淺析巖土工程勘察中巖土室內(nèi)試驗(yàn)技術(shù)及其應(yīng)用

1、淺析巖土工程勘察中巖土室內(nèi)試驗(yàn)技術(shù)及其應(yīng)用 淺析巖土工程勘察中巖土室內(nèi)試驗(yàn)技術(shù)及其應(yīng)用 摘要巖土工程中勘察的目的在于查明工程施工場(chǎng)地范圍內(nèi)巖層形成原因、形成的時(shí)代、地層的具體結(jié)構(gòu)以及巖土層分布的均勻性和一些特殊性的巖土性質(zhì)。特別是要查明建設(shè)地基下的巖層軟弱和堅(jiān)硬地層的分布情況，并且對(duì)不同巖土層的物理力學(xué)特性等進(jìn)行一定的分析?；趯?duì)巖層的該種分析來(lái)對(duì)其工程特性以及該地基的穩(wěn)定性等進(jìn)行施工的可行性分析，并且通過(guò)該種分析來(lái)確定不同巖土層地基的承載力特征值。在論證天然地基根底應(yīng)用可行性的根底上來(lái)對(duì)力層進(jìn)行選擇并且對(duì)根底埋深等提出相關(guān)建議。巖土的測(cè)試和野外勘察時(shí)對(duì)巖土工程進(jìn)行科學(xué)合理分析的根底，為工程設(shè)

2、計(jì)提供科學(xué)依據(jù)同時(shí)也為工程的平安施工提供保證。本文從巖土工程勘察及其室內(nèi)試驗(yàn)當(dāng)面來(lái)討論巖土勘察的重要作用。 關(guān)鍵詞巖土工程 勘察 室內(nèi)試驗(yàn)技術(shù) 中圖分類號(hào) P58 文獻(xiàn)碼 B 文章編號(hào) 1000-405X-12-135-2 1巖土工程勘察的作用及其室內(nèi)試驗(yàn)要求 勘察時(shí)巖土工程建設(shè)的起點(diǎn)，通過(guò)野外的勘察獲取相關(guān)的數(shù)據(jù)并通過(guò)室內(nèi)的試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證相關(guān)系數(shù)要求。從野外勘察而言，了解工程施工地點(diǎn)的地形地貌及水文地理環(huán)境，確定該地域是否適合工程施工；在這過(guò)程中獲取相關(guān)的勘察數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)那么會(huì)應(yīng)用到室內(nèi)試驗(yàn)中進(jìn)行理論驗(yàn)證。該種巖土勘察的作用在工程建設(shè)中時(shí)極為突出的，通過(guò)野外的勘察實(shí)驗(yàn)獲取最直觀的數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)

3、該種數(shù)據(jù)的理論分獲取物理力學(xué)特性的指標(biāo)從而確定該工程的可行性等指標(biāo)系數(shù)。為工程的設(shè)計(jì)和施工提供最直觀的數(shù)據(jù)支持，保證設(shè)計(jì)的力學(xué)指標(biāo)、抵抗力等方面能夠符合現(xiàn)實(shí)的需求，提高工程施工的平安系數(shù)。 而對(duì)于巖土工程的測(cè)試那么有室內(nèi)試驗(yàn)、圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、經(jīng)歷觸探試驗(yàn)、載荷試驗(yàn)等。具體到室內(nèi)試驗(yàn)又區(qū)分為工程巖體試驗(yàn)、土工試驗(yàn)、土腐蝕性試驗(yàn)三項(xiàng)，為保證試驗(yàn)結(jié)果的可靠性便要對(duì)試驗(yàn)的每一環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，從取樣到具體的實(shí)驗(yàn)操作均要執(zhí)行嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于取樣而言，應(yīng)該根據(jù)工程的具體情況來(lái)選擇原狀土或者擾動(dòng)土。如果選擇原狀土?xí)r，在對(duì)其取樣的過(guò)程中必須保持土樣的原狀結(jié)構(gòu)和它天然含水率，并且使土樣不受擾動(dòng)。

4、在使用鉆土機(jī)來(lái)進(jìn)行取樣時(shí)，那么要做到土樣的直徑在十厘米以上，并且應(yīng)該使用專門的薄壁取土器，取樣的數(shù)量應(yīng)該符合試驗(yàn)工程的實(shí)際需要和具體規(guī)定，所選取的樣品應(yīng)該具有代表性，使樣品充分的反響樣品所在位置的工程特性。 2巖土工程中關(guān)于巖體的試驗(yàn) 工程巖體試驗(yàn)主要包括巖塊試驗(yàn)、巖體變形試驗(yàn)、巖體強(qiáng)度試驗(yàn)、巖體應(yīng)力測(cè)試、體原位觀測(cè)。室內(nèi)試驗(yàn)主要是測(cè)試巖塊試驗(yàn)中的含水率、顆粒密度、塊體密度、吸水性、膨脹性、耐崩解性、單軸抗壓強(qiáng)度，單軸壓縮變形、三軸壓縮強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、直剪、點(diǎn)荷載強(qiáng)度試驗(yàn)，其中最重要的一項(xiàng)試驗(yàn)是巖石的力學(xué)性質(zhì)單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。巖體單軸抗壓強(qiáng)度指巖體試樣在單向受壓直至破壞時(shí)，單位面積上承受的最大

5、壓應(yīng)力。依據(jù)不同的含水狀態(tài)，分為天然抗壓強(qiáng)度和飽和抗壓強(qiáng)度。巖石的單軸抗壓強(qiáng)度主要應(yīng)用于巖體的強(qiáng)度分級(jí)和巖性描述，強(qiáng)度分級(jí)按飽和抗壓強(qiáng)度分為堅(jiān)硬巖、較硬巖、較軟巖、軟巖、極軟巖五類。 通過(guò)巖體試驗(yàn)來(lái)確定巖石的質(zhì)地、結(jié)構(gòu)及抗壓力狀態(tài)，在分析其強(qiáng)度等級(jí)的根底上來(lái)確定該區(qū)域內(nèi)適于建造工程的強(qiáng)度，并在此根底上設(shè)計(jì)出合理的施工方案，為工程的順利開展提供保證。 3關(guān)于土工試驗(yàn) 土工試驗(yàn)是巖土勘察室內(nèi)試驗(yàn)的另一個(gè)重要內(nèi)容。在巖土勘察試驗(yàn)中土分為一般土和特殊土兩大類，一般土按其不同粒組的相對(duì)含量劃分為巨粒土、粗粒土、細(xì)粒土三大類。室內(nèi)土工試驗(yàn)主要是對(duì)細(xì)粒土進(jìn)行分析的試驗(yàn)，根據(jù)類可分為土的物理性質(zhì)指標(biāo)、土的物理

6、狀態(tài)指標(biāo)和土的力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)。 土工試驗(yàn)的一個(gè)重點(diǎn)是對(duì)土的物理性質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定。在試驗(yàn)中土的物理性質(zhì)指標(biāo)反映土的工程性質(zhì)的特征，具有重要的實(shí)用價(jià)值。工程設(shè)計(jì)和工程檢驗(yàn)中常用的土的物理性質(zhì)指標(biāo)：土的密度、土顆粒比重、飽和密度、干密度、浮密度、含水率、孔隙比、孔隙率、飽和度9 個(gè)。其中土的比重、土的密度、土的含水率是由試驗(yàn)室直接測(cè)量其數(shù)值，是實(shí)測(cè)指標(biāo)，是土的三相根本物理指標(biāo)。其他指標(biāo)那么是換算指標(biāo)遙。 其次是對(duì)土的物理狀態(tài)指標(biāo)測(cè)定。常用的土的物理狀態(tài)指標(biāo)有院液限含水率、塑限含水率、塑性指數(shù)、液性指數(shù)、相對(duì)密度等。細(xì)粒土隨首土中含水率的不同，分別處于不同的狀態(tài)。塑限含水率高表示土中膠體黏粒含量大，同時(shí)也

7、表示黏土中可能含有蒙脫石或其他高活性的膠體黏粒較多。對(duì)于工程來(lái)說(shuō)，有實(shí)用意義的主要是液限、塑限和縮限，能較好地反映出土的某些物理力學(xué)特性。液限是土可塑狀態(tài)的上限含水率，塑限是土可塑狀態(tài)的下限含水率，含水率低于縮限，水分蒸發(fā)時(shí)土體積不再縮小，而實(shí)際上，土從黏滯流動(dòng)狀態(tài)到可塑狀態(tài)、從可塑狀態(tài)到半固體狀態(tài)的性質(zhì)和直觀變化都是漸變的。因此袁在兩者之間建立確定的界限都帶有一定的任意性。我國(guó)通用圓錐儀法測(cè)土的液限含水率，搓條法測(cè)土的塑限含水率，或聯(lián)合法測(cè)土的液限和塑限含水率。 土工試驗(yàn)的另一個(gè)重點(diǎn)是土的力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定。常用的土的力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)有院壓縮系數(shù)、壓縮指數(shù)、固結(jié)系數(shù)、抗剪強(qiáng)度指標(biāo)、承載比、回彈模

8、量、無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度等。土的力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)主要用在與強(qiáng)度有關(guān)的工程上。目前，與強(qiáng)度有關(guān)的工程問(wèn)題主要有以下三方面：首先是土作為材料構(gòu)成的土工構(gòu)筑物的穩(wěn)定問(wèn)題，如土壩、路堤等填方邊坡以及天然土坡等的穩(wěn)定性問(wèn)題。其次，是土作為工程構(gòu)筑物的環(huán)境的問(wèn)題，即土壓力問(wèn)題。如擋土墻、地下結(jié)構(gòu)等的周圍土體，它的強(qiáng)度破壞將對(duì)墻體造成過(guò)大的側(cè)向壓力，以致可能導(dǎo)致這些工程建筑物發(fā)生滑動(dòng)堯傾覆等破壞事故。最后是土作為建筑物地基的承載力問(wèn)題。如果根底下地基土體產(chǎn)生整體滑動(dòng)或者其局部剪壞區(qū)開展導(dǎo)致過(guò)大的甚至不均勻的地基變形，都會(huì)造成上部結(jié)構(gòu)的破壞或影響其正常使用的事故發(fā)生。所以土的強(qiáng)度問(wèn)題及其原理將為土工的設(shè)計(jì)和驗(yàn)算提供理論

9、依據(jù)和計(jì)算指標(biāo)。其中最為重要的工程之一就是壓縮性指標(biāo)即壓縮試驗(yàn)，它是研究土體一維變形特性的測(cè)試方法，同時(shí)也是具有特殊性的實(shí)驗(yàn)工程，為建筑物地基進(jìn)行沉降計(jì)算提供重要參數(shù)。 4巖土室內(nèi)試驗(yàn)中的水和土腐蝕性試驗(yàn) 在工程建設(shè)中水、土有可能對(duì)建筑材料產(chǎn)生腐蝕危害。因此只有當(dāng)有足夠經(jīng)驗(yàn)或充分資料，認(rèn)定工程場(chǎng)地的土或水對(duì)建筑材料不具腐蝕性時(shí)，可不取樣進(jìn)行腐蝕性評(píng)價(jià)，否那么，應(yīng)取水試樣或土試樣進(jìn)行試驗(yàn)并進(jìn)行腐蝕性評(píng)價(jià)。水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕性的測(cè)試工程包括：pH 值、鈣元素、錳元素以及侵蝕性二氧化碳、游離的二氧化碳分子和總礦化度。土對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕性的測(cè)試工程包括：pH 值、鈣元素、錳元素等上述元素易溶鹽分析。土對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕性的測(cè)試工程包括：pH 值、氧化復(fù)原電信、極化電流密度、電阻率、質(zhì)量損失，根據(jù)試驗(yàn)分析結(jié)果。水和土對(duì)建筑材料的腐蝕性可分為微、弱、中、強(qiáng)四個(gè)等級(jí)。 5結(jié)束 上述幾個(gè)方面只是針對(duì)巖土勘察中常規(guī)的巖土水室內(nèi)試驗(yàn)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析。由于巖土工程的復(fù)雜性，其室內(nèi)試驗(yàn)所涉及的內(nèi)容也是多當(dāng)面的，具體的試驗(yàn)方法和手段具有多樣性的特點(diǎn)，并且隨技術(shù)的開展不斷改良。在室內(nèi)巖土試驗(yàn)中，我們應(yīng)該嚴(yán)格遵守試驗(yàn)要求和執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，從選樣到試驗(yàn)結(jié)果的分析保證最大限度的降低外在因素的影響，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)結(jié)