變的主應力方向之間。像靜力荷載試驗、標準灌入試驗、十字板剪切試驗以及圓錐動力觸探試驗等都是常見的原位測試。2.巖土工程檢測技術的發展

2.1錨桿檢測手段

錨桿檢測技術主要有常規檢測技術與超聲波檢測技術等兩種。常規檢測技術的基本原理是荷載對錨桿的壓力或者拉力，由于現代巖土工程的發展，要求檢測具有精度高、實時性以及大面積動態檢測的技術。超聲波檢測，即在對錨桿完整性檢測時，不破壞原巖土的基本受力結構，只通過利用一些輔助儀器設備、相關檢測技術手段和數據分析原理，檢測錨桿在巖土中是否完整，是否存在一定的缺陷，并判斷出錨桿存在缺陷的類別、出現缺陷的準確部位以及缺陷的大小尺寸等，特別適用于巖土工程大面積檢測工程。（1）常規錨桿檢測技術

常規錨桿檢測技術是一種依據靜力錨固質量檢測的技術方法。又叫做拉撥試驗法。主要根據試驗壓力計和唯一計所測得的數據信息，利用相應轉換方式，整理出相應的錨固桿在巖土中位移與荷載間的變化曲線，從而分析出巖土錨桿錨固性能。常規檢測技術存在著一些缺陷，就是不能對大面積的進行動態檢測。而且通過拉撥試驗手段獲得的數據僅僅是錨固力的一個大概值，假設錨桿有異常，也不能指出異常所在錨桿的具體位置，所以，拉撥試驗法僅僅能判斷出錨桿是否存在異常，卻不能檢測缺陷所在的具體位置。

（2）超聲波檢測技術

超聲波檢測技術是不破壞原巖土的受力結構，應用相關的檢測設備對錨桿進行檢測。在檢測時，對桿端進行外力震擊，從而引起桿端的劇烈振動，并產生沿錨桿向桿底傳播的應力波。如果應力波的波形、波速、波峰值保持不變，在錨桿中均勻傳播，則表明錨桿的完整性比較好。如果應力波的波形、波速、波峰值發生變化，則表明沿錨桿長度方向上存在缺陷。由于超聲波檢測對錨桿不產生破壞，所以特別適用于重要的巖土工程大面積檢測工程。

2.2錨固錨桿應力波超聲波檢測工作流程 在進行錨桿超聲波檢測數據分析之前：（1）要對圍巖土地的基本地質情況進行考察；（2）在確定錨桿桿頭應力的波速，利用檢測裝里采集反射波反射回來的數據，通過檢測裝備反射波反射數據的采集，從而得到巖土中錨桿的長度、完整度等信息。因此，超聲波檢測技術基于應力波檢測的工作流程大致為：考察圍巖土地的基本地質情況，確定應力波速，分析處理檢測儀器返回的數據。通過拉拔蘿抽檢試驗、時域波形分析、頻譜分析以及時頻頻諳分析等，從而最終得到錨桿的準確長度和完整度。3.在巖土工程中實施有效的監測措施

巖土工程的現場監測就是以工程實際作為監測的對象，在工程施工過程中對巖土土體以及工程地質結構等進行應力變化等實施的監測。實施現場監控需要事先在工程巖土土體、周圍環事中設定觀測監控的點位還應該設定一定的時間間隔。其主要的檢測內容包括以下幾個方面：

（1）在施工的過程中對巖土收到施工作用進行檢測并測定各項荷載里的大小并檢測在各類荷載的作用下巖體的反應性狀；（2）對工程施工、運營工程中結構物進行監測；（3）在工程施工過程中一定會對周圍的環境等造成影響規場檢測還包括對環境影響程度的檢測包括對周圍地基加固性質進行檢驗等。

4.結語

建筑工程中要選擇在地質條件良好的場地上建設，但有時也不得不在地質條件不良的地基上進行修建。因此，為了保證工程質量往往需要通過現場測試對加固效果進行嚴格的監測與檢測。現場測試可以為工程設計提供依據；對施工過程進行控制、檢驗和知道；為理論研究提供試驗手段。但是現場測試在地基加固過程中需要注意下列問題：加固后的現場測試應在地基加固施工結束后，經一定時間的休止恢復后再進行；為了有較好的可比性，前后兩次測試應盡量由同一組織人員，用同一儀器，按同一標準進行；由于各種測試方法都有一定的適用范圍，必須根據測試目的和現場條件，選用最好的方法；無論何種測試方法都有一定的局限性，應盡可能采用多種方法進行綜合評價。參考文獻：

【1】王嚴升.巖土工程測試與檢測技術及其在工程中的應用{J}.城市建設理論研究，2013（2）

【2】宰金珉.巖土工程測試與檢測技術{M}.北京：中國建筑工業出版社，2008

第五篇：土木工程巖土測試技術b卷

巖土工程測試與監測 期末考試試題卷（B）

適用班級：B考試日期時間：120分鐘

一、填空題(每空1分，共30分)

1.傳感器通常由--------、---------和-----三部分組成。

2.巖土工程監測儀器的質量標準主要有：------------、----------、-----------。

3.螺旋板載荷試驗加載的方法分為------和--------。

4.靜力觸探運用了三個方面的原理：-------------、----------、--------。

5.標準貫入試驗主要適用于砂土、--------、-------，不能適用于--------。

6.扁脹試驗的成果可以用來-------、--------、-------、----------。

7.巖體的現場剪切試驗包括：------和-------。

二、判斷題（每小題2分，共20分）

1.隨著巖土技術的發展，現在可以對地基加固的效果進行嚴密的理論分析，設計時可精密的計算和定量預測。（）

2.換填墊層法的加固深度不宜大于3米，但也不宜小于0.5米。（）

3.排水固結法是由排水系統和加壓系統兩部分組成。()

4.我國建筑相關規范對單樁靜載荷試驗的試樁數量要求不應少于總樁數的1%，且不少于2根。()

5.單樁靜載荷試驗要求試樁的樁頭混凝土強度等級比樁身混凝土強度等級提高1-2級，且不低于C35

()

6.基坑沉降監測時，應在基坑四周適當位臵埋設不少于4個基準點。()

7.基坑沉降觀測的基準點應該設在基坑開挖影響范圍以外，即至少大于5倍基坑開挖深度。()

8.隧道拱頂內壁的相對下沉量稱為拱頂下沉。()

8.我國錨噴支護規范中規定大跨洞室Ⅲ類圍巖應進行監控量測。()

9.在地下工程施工監控中，位移反分析法為其核心。()

10.地面變形是邊坡監測中最常用的方法。()

三、名詞解釋（每題4分，共20分）

1.現場監測

答：現場監測就是以實際工程作為對象，（1分）在施工期及工后期對整個巖土體和地下結構以及周圍環境，（1分）于

事先設定的點位上，按照設定的時間間隔進行應力和變形現場觀測。（2分）

2.換填墊層法

答：當地基的承載力和變形滿足不了建筑物的要求，而軟弱土層厚度又不很大時，將基礎底面下處理范圍內的軟弱土

層部分或全部挖去，（2分）然后分層換填強度較大的砂、碎石、素土、二灰、粉煤灰、高爐干渣或其他性能穩定、無

侵蝕性等材料，并壓（夯、振）實至要求的密實程度為止，這種地基加固方法為換填墊層法。（2分）

3.基樁的低應變動測

答：基樁的低應變動測就是通過對樁頂施加激振能量，引起樁身及周圍土體的微幅振動，同時用儀表量測記錄樁頂的振動速度和加速度，利用波動理論或機械阻抗理論對記錄結果加以分析。（2分）從而達到檢驗樁基施工質量、判斷樁

身完整性、判定樁身缺陷程度及位臵等目的。（2分）

4.螺旋板載荷試驗

答：螺旋板載荷試驗是將螺旋形承壓板旋入地面以下預定深度，在土層的天然應力條件下，通過傳力桿向螺旋形載荷

板施加壓力，直接測定荷載和土層沉降關系。可以用來測定土的變形模量、不排水抗剪強度和固結系數等一系列重要

參數。（2分）

5.與一般基礎相比，箱型基礎和筏形基礎有哪些特點？

四、簡答題（每題8分，共40分）

1.原位測試的獨特優點和不足之處是什么？

答：原位測試的優點在于：

1)避開了取土樣的困難，可以測定難以采取不擾動試樣的土層（如砂土、貝殼層、流動淤泥等）的有關工程性質。（1分）

2）在原位應力條件下進行試驗，避免采樣過程中應力釋放的影響。（1分）

3）試驗的巖土體體積較大，代表性強。（1分）

4）工作效率高，可大大縮短勘探試驗的周期。（1分）

不足之處：

1）各種原位測試都有針對性和適用條件，如使用不當會影響結果的準確性和合理性。（1分）

2）原位測試所得的參數與土的工程性質之間的關系往往是建立在統計關系之上。（1分）

3）影響原位測試成果的因素較為復雜，使得對測定值的準確判定造成一定困難。（1分）

4）原位測試中的主應力方向與實際巖土工程問題中多變的主應力方向往往不一致。（1分）

2.地下工程量測數據在監控設計中有哪些應用？

答：1）評價圍巖穩定性；（1分）

2）評價圍巖達到穩定標準，確定最終支護時間以及仰拱灌注時間；

3）調整施工方法和支護時機；（1分）

4）調整錨桿支護參數；（1分）

5）調整噴層厚度；（1分）

6）調整變形余裕量，修改開挖斷面尺寸；（2分）

3.基坑監測的內容有哪些？

答：基坑監測內容分為兩部分即圍護結構和周圍環境監測。（2分）

1）圍護結構監測包括圍護樁墻、支撐、圍檁和圈梁、立柱水位等。（3分）

2）周圍環境監測包括道路、地下管線、鄰近建筑物、地下水位等。（3分）

4.單樁豎向抗壓靜載荷試驗的試驗終止條件是什么？

答：滿足下列條件之一時，可停止加載：

1）某級荷載作用下，樁頂沉降量大于前一級荷載作用下沉降量5倍。

2）某級荷載作用下，樁頂沉降量大于前一級荷載作用下沉降量2倍，且經過24小時尚未達到相對穩定標準。

3）已達到設計要求的最大加載量；

4）當工程樁做錨樁時，錨樁上拔量已達到允許值；

5）當荷載-沉降曲線呈緩變型時，可加載至樁頂沉降量60-80mm；在特殊情況下可以根據具體要求加載至樁頂累計沉降量超過80mm