原位测试在岩土工程地质勘察中的应用研究

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　　摘 要 原位测试技术能准确检测岩土工程岩石和土体的物理指标等岩土工程勘察结果，有助于地质勘查工作的顺利进行，所以有必要对其进行研究和探讨。
　　关键词 原位测试；岩土工程；地质勘察；应用
　　引言
　　传统的岩土工程勘察方法是在钻探施工的基础上，通过技术人员现场鉴别判断并结合实验室的土工试验结果，对场地的岩土层进行划分，确定各岩土层的物理力学性质指标及设计参数。由于现场鉴别判断对技术人员的经验要求较高，同时受人为主观因素的影响又大，其测试结果存在不同程度的误差，因此，选用合适的原位测试方法，尽可能采集岩土层在天然状态下的测试数据，从而对现场鉴别及室内试验结果进行补充及校正是很有必要的。
　　1 原位测试技术的优点
　　第一，原位测试技术可以在工程现场进行，这样就减少了采样环节，所以使用原位测试技术，可以避免对待测样本的干扰；第二，由于原位测试技术可以在工程现场进行测试，而测试过程中涉及的试验样本与室内试验的样本相比较，该样本比较大，这样就比较容易全面地对岩土性质以及结构进行反映；第三，原位测试技术还具有连续试验的特点，对于很多待测对象，原位测试技术可以进行连续试验，这样就能对岩土体剖面和物理性能进行良好真实的反映；第四，随着原位测试技术的进步与发展，如静力触探车的出现，表示原位测试技术已经具有快速和经济的特点[1]。
　　2 原位测试的一般适用条件
　　2.1 标准贯入试验
　　标准贯入试验是用质量63.5kg的重锤，按照规定的落距（76cm），自由下落将标准规格的贯入器打入地层，根据贯入器在贯入一定深度得到的锤击数，判定土层的性质。适用于一般黏性土、砂类土、花岗岩类的风化残积土，全风化岩及坚硬土状结构的强风化岩。
　　2.2 圆锥动力触探
　　圆锥动力触探是用一定质量的重锤，以一定高度的自由落距，将标准规格的圆锥形探头贯入土中，根据打入土中一定的距离所需的锤击数，判定土的力学特性，具有勘探和测试双重功能。
　　2.3 静力触探试验
　　静力触探试验指的是使用准静力同时，根据恒定的贯入速度并对由于贯入导致中圆锥探头受到的阻力进行记录，之后根据阻力的大小对土壤的物理学性质进行判断的一种方法。此种方法适用范围较广，适用于黏性土、砂土等。而且通常使用静力触探技术来对土层进行划分、估算土壤物理力学指标、评定土壤承载力等。
　　2.4 十字板剪切试验
　　十字板剪切试验是用标准十字板探头插入土中的试验深度，以一定速率扭转，量测土破坏时的抵抗力矩，测定土的不排水抗剪强度和残余抗剪强度。适用于测定饱和软弱状黏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。对于含有砂层、砾石、树根及大量贝壳和大量未分解的腐殖层时不宜采用，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。
　　2.5 载荷试验
　　地基静载荷试验地基静载荷试验又包含两种试验方法，即平板载荷试验及螺旋板载荷试验。其中平板载荷试验主要是通过对负载条件下的建筑土壤进行模拟分析，能够比较直接的将土壤的变形特性有效的反映出来。此项测试的主要目的是能够对地基承载力及地基的可变性进行确定，并根据结果以及实际场地土壤特性对固结系数进行估算。螺旋板载荷试验的原理与平板载荷试验原理相似，区别在于平板载荷试验主要是在土体表面进行，而螺旋板载荷试验则主要在地面下一定深度进行[2]。
　　3 原位测试技术在岩土勘察中的应用分析
　　3.1 试验概况
　　以某场地的试验为例，对该区域20m以上的土层进行测验。本场地为吹填土场地，具有代表性。本次试验中主要应用的试验仪器包括扁铲侧胀试验仪、静力触探试验仪和十字板剪切试验仪。通过以上仪器对场地土层进行测试，之后结合室内试验结果，对岩土工程所需土体参数进行相关对比分析，通过原位测试技术的结果为岩土工程提供可靠、合理的土体参数。
　　3.2 试验场地工程地质条件
　　本次试验场地为滨海新区，总占地面积较大，为2270km2。
　　3.3 试验数据整理与分析
　　本次试验主要对所选场地分别进行扁铲侧胀、静力触探和十字板剪切试验。进行扁铲侧胀试验时，一共对4个孔进行测试，之后在扁铲侧胀试验几个测控的周围分别进行静力触探试验和十字板试验，这样比较方便对数据进行对比分析。
　　3.4 试验成果
　　根据本次原位测试试验所得结果数据进行分析研究，得出以下结论：扁铲侧胀试验仪、静力触探试验仪和十字板剪切试验仪这三种测试仪器在应用于原位测试试验时，特点与适用性各不相同：第一，在我国，扁铲侧胀试验发展较为滞后，现如今，仍处于经验积累阶段。此种试验方法比较适合在软土、黏土、松散的砂土等当中使用，而根据本次原位测试结果分析，扁铲侧胀试验在软、松土中具有良好的适用性，而其适用性会随着土的密实程度而降低；第二，相对于扁铲侧胀试验来说，如今，静力触探技术已得到较为广泛的应用。根据此次试验分析可知，静力触探技术具有试验速度快、连续性等优点，而且适用范围较广，可以在软土、黏土、粉土等土层中应用，但此种技术在含有较多碎石的土层中比较不适合使用；第三，与前两种技术相比较，十字板剪切试验明显的适用范围较小，其主要应用于沿海的软土地区，适合在软土中使用，而且此技术试验深度较浅，因此对试验场地就有比较高的要求[3]。
　　4 结束语
　　总而言之，原位测试在我国工程建设中得到了广泛的应用，也对我国的岩土工程地质勘察起到了推动作用，但是原位测试在应用中也存在着一些问题和不足，一是仪器设备的差异，二是工程技术人员的水平，除了要加强仪器设备性能改進提高，更需要工程技术人员，尤其是测试人员深入了解清楚原位测试机理，提升原位测试过程中的质量，减少因人员操作的误差，以更好地取得精准的土力指标及参数。
　　参考文献
　　[1] 李庆丰.浅谈静力触探技术在岩土工程勘察中的应用及发展前景展望[J].福建建筑，2014，（07）：83-85.
　　[2] 胥兴春.浅谈岩土工程测试与检测技术的主要内容及应用[J].中国新技术新产品，2014，（08）：34.
　　[3] 沈小克，蔡正银，蔡国军.原位测试技术与工程勘察应用[J].土木工程学报，2016，（2）：98-120.
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