巖土工程地基與樁基礎(chǔ)檢測監(jiān)測三

巖土工程監(jiān)測丁萬濤主要內(nèi)容緒論測試技術(shù)基礎(chǔ)知識巖土的原位測試技術(shù)基坑工程中的巖土工程問題監(jiān)測地下工程中的巖土工程問題監(jiān)測邊坡工程中的巖土工程問題監(jiān)測地基加固的檢驗與檢測樁基礎(chǔ)的測試與檢測第一章緒論本課程的目的和意義本課程在巖土工程中的地位與作用巖土工程測試、檢測及監(jiān)測技術(shù)簡介巖土工程測試與檢測技術(shù)的現(xiàn)狀與展望1.1本課程的目的和意義巖土工程是利用土力學、巖體力學及工程地質(zhì)學的理論和方法，為研究各類土建工程中涉及巖土體的利用、整治和改造問題而進行的系統(tǒng)工作。巖土力學理論要變?yōu)楣こ态F(xiàn)實，需要相應(yīng)的測試手段。巖土工程設(shè)計、施工，試驗工作非常重要，它是學科理論研究與發(fā)展的基礎(chǔ)。1.2本課程在巖土工程中的地位與作用巖土力學在一定意義上講就是一門試驗力學，試驗是土力學發(fā)展的基礎(chǔ)。巖土體的復(fù)雜性使前期勘察與試驗結(jié)果存在著一定的不確定性，在巖土工程施工過程中還必須通過現(xiàn)場監(jiān)測與檢測，以確保巖土工程的安全性。巖土工程測試技術(shù)不僅在工程實踐中十分重要，而且在學科理論的研究與發(fā)展中也起著決定性作用。監(jiān)測與檢測的重要性保證工程的施工質(zhì)量和安全，提高工程效益。在巖土工程服務(wù)于工程建設(shè)的全過程中，現(xiàn)場監(jiān)測與檢測是一個重要的環(huán)節(jié)，可以使工程師們對上部結(jié)構(gòu)與下部巖土地基共同作用的性狀及施工和建筑物運營過程的認識在理論和實踐上更加完善，便于總結(jié)工作經(jīng)驗和形成新的認識。依據(jù)監(jiān)測結(jié)果，利用反演分析的方法，求出能使理論分析與實測基本一致的工程參數(shù)。1.3巖土工程測試、檢測及監(jiān)測技術(shù)簡介巖土工程測試包括室內(nèi)土工試驗、巖體力學試驗、原位測試、原型試驗和現(xiàn)場監(jiān)測等。室內(nèi)土工試驗：觀測判別試驗、物理性質(zhì)試驗、化學性質(zhì)試驗和力學性質(zhì)試驗等。巖體力學試驗：常規(guī)力學指標和巖體變形與破壞機理的分析與研究。原位測試：基本保持被測試巖土體的結(jié)構(gòu)、含水量及應(yīng)力狀態(tài)不變的條件下測定其基本物理力學性能。1.3.1原位測試獲取設(shè)計參數(shù)的原位試驗；提供施工控制和反演分析參數(shù)的原位檢測。優(yōu)點：1、避開取土樣困難，測定難以采取不擾動試樣土層的工程性質(zhì)；2、在原位應(yīng)力條件下試驗，避免采用過程中應(yīng)力釋放的影響；3、試驗的巖土體體積較大，代表性強；4、工作效率較高，可大大縮短勘探試驗的周期。1.3.1原位測試缺點1、各種原位測試都有其針對性和適用條件；2、原位測試所得參數(shù)與土的工程性質(zhì)間的關(guān)系往往建立在統(tǒng)計關(guān)系上；3、影響原位測試成果的因素較為復(fù)雜（如周圍的應(yīng)力場、排水條件和施工過程對測試環(huán)境的干擾等），使得對測定值的準確判定造成一定的困難；4、原位測試中的主應(yīng)力方向與實際巖土工程問題中多變的主應(yīng)力方向往往并不一致。1.3.2原型試驗原型試驗以實際地下結(jié)構(gòu)物為對象在現(xiàn)場地質(zhì)條件下按設(shè)計荷載條件進行試驗，其試驗結(jié)果具有直觀、可靠等優(yōu)點，主要有樁基試驗、錨桿試驗等；通過原型試驗可以進一步驗證工程勘察結(jié)果和設(shè)計結(jié)果的正確性與可靠性。1.3.3現(xiàn)場監(jiān)測以實際工程作為對象，在施工期及工后期對整個巖土體和地下結(jié)構(gòu)以及周圍環(huán)境，于事先設(shè)定的點位上，按設(shè)定的時間間隔進行應(yīng)力和變形現(xiàn)場觀測。目的：1、檢驗巖土工程施工質(zhì)量是否滿足巖土工程設(shè)計和有關(guān)規(guī)程、規(guī)范的要求；2、指導(dǎo)巖土工程的施工方法、流程和施工進度，通過巖土工程監(jiān)測反饋分析巖土工程設(shè)計與施工是否合理，并為后續(xù)設(shè)計與施工方案提供優(yōu)化意見；3、檢測巖土工程施工對環(huán)境的影響，驗證巖土工程施工防護措施的效果；4、及時發(fā)現(xiàn)和預(yù)報巖土工程施工過程中所出現(xiàn)的異常情況、防止巖土工程施工事故，保障巖土工程施工安全；5、提供定量的巖土工程質(zhì)量事故鑒定依據(jù)；6、為建（構(gòu)）筑物的竣工驗收提供所需的監(jiān)測資料。1.3.3現(xiàn)場監(jiān)測現(xiàn)場監(jiān)測工作的主要內(nèi)容：1、對巖土所受到的施工作用、各類荷載的大小以及在這些荷載作用下巖土反應(yīng)性狀的監(jiān)測；2、對建設(shè)中或運營中結(jié)構(gòu)物的監(jiān)測；3、監(jiān)測巖土工程在施工及運營過程中對周圍環(huán)境的影響。1.4巖土工程測試與檢測技術(shù)的現(xiàn)狀與展望現(xiàn)狀：1、手段單一2、結(jié)果缺乏合理的解釋3、管理制度不健全4、人員培訓不及時采取相應(yīng)措施：1、建立健全行業(yè)管理制度，提高工作人員素質(zhì)2、增強對從事巖土工程工作的單位考核與管理，提高人員培訓與考核3、加強巖土工程各個環(huán)節(jié)的控制，增強對檢測、測試環(huán)節(jié)的階段驗收和最終評判展望：1、取樣技術(shù)標準化2、新儀器新方法的開發(fā)3、工程地球物理探測4、現(xiàn)場測試、室內(nèi)試驗、理論預(yù)測和數(shù)值反分析及其再預(yù)測的有機結(jié)合與循環(huán)第二章測試技術(shù)基礎(chǔ)知識測試：信息采集，獲取測試數(shù)據(jù)；以確定量值為目的的一系列操作。測試系統(tǒng)：傳感技術(shù)的實體，傳感器與多臺儀表的組合。2.1.1測試將測試值與同種性質(zhì)的標準量進行比較，確定被測試值對標準量的倍數(shù)。2.1.2測試系統(tǒng)測試系統(tǒng)：傳感器與測試儀表、變換裝置等的有機組合。傳感器：感受被測試的大小并輸出相對應(yīng)的可用輸出信號的器件或裝置。數(shù)據(jù)傳輸環(huán)節(jié)：傳輸數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)：信號處理和變換。數(shù)據(jù)顯示環(huán)節(jié)：被測試信息變成人感官能接受的形式，以完成監(jiān)視、控制或分析的目的。2.茅2懼傳搶感器莫的基鐘本特培性傳感霉器：傲敏感味元件隨、轉(zhuǎn)墓換元岔件和敵測試房誠電路聲。傳感挺器性劃能評姻價：襯靜態(tài)閱特性牌和動饒態(tài)特彼性。靜態(tài)特強性：當指被測量覽的各個僅值處于滔穩(wěn)定狀強態(tài)時，湊傳感器浴的輸出觀值與輸傘入值之庫間的關(guān)調(diào)系數(shù)學繳表達式肥、曲線粒或數(shù)表困。動態(tài)顛特性赤：當忍被測取量值逃隨時辮間變羞化時傳，傳莊感器昨的輸喉出值俗與輸著入值毒之間險關(guān)系行的數(shù)余學表妨達式蹤蝶、曲供線或啊數(shù)表睡。2.羞2.貼1饑傳憲感器獅的靜鞠態(tài)特疼性參槽數(shù)指戶標主要窯指標逆：靈奇敏度價、線陜性度梳（直伐線度斤）和卸回程稿誤差渾（遲厚滯性像）靈敏承度（嶄Ｓ）爹：穩(wěn)態(tài)挖時傳衰感器表輸出花量Y和輸啄入量X之比，矮或輸出畏量Y的增紙量和抱輸入闊量X的增量宇之比。線性度扣（非線井性誤差產(chǎn)）傳感器盛的輸出閱-輸入衰校準曲疤線與理拳論擬合祖曲線之詳間的最羅大偏差畫與傳感固器滿量券程輸出倘之比。理想靠的傳耗感器的輸出膝與輸野入呈沙線性耍關(guān)系襲。線悄性度割是評安價非聞線性柱程度投的參塑數(shù)。回程彈誤差拋（遲治滯性鉗）輸入逐皮漸增加世到某一轉(zhuǎn)值與輸潛入逐漸禽減小到定同一輸內(nèi)入值時洗的輸出墾值不相弓等，叫具遲滯現(xiàn)栽象。遲滯差紛：對于唐同一輸倚入值所靜得到的貧兩個輸遮出值之喘間的最迫大差值滅hma鼓x與量畢程A的展比值的你百分率酸。分辨力：傳畝感器豎能檢裝測到蟻的最凈小輸仆入增酷量。晴在輸剖入零無點附漁近的霞分辨尺力稱黎為閥騙值。測量范舒圍和量是程：在蓬允許增誤差贊限內(nèi)數(shù)，被殿測量爆值的桌下限桂與上俗限之財間的叔范圍愛。重復(fù)性：傳感御器在同隸一條件會下，被看測輸入奧量按同天一方向季作全量灶程連續(xù)促多次重凳復(fù)測量江時，所榴得輸出狹-輸入蛙曲線的螺不一致師程度。零漂：傳感緊器在無影輸入或桃輸入為異另一值刑時，每紅隔一定炎時間，禁其輸出什值偏離仿原始值制的最大納偏差與想滿量程參的百分迷比。溫漂：溫度葵每升高堡1度，洋傳感器間輸出值營的最大屯偏差與舅滿量程漢的百分從比。2.2意.2嘉傳感延器的動枕態(tài)特性通常怎根據(jù)耳正弦池變化挪與階聚躍變起化兩弄種標妖準輸鈴入來果考察落傳感畏器的筑響應(yīng)但特性兼。建立數(shù)雨學模型醋來分析止和處理聲傳感器內(nèi)的動態(tài)硬響應(yīng)。線性系然統(tǒng)的動題態(tài)響應(yīng)決，廣泛經(jīng)使用的而數(shù)學模茄型是普米通線性執(zhí)常系數(shù)眨微分方夾程。2.給3請常盲用傳設(shè)感器文的類餅型和籍工作攝原理變換拌原理園：電飾阻式此、電踢容式簡、差順動變井壓器失式、璃光電啞式等膽。被測濟量的腳物理龜量：賊位移圈傳感曾器、己壓力墨傳感爬器、旨速度惹傳感業(yè)器。2.3庭.1鞋差動杜電阻式正傳感器（卡興爾遜酸式儀系器）組成波：兩濟根彈幸性鋼叼絲作呆為傳諸感元遷件，核一根期受拉巖，一饅根受壞壓。鋼絲禾特性蔽之一環(huán)境變魄量變化樓，鋼絲釋電阻值踢反向變精化，兩培個元件椅的電阻臥值比值悼，測出電物理量敢的數(shù)值辨。當鋼溫絲受仰到拉淡力作挨用而泥產(chǎn)生說彈性柿變形擔，其灶變形構(gòu)與電渣阻變汽化之開間關(guān)呼系：鋼絲特沖性之二鋼絲電資阻隨其櫻溫度變敬化之間壓的近似健線性關(guān)陜系：工作原獵理：儀器受脖力變形摸，鋼絲堆電阻產(chǎn)家生差動信變化，偵一根受脂拉，電憤阻增加辜，一根覆受壓，蘋電阻減炊少，兩創(chuàng)個鋼絲猛的串聯(lián)潑電阻不徒變而電鋤阻比R1要/R醉2發(fā)生變方化，得接到鋼絲徒電阻比英值，就乒得到儀計器的變諸形或應(yīng)庸力；溫度改晶變時，燭鋼絲電彈阻變化份是同方錄向的，狡溫度升逆高時，粗兩根鋼員絲的電穴阻都減始少。獲埋得鋼絲漂的串聯(lián)白電阻，字就可求麻得儀器透測點位施置的穩(wěn)桑定。差動翻式應(yīng)潮變計氣：靈敏恭度較火高，避性能摔穩(wěn)定崖，耐沫久性餡好2.唯3.也2疫鋼襯弦頻哄率式連傳感氧器組成門：一閣根金況屬絲鳳弦（有高彈掀性彈戚簧鋼督、馬暫氏不藥銹鋼徐或鎢條鋼）工作原辣理：利食用鋼弦醬的自振異頻率與興鋼弦所蝦受到的器外加張眾力關(guān)系收式測各權(quán)種物理勻量。鋼弦式突儀器是需根據(jù)鋼霞弦張緊箭力與諧掏振頻率叢成單值未函數(shù)關(guān)易系設(shè)計望而成的泄；關(guān)系增式如下豈：壓力洽盒計胞算公輛式鋼弦莊傳感梯器的公種類鋼弦式缺應(yīng)變計江、鋼弦鼠式土壓維力盒、混鋼筋應(yīng)灑力計等牛。特點結(jié)構(gòu)簡喬單可靠量，傳感粉器的設(shè)宿計、制豎造、安循裝和調(diào)荷試方便禁。不受接廊觸電阻亞、外界吩電磁場烤影響，煤性能較舍穩(wěn)定，夫耐久性驚能好。2.4翻監(jiān)毫測儀器秤的選擇終和標定監(jiān)測搜儀器朗和元窮件的趣選擇巖土工謹程監(jiān)測益儀器的泳質(zhì)量標拖準監(jiān)測儀偵器的適碼用范圍型及使用嘴條件儀器和板傳感器旨的標定2.4鐮.1設(shè)監(jiān)測師儀器和扭元件的折選擇選取攝要求鬼：儀股器的辯技術(shù)麻性能嘗、儀章器埋爺設(shè)條師件、嗽儀器強測讀控的方與式和課儀器敗的經(jīng)款濟性儀器技鉆術(shù)性能察方面儀器的偏可靠性共（光學晚、機固械、環(huán)電子團設(shè)備猶等）儀器陰使用及壽命捏（儀器工是作壽命李大于或環(huán)等于工愚程使用厚年限）儀器傭的堅育固性脹和可籍維護省性（容易標宴定、修剝復(fù)或置者換）儀器末的精傳度（精度降滿足鍵監(jiān)測在數(shù)據(jù)竄要求控即可）靈敏六度和澤量程逃（高靈杜敏度粒、大久量程）儀器埋草設(shè)條件信方面儀器選拍型時，涉應(yīng)考慮攜其埋設(shè)疲條件（性能牲保證漫下，啞選擇蜘易埋料設(shè)）施工撈儀器獲和埋墻設(shè)條福件不熔同，墻選擇賣不同軋儀器鹽。儀器儉選擇批經(jīng)濟濫方面技術(shù)煙要求超滿足沈條件壘下，儀選擇恥最經(jīng)蓋濟的限（儀器購諒置、損怕耗及埋寒設(shè)費用）儀器惠測讀憑方式蓋方面根據(jù)測昌量工作揮量選擇巷不同的秒測讀方潛式的儀毀器對于弱能形確成監(jiān)殖測網(wǎng)純并能炒聯(lián)網(wǎng)匠監(jiān)測戴的工隆程，罷儀器增選型瞧時應(yīng)季根據(jù)廈監(jiān)測司系統(tǒng)左統(tǒng)一懷的測碎讀方挪式選齡擇儀泰器2.4桂.2住巖土火工程監(jiān)批測儀器獨的質(zhì)量思標準可靠脂性和堆穩(wěn)定罩性儀器在辮設(shè)計規(guī)聽定的運籃行條件麥和運行炭時間內(nèi)袍，檢測侍元件、汗轉(zhuǎn)換裝燥置和測柄讀儀器籌、儀表彼保持原容有技術(shù)郊性能的妙程度。準確度液和精度準確渠度：袋測量義結(jié)果喉與真款值偏箏離的偉程度敞，系液統(tǒng)誤處差的肌大小宿是準辭確度烘的標塊志。精度：半在相同托條件下奶測量同豈一個量謠所得結(jié)熱果重復(fù)很一致的稱程度。靈敏獻度和插分辨俊力靈敏度論：輸入殃量（被長測信號燥）與輸槽出量的意比值分辨力工：靈敏勸度的倒論數(shù)，靈猛敏度越呢高，分撲辨力越無強，傳里感器檢組測出的駝輸入量唱變化越蛋小。監(jiān)測蹄儀器安的適淺用范疏圍及伸使用夏條件變形筐觀測治儀器經(jīng)緯慎儀、領(lǐng)水準筋儀、烘全站畏儀、狹電子媽測距梯儀或枯激光必準直積儀。位移融計、圍測縫利計、落傾斜訊儀、行沉降屆儀、池垂線草坐標臂儀、跡多點固位移妙計和田應(yīng)變移計等壓力揪（應(yīng)攏力）案觀測吳儀器土壓棒力計組、孔手隙壓延力計辦、鋼內(nèi)筋內(nèi)惜力計牛等其他觀蝦測儀器溫度計凱、速度下計、加崇速度計冶、動水境壓力計馳等2.犯4.捷4惡儀異器和纖傳感油器的獄標定標定究：利用精僵度高一第級的標鋼準器具漆對傳感希器進行頂定度的西過程，嘆從而確患定其輸遇出量與樓輸入量迅之間的族對應(yīng)關(guān)寸系，同俗時也確壞定不同秩使用條抵件下的壓誤差關(guān)您系。標定方旬法：利用標者準設(shè)備決產(chǎn)生已建知“標驢準