土体和岩体原位测试方法(6-1)
岩土工程原位测试
岩土工程原位测试岩土工程原位测试是岩土工程领域中常用的一种测试方法，主要用于研究土体和岩石的力学性质，包括密度、强度、变形等方面。
原位测试可分为静态和动态两种，常用的测试方法包括压缩试验、剪切试验、钻孔取心和动力触探等。
1. 压缩试验压缩试验是岩土工程中最常用的一种试验方法，主要用于研究土体和岩石在静态荷载作用下的应变和应力关系，以及其力学性质。
压缩试验一般采用圆柱形或立方体样品，常见的试验设备包括固定底板试验机和振动底板试验机两种。
固定底板试验机的测试原理是将试样放在机器的底板上，通过上下移动试验头，施加垂直向下的载荷，以产生压缩变形。
振动底板试验机是一种新型试验方法，通过在底板上施加振动载荷以促进试样的变形。
2. 剪切试验剪切试验主要用于研究土体和岩石的剪切性能，可分为单轴剪切试验和三轴剪切试验两种。
单轴剪切试验是将试样置于试验机的水平底板上，施加垂直向下的压力，同时在试样的表面产生水平力，使试样进行剪切。
三轴剪切试验是利用三个气室将试样完全包裹，分别施加三个方向的应力，以研究土体和岩石在三个方向上的切向应力和法向应力。
3. 钻孔取心钻孔取心试验是一种非破坏性的试验，主要用于评估岩土中存在的裂隙、结构和岩石类型。
在取样过程中需要特别注意制取的样品应具有代表性，应取样选择典型的岩土层位。
在岩石钻探中，常使用的钻探机械有手动旋转式钻机、电机转向钻机和系统化泥浆钻机。
对于深层地层和硬质岩体，通常使用钻探机械逐层取心，以便对结构和裂隙进行详细的剖分。
4. 动力触探动力触探试验是一种快速、简单且准确的测试方法，可以在不破坏土体的情况下测定岩土体的强度。
试验的原理是将一定质量的重锤从一定高度自由落下，击打位于土层内部的钻杆顶端，并测定沉击钻杆的下沉度以及反弹度，从而评估土层的类型和压缩性质。
动力触探试验设备通常由锤头、钻杆、压力计和数据采集器组成。
触探数据经过处理后，可以用于制作地下剖面图，为地勘、基础工程和岩土工程提供可靠的数据支持。
岩土工程原位测试方法概括与分析
岩土工程原位测试方法概括与分析及其应用做一细化并提出合理化建议，具有较强的理论性和实用性。
关键词】岩土工程；原位测试；试验方法正文1、原位测试方法分类所谓的原位测试法就是在岩土层原来所处的位置，基本保持的天然结构，天然含水量以及天然应力状态下，测定岩土的工程力学性质指标。
原位测试包括静力触探、动力触探、标准贯入试验、十字板剪切、旁压试验、静载试验、扁板侧胀试验、应力铲试验、现场直剪试验、岩体原位应力测试、岩土波速测试等。
1.1 静力触探静力触探测试简称静探（CPT：static cone penetration test），是把一定规格的圆锥形探头借助机械匀速压人土中，并测定探头阻力等的一种测试方法，实际上是一种准静力触探试验。
试验是用机械装置把带有双层管的圆锥形探头压人土中，在地面上用压力表分别量测套筒侧壁与周围土层间的摩阻力（fs）和探头锥尖贯入土层时所受的阻力（qc）。
1.2动力触探圆锥动力触探试验习惯上称为动力触探试验（DPT：dynamic penetration test）或简称动探，它是利用一定的锤击动能，将一定规格的圆锥形探头打入土中，根据每打入土中一定深度的锤击数（或贯入能量）来判定土的物理力学特性和相关参数的一种原位测试方法。
1.3标准贯入试验标准贯入试验（SPT：standard penetration test）标准贯入试验习惯上简称为标贯。
它使用SPT锤将钻杆底部的对开管式贯入器打入钻孔孔底的土中，取得土样。
贯入300mm（1英尺）所需要的锤击数称为N值，其与土体强度有关。
1.4十字板剪切试验野外十字板剪切试验（FVST：Field Vane Shear Test）习惯上称为十字板剪切试验，是用插入软黏土中的十字板头，以一定得速率旋转，测出土的抵抗力矩，换算地基土不排水抗剪强度的现场试验。
1.5旁压试验旁压试验（LLT：Lateral Loading Test）是将圆柱形旁压器竖直放入土中，通过旁压器在竖直的孔内加压，使旁压膜膨胀，并由旁压膜将压力传给周围的土体（岩体），使土体（岩体）产生变形直至破坏，通过量测施加的压力和土变形之间的关系，即可得到地基土在水平方向的应力应变关系。
岩体原位测试
2.3 狭缝法
狭缝法又称狭缝扁千斤顶法，是在选定的岩体表面 刻槽，然后在槽内安装扁千斤顶（压力枕）进行试验 （图4）。试验时，利用油泵和千斤顶对槽壁岩体分级 施加法向压力，同时利用百分表测记相应压力下的变 形值WR。岩体的变形模量Em(MPa) 按下式计算：
Em pl (1 m )(tan1 tan2 ) (1 m )(sin 21 sin 2 2 ) 2WR
2 pD(1 m )ω pD(1 m )ω Eme Em We W 式中：p：承压板上单位面积压力, MPa；D：承压
2
板的直径或边长，cm； W、 We ：分别为相应于p下 的岩体总变形和弹性变形，cm；ω：与承压板形状、 刚度有关的系数。对于圆形板ω=0.785；对于方形 板ω=0.886；μm为岩体的泊松比。
岩体的原位测试
内容
1 概述 2 岩体变形实验
2.1 承压板实验
2.2 钻孔变形法
2.3 狭缝法
3 岩体强度实验
3.1 直剪试验 3.2 三轴试验
1 概述
岩体原位测试是在现场制备试件模拟工程作用对岩体施 加外荷载，进而求取岩体力学参数的试验方法，是岩土工程 勘察的重要手段之一。岩体原位测试的最大优点是对岩体扰 动小，尽可能地保持了岩体的天然结构和环境状态，使测出 的岩体力学参数直观、准确；其缺点是试验设备笨重、操作 复杂、工期长、费用高。另外，原位测试的试件与工程岩体 相比，其尺寸还是小得多，所测参数也只能代表一定范围内 的岩体力学性质。因此，要取得整个工程岩体的力学参数， 必须有一定数量试件的试验数据用统计方法求得。
图3 钻孔变形试验装置示意图
与承压板法相比较，钻孔变形法的优点是：
①对岩体扰动小。 ②可以在地下水位以下和较深的部位进行。 ③试验方向基本不受限制，且试验压力可以达到很大。 ④在一次试验中可以同时量测几个不同方向的变形，便于 研究岩体的各向异性。 其主要缺点是试验涉及的岩体体积较小。该方法较适 合于软岩或半坚硬岩体。
土体原位测试
第一节概述在岩土工程勘察过程中，为了取得工程设计所需要的反映地基岩土体物理、力学、水理性质指标，以及含水层参数等定量指标。
要求对上述性质进行准确的测试工作，这种测试仅靠勘探中采取岩土样品在实验室内进行实验往往是不够。
实验室一般使用小尺寸试件，不能完全确切地反映天然状态下的岩土性质，特别是对难于采取原状结构样品的岩土体。
因而有必要在现场进行试验，测定岩土体在原位状态下的力学性质及其他指标，以弥补实验室测试的不足。
野外试验亦称现场试验、就地试验、原位测试。
许多试验方法是随着对岩土体的深入研究而发展起来的。
一、野外试验的目的1、在岩土体处于天然状态下，利用原地切割的较大尺寸的试件进行各种测试取得可靠的岩土体物理、力学、水理性质指标。
2、对于某些因无法采取原状样品进行室内实验的岩土体的测试。
如：裂隙化岩石、液态粘性土（低液限粘土、淤泥）、砂砾。
3、完成或实现室内无法测定的实验内容。
如：地下洞室围岩应力、岩体裂隙的连通性、透水性、含水层的渗透性等。
4、为施工（基坑开挖、地基处理）提供可靠的数据。
二、野外试验的分类1、岩土力学性质的野外测定（1）土体力学性质试验:载荷试验、旁压试验、静、动触探试验、十字板剪切试验（2）岩体力学性质试验:岩体变形静力法试验、声波测试（动力法）试验、岩体抗剪试验、点荷载强度试验、回弹锤测试、便携式弱面剪试验2、岩体应力测定:测定岩体天然应力状态下及工程开挖过程中应力的变化。
如：地下洞室开挖3、水文地质试验:钻孔压水试验（裂隙岩体）、抽水试验（中、强富水性含水层）、注水试验（干、松散透水层）、岩溶裂隙连通试验等4、改善土、石性能的试验:为地基改良和加固处理提供依据。
如：灌浆试验、桩基试验等三、野外试验的新进展近年来我国岩土工程原位测试与现场监控技术有长足进步，在长期实践过程中，在测试仪器和方法，理论分析，成果应用等积累了丰富的经验。
主要发展如下：1、土体原位测试中，旁压试验仪器的改进，静力触探技术的发展。
岩土工程原位测试
中 国 地 质 大 学 环 境 学 院 School of Environmental Studies-CUG
二、土体原位测试
3、静力触探试验成果整理
对原始数据进行检查与校正，如深度和零飘校正。按照《静 力触探技术规则》TBJ37-93进行。 计算比贯入阻力ps、锥尖阻力qc、侧壁摩擦力fs、摩阻比Fr及 空隙水压力U。
二、土体原位测试
4、静力触探试验成果应用
中 国 地 质 大 学 环 境 学 院 School of Environmental Studies-CUG
二、土体原位测试
4、静力触探试验成果应用
中 国 地 质 大 学 环 境 学 院 School of Environmental Studies-CUG
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二、土体原位测试
1、圆锥动力触探试验
（2）圆锥动力触探测试要点
② 重型动力触探
试验前将触探架安装平稳，使触探保持铅直，铅直度最大偏 差不超过2%，连接杆保持平直，连接牢固。 贯入时，穿心锤自由落距（0.76±0.02）m。地面上触探杆高 度不宜过高，以免倾斜与摆动过大。
第六讲
岩土工程原位测试
提纲
一、概述
二、土体原位测试
三、岩体原位测试
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一、概述
（一）原位测试的必要性
为了取得工程设计所需要的反映地基岩土体物理、力学、水理 性质指标，以及含水层参数等定量指标。
（1）某一级压力沉降量大于前一级压力沉降量2倍。 （2）lgP-lgS或P-△S/ △P曲线拐点。
第四章 岩体原位测试(岩土测试技术) PPT课件
4. 安装完毕后，起动千斤 稍加压力或在传力柱
板间楔进楔形垫块，
系统结合紧密
顶 与垫 使整个
5. 加压与稳定标准
1）试验压力要分成5级施加 2）加压前要对千分表进行初始稳定读数观测 3）采用逐级一次循环法或逐级多次循环法 4）每级压力加压后，立即读数，以后每10分钟读一次 5）稳定标准：相邻两次读数差与该级压力的初始读数和上 一级压力的最后读数之差的比值小于5%
ds
0.0133d
2 s
计算系数k
抗震设防烈度 饱和砂土 饱和粉土
7° 8° 9° 92 130 184 42 60 84
ds为砂土层或粉土层中剪切波测试点深度(m)；k为计算系数。 判别准则：若Vsj>Vscr，则可不考虑液化；否则，土层可能液化。
岩体原位强度测试考虑了结构面的影响，测试结 果符合实际
一、现场岩体直剪试验 沿预定的剪切面进行，可分为：
1）岩体本身的抗剪强度试验 2）沿软弱结构面的抗剪强度试验 3）混凝土-岩体胶结面的抗剪强度试验 常把岩体抗剪强度试验分为三种：抗剪断试验、 摩擦试验(又称抗剪试验)和抗切试验
试验方法有平推法和斜推法两种
平均剪切波速 （m/s) >500
250~500
140~250
≤140
2020/5/12
土动力学
3、计算场地的卓越周期
T n 4Hi
v i1 si
2020/5/12
土动力学
4、液化判别（如果15m内的土层有饱和粉土或砂土）
用剪切波波速临界值判别：
砂土：
Vscr k
ds
0.01d
2 s
粉土： Vscr k
4. 试点表面应垂直预定的受力方向 5. 承压板的边缘距洞侧壁应大于承压板直径D的1.5倍，至洞
第六章岩土工程原位测试
注：d/z为承压板直径和承压板底面深度之比。
岩土工程勘察
载荷试验
四、试验的仪器设备 平板载荷试验的常用设备包括四部分： （1）承压板 （2）加荷系统 （3）反力系统 （4）量测系统
岩土工程勘察
静力触探试验
第二节 静力触探试验
静力触探试验（简称CPT）是应用准静力以恒 定不变的贯入速率将一定规格和形状圆锥探头通 过一系列探杆压入土中，同时测量并记录贯入过 程中探头所受到的阻力，根据测得的贯入阻力大 小来间接判定土的物理力学性质指标的现场试验 方法。
s——与p对应的沉降（mm）；ω——与试验深度和土类有关的系数，可按表6.1选用。
岩土工程勘察
载荷试验
土类 d/z 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.01
表6.1 深层载荷试验计算系数ω
碎石土 砂土
粉土 粉质黏土
0.477 0.469 0.460 0.444 0.435 0.427 0.418
岩土工程勘察
岩土工程原位测试
不同的原位测试方法都有其适用范围和研究问题的针对性。因此，原位 测试方法的选择应充分考虑工程类型或岩土工程问题、岩土条件、设计对参数 的要求、地区经验和测试方法的实用性等因素。在选用原位测试方法和布置原 位测试时，应注意各原位测试方法之间及其与钻探、室内试验的配合和对比。 根据原位测试成果，利用地区经验关系估算岩土的物理力学参数和地基承载力 时，应检验其可靠性，并与室内试验和已有的工程反算参数进行对比。分析原 位测试成果资料时，应注意仪器设备、试验条件、试验方法等对试验成果的影 响，结合地层条件，剔除异常数据。
岩土工程勘察
载荷试验
（6）对慢速法，当实验对象为土体时，每级荷载施加后，间隔5min、5min、 10min、10min、15min、15min测读一次沉降，以后每隔30min测读一次沉降， 当连续两小时每小时沉降量小于等于0.1mm时，可认为沉降已达相对稳定标准， 施加下一级荷载；当实验对象是岩体时，每隔1min、2min、2min、5min测读 一次沉降，以后每隔10min测读一次，当连续三次读数差小于等于0.01mm时， 可认为沉降已达相对稳定标准，施加下一级荷载；
勘查技术与工程试题
一、什么是原位测试？试简述不少于六种主要方法及其应用。
1．原位测试（in-site-test）是指在工程地质勘察现场，在不扰动或基本不扰动地层的情况下对地层进行测试，以获得所测地层的岩土体物理力学性质指标及划分地层的一种工程勘察技术。
2原位测试的主要方法及应用根据试验对象，原位测试可以分为土体原位测试和岩体原位测试两大类。
（1）土体原位测试：载荷试验：是在一定面积的承压板上向地基土逐级施加荷载，并观测每级荷载下地基的变形特性，测求地基土的压力与变形特性的原位测试方法。
应用：确定地基土基本承载力、提供地基土变形模量、确定极限强度静力触探试验：是用静压力匀速将标准规格的圆锥形探头压入土层中，同时量测探头阻力，测定土的力学特性的一种原位土工测试方法，它具有勘探和原位测试的双重功能，适用于软土、一般粘性土、粉土、砂土和含少量碎石的土。
应用：划分土类、划分土层剖面、确定地基土承载力、确定土的压缩模量和变形模量，还可利用地区经验估算土的强度参数、砂土的密实度、粘性土稠度状态，判定饱和砂土和粉土的地震液化势，根据孔压消散曲线估算土的渗透系数、评定土的应力历史。
在桩基勘察中，还可根据桩型估算单桩承载力和沉桩阻力。
旁压试验（预钻式和自钻式）也称横压试验，是用可侧向膨胀的旁压器，对钻孔孔壁周围土体施加径向压力的原位测试技术方法。
适用于粘性土、粉土、砂土、碎石土、残积土、极软岩和软岩等应用：，计算土的模量、强度和承载力等。
圆锥动力触探试验和标准贯入试验：动力触探是利用一定的落锤能量，将一定尺寸、一定形状的探头打入土中，根据打入的难易程度（可用贯入度、锤击数或单位面积动贯入阻力来表示）判定土层性质的一种原位测试方法。
圆锥动力触探应用：可进行力学分层，评定土的均匀性和物理性质（状态、密实度）、土的强度、变形参数、地基承载力、单桩承载力，查明土硐、滑动面、软硬土层界面，检测地基处理效果等。
如将探头换为标准贯入器，则称标准贯入试验。
岩土现场原位直剪验指导书
岩体双千斤法顶直剪验指导书一试验目的本试验的目的是通过岩体直剪试验确定岩体的抗剪强度参数（内聚力c、内摩擦角υ）和剪切刚度系数。
测定岩体抗剪强度参数和剪切刚度系数有室内测试和原位测试两种方法，在室内试验中，岩体样本尽管可以通过努力把取样扰动和切样扰动降低到最小限度,但是试样从地层深部取出时因应力释放而引起的扰动是无法避免的，而且精细的取样和试验技术现在还难以普遍推广应用。
而原位直剪试验试体比室内试样大，能包含岩体宏观结构的变化，而且岩体结构没有受到扰动破坏，试验条件接近工程实际情况。
而且原位测试是在原位应力条件下进行实验，不用取样，避免或减轻了对岩样的扰动程度，测定岩体的范围大，能反映微观、宏观结构对岩性的影响，比室内岩块试验更符合实际情况。
二试验原理现场直接剪切试验原理与室内直剪试验原理相同，由于试验尺寸大且在现场进行，能把岩体的非均质性及软弱结构面对抗剪强度的影响更真实地反映出来。
根据库伦破坏准则，有ϕτt a nσ=c+f（2-1）式中，τf——剪切破坏面上的剪应力（kPa），即岩土体的抗剪强度；σ——破坏面上的法向应力（kPa）；c——岩土体的粘聚力（kPa）；υ——岩土体的内摩擦角（°）；依据所测得的τf可推求出相应的c、υ值。
岩体抗剪强度试验在现场可以有各种不同的布置方案，但就剪切荷载施加的方式只有两种，因此，按剪切荷载施加的不同方式，分为两种试验方法：即平推法试验和斜推法试验。
采用平推法和斜推法时，由于剪切应力方向不一样，因此所采用的计算公式也有所不同。
图2.1 平推法与斜推法示意图平推法试验按下面公式计算各法向荷载下的法向应力和剪切应力：σ=P/F （2-2）τ=Q/F （2-3）式中：σ——剪切面上的法向应力，Mpa;τ——剪切面上的剪切应力，Mpa;P——剪切面上的总法向荷载，N;Q——剪切面上的总剪切荷载，N;F——剪切面面积，mm2斜推法试验按下面公式计算法向应力和剪切应力：σ＝P/F＋Qsinα/F （2-4）τ= Qcosα/F （2-5）式中：Q——作用于剪切面上的总斜向荷载，N;α——斜向荷载方向与剪切面之间的夹角;其他符号含义同上文。
土体和岩体原位测试方法(6-1)
载荷试验可适用于各种地基土。其按试 验深度分为浅层和深层；按承压板形状分 为平板（圆形、方形）和螺旋板按载荷性 质分为静力和动力；按用途分为一般载荷 和桩载荷。 1）平板载荷试验（PLT）
2）螺旋板载荷试验（SPLT）
平板载荷试验仪
单桩竖向抗压静载荷试验 最新堆载工艺--葛洲坝集团试验
载荷试验成果的应用
野外试验的分类：
1）岩土力学性质的野外测定 （1）土体力学性质试验：载荷试验、旁压试验、 静、动触探试验、十字板剪切试验； （2）岩体力学性质试验：岩体变形静力法试验、 声波测试（动力法）试验、岩体抗剪试验、点荷载强 度试验、回弹锤测试、便携式弱面剪试验。 2）岩体应力测定:测定岩体天然应力状态下及工 程开挖过程中应力的变化。 3）水文地质试验:钻孔压水试验（裂隙岩体）、 抽水试验（中、强富水性含水层）、注水试验（干、 松散透水层）、岩溶裂隙连通试验等 4）改善土、石性能的试验:为地基改良和加固处 理提供依据，如：灌浆试验、桩基试验等
RSM-SW波速测试仪 （剪切波波速测试仪）
波速测试成果的应用
（1）计算确定地基土小应变的动 弹性参数剪切模量、弹性模量、泊 松比、动刚度；
（2）判别砂土或粉土地震液化。
8.岩体原位测试
概 述
岩体原位测试是在现场制备试件模拟工程作用对岩 体施加外荷载，进而求取岩体力学参数的试验方法，是 地质灾害防治工程勘察的重要手段之一。
静力触探试验
静力触探试验 CLD-3型静力触探仪
静力触探成果的应用
1.划分土层 2.估算土的物理力学指标 3.确定浅基础的承载力 4.预估单桩承载力 5.判定饱和砂土和粉土的液化势 静力触探具有测试连续、快速、效率 高、功能多的特点，兼勘探与测试双 重作用。适用于黏性土、粉土、砂土 ，但对碎石类土难以贯入。
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野外试验的分类：
1）岩土力学性质的野外测定 （1）土体力学性质试验：载荷试验、旁压试验、 静、动触探试验、十字板剪切试验； （2）岩体力学性质试验：岩体变形静力法试验、 声波测试（动力法）试验、岩体抗剪试验、点荷载强 度试验、回弹锤测试、便携式弱面剪试验。 2）岩体应力测定:测定岩体天然应力状态下及工 程开挖过程中应力的变化。 3）水文地质试验:钻孔压水试验（裂隙岩体）、 抽水试验（中、强富水性含水层）、注水试验（干、 松散透水层）、岩溶裂隙连通试验等 4）改善土、石性能的试验:为地基改良和加固处 理提供依据，如：灌浆试验、桩基试验等
自钻式旁压试验EF-5050
梅纳旁压仪
预 钻 式 旁 压 仪
旁压试验
旁压试验成果的应用
（1）划分土类；
（2）估算土的强度参数；
（3）估算土的变形参数；
（4）评定地基土的承载力； （5）估算土的侧向基床反力系数Km。
6.扁铲侧胀试验（DMT）
扁铲侧胀试验(简称扁胀试 验)是用静力(有时也用锤击动 力)把一扁铲形探头贯入土中， 达到试验深度后，利用气压使 扁铲侧面的圆形钢膜向外扩张 进行试验，测量膜片刚好与板 面齐平时的压力和移动1.10 mm 时的压力；然后减少压力，测 的膜片刚好恢复到与板面齐平 时的压力；这三个压力，经过
①基本原理
刚性承压板法是通过刚性承压板(其弹性模量大于岩体一个 数量级以上)对半无限空间岩体表面施加压力并量测各级压力下 岩体的变形；按弹性理论公式计算岩体变形参数的方法。该方 法视岩体为均质、连续、各向同性的半无限弹性体；根据布辛 湟斯克公式，刚性承压板下各点的垂直变形(W)可表示为：
十字板剪切仪
十字板剪切实验
十字板剪切试验成果的应用
（1）计算地基承载力；
（2）估算单桩极限承载力；
（3）分析斜坡稳定性；
（4）检验地基加固改良的效果。
5.旁压试验（PMT、SBPMT）
通过旁压器在竖直的孔内
加压，使旁压膜膨胀，并由旁
压膜（或护套）将压力传给周 围土体(或软岩)，使土体产生 变形直至破坏，并通过量测装 臵测得施加的压力与岩土体径 向变形的关系，从而估算地基 土的强度、变形等岩土工程参
（1）确定地基土承载力；
（2）计算变形模量；
2.静力触探试验(cone penetration test)（CPT）
用静力将一个内部装 有阻力传感器的圆锥形探 头均匀压入土中，测定土 层对探头的贯入阻力，以 此来间接判断分析地基土 的物理力学性质。
单桥探头：可测总贯入阻力 可分为双桥探头：可分别测出锥尖阻力和侧壁摩阻力 孔压探头：可测孔隙水压力
1）岩体变形试验
岩体变形参数测试方法有静力法和动力法两种。 静力法的基本原理是：在选定的岩体表面、槽壁或钻 孔壁面上施加一定的荷载，并测定其变形；然后绘制 出压力-变形曲线，计算岩体的变形参数。据其方法不 同，静力法又可分为承压板法、狭缝法、钻孔变形法 及水压法等。动力法是用人工方法对岩体发射或激发 弹性波，并测定弹性波在岩体中的传播速度，然后通 过一定的关系式求岩体的变形参数。据弹性波的激发 方式不同，又分为声波法和地震法。
荷载试验 静力触探试验 土体力学性质试验 动力触探试验 十字板剪切试验 旁压试验 岩体强度试验 岩体变形试验 岩体力学性质试验 岩体原位应力测试 岩体现场简易测试
1.载荷试验
(Loading test) 在一定面积的承压 板上向地基逐级施加 荷载，并观测每级荷 载下地基变形特性， 从而评定地基的承载 力，计算地基的变形 模量并预测基础的沉 降量。
岩体原位测试的最大优点是对岩体扰动小，尽可能 地保持了岩体的天然结构和环境状态，使测出的岩体力 学参数直观、准确；其缺点是试验设备笨重、操作复杂、 工期长、费用高。另外，原位测试的试件与工程岩体相 比，其尺寸还是小得多，所测参数也只能代表一定范围 内的岩体力学性质。因此，要取得整个工程岩体的力学 参数，必须有一定数量试件的试验数据用统计方法求得。
3.动力触探试验(dynamic sounding)
1）圆锥动力触探试验（DPT） 2）标准贯入试验（SPT） 其共同点是利用一定的锤击动能，将一 定规格的探头打入土中，根据每打入土中 一定深度所需的能量来判定土的性质，并 对土进行分层。
PANDA2便携式可变能量动力触探仪 圆 锥 动 力 触 探 动力触探仪
（三）原位测试（野外试验）
实验室一般使用小尺寸试样，不能完全确切地反映天然状 态下的岩土性质，特别是对难于采取原状结构样品的岩土体。 因而有必要在现场进行试验，测定岩土体在原位状态下的力学 性质及其他指标，以弥补实验室测试的不足。野外试验亦称现 场试验、就地试验、原位测试。许多试验方法是随着对岩土体 的深入研究而发展起来的。 土体原位测试是指在岩土工程勘察现场，在不扰动或基本 不扰动土层的情况下对土层进行测试，以获得所测土层的物理 力学性质指标及划分土层的一种土工勘测技术。它是一项自成 体系的试验科学，在各种工程勘察中占有重要位臵。这是因为 它与钻探、取样、室内试验的传统方法比较起来，具有下列明 显优点：(1)可在拟建工程场地进行测试，毋需取样，避免了 因钻探取样所带来的一系列困难和问题，如原状样扰动问题等； (2)原位测试所涉及的土尺寸较室内试验样品要大得多，因而 更能反映土的宏观结构如裂隙等对土的性质的影响。
(1)土层剖面测试法。它主要包括静力触探、动力 触探、扁铲松胀仪试验及波速法等。土层剖面测试法 具有可连续进行、快速经济的优点。 (2)专门测试法。它主要包括载荷试验、旁压试验、 标准贯入实验、抽水和注水试验、十字板剪切试验等。 土的专门测试法可得到土层中关键部位土的各种工程 性质指标，精度高，测试成果可直接供设计部门使用。 其精度超过室内试验的成果。
扁铲侧胀试验成果的应用
（1）划分土类；
（2）计算静止侧压力系数；
（3）确定黏性土的应力历史；
（4）确定土的变形参数。
7.波速测试（WVT）
现场波速测试的基本原理，是利 用弹性波在介质中的传播速度与介质 的动弹模量、动剪切模量、动泊松比 及密度等的理论关系，从测定的传播 速度入手求取土的动弹性参数。 在地基土振动问题中弹性波有体 波和面波。体波分纵波(P波)和横波 (S波)；面波分为瑞利波(R波)和勒夫 波(Q波)。在岩土工程勘察中主要利 用的是直达波的横波速度。所以测定 波速前，先要钻探成孔。 波速测试适用于测定各类岩土体 的压缩波、剪切波或瑞利波的波速。
（1）承压板法 承压板法又分为刚性承压板法和柔性承压板 法，我国多采用刚性承压板法。该方法的优点是 简便、直观，能较好地模拟建筑物基础的受力状 态和变形特征。除常规的承压板法外，还有一种 承压板下中心孔变形测试的方法，即在承压板下 试体中心打一测量孔，采用多点位移计测定岩体 不同深度处的变形值。此外，国际岩石力学学会 测试委员会还推荐了一种现场孔底承压板法变形 试验。
优点： 1.可测定难以取样的 岩土体的性质。 2.影响范围大，因而 更具代表性。 3.可连续进行，因而 可得到完整的地层剖面。 4.快速、经济，能大 大缩短勘察周期。
缺点： 1.难以控制边界条 件。 2.费工费时，成本 高。 3.所测参数和岩土 工程性质之间关系建 立在大量统计的经验 关系之上。
土体原位测试方法很多，可以归纳为下列两 类：
载荷试验可适用于各种地基土。其按试 验深度分为浅层和深层；按承压板形状分 为平板（圆形、方形）和螺旋板按载荷性 质分为静力和动力；按用途分为一般载荷 和桩载荷。 1）平板载荷试验（PLT）
2）螺旋板载荷试验（SPLT）
平板载荷试验仪
单桩竖向抗压静载荷试验 最新堆载工艺--葛洲坝集团试验
载荷试验成果的应用
岩体原位测试一般应遵循以下程序进行：
(1)试验方案制订和试验大纲编写。这是岩体原位 试验工作中最重要的一环。其基本原则是尽量使试 验条件符合工程岩体的实际情况。因此，应在充分 了解岩体工程地质特征及工程设计要求的基础上， 根据国家有关规范、规程和标准要求制订试验方案 和编写试验大纲。试验大纲应对岩体力学试验项目、 组数、试验点布臵、试件数量、尺寸、制备要求及 试验内容、要求、步骤和资料整理方法作出具体规 定，以作为整个试验工作中贯彻执行的技术规程。
RSM-SW波速测试仪 （剪切波波速测试仪）
波速测试成果的应用
（1）计算确定地基土小应变的动 弹性参数剪切模量、弹性模量、泊 松比、动刚度；
（2）判别砂土或粉土地震液化。
8.岩体原位测试
概 述
岩体原位测试是在现场制备试件模拟工程作用对岩 体施加外荷载，进而求取岩体力学参数的试验方法，是 地质灾害防治工程勘察的重要手段之一。
Hale Waihona Puke 圆锥动力触探试验成果的应用
（1）评价碎石土密度；
（2）确定地基土承载力；
（3）确定变形模量；
（4）确定单桩承载力；
2）标准贯入试验 （SPT）
设备主要是由贯入器、 贯入探杆和穿心锤三部分 组 成 的 , 锤重 63.5kg，在 76cm的自由落距下，通过 圆筒型的贯入器，贯入土 层 15cm ， 再 打 入 30cm 深 度，以后30cm的锤击数称 为标贯击数，用N63.5 来表 示，一般写作N。
扁铲侧胀试验仪EP-0941 扁 铲 侧 胀 试 验 仪
刚度校正和零点校正后，分别以p0、p1、p2表示。根据 试验成果可获得土体的力学参数，它可以作为一种特 殊的旁压试验。 它的优点在于简单、快速、重复性好和便宜，故 在国外近年发展很快。 扁胀试验最适用于在软弱、松散土中进行，随着 土的坚硬程度或密实度的增加，适应性渐差。当使用 加强型膜片时，也可应用于密实的砂土。因而其适用 范围是一般黏性土、粉土、中密以下砂土、黄土等， 不适用于含碎石的土、风化岩等。
数的一种原位试验方法。
旁压试验适用于黏性土、粉土、砂土、碎石土、残积土、 极软岩和软岩等。
旁压试验按将旁压器设臵土中的方式可分 为预钻式旁压试验（PMT）、自钻式旁压试验 （SBPMT）和压入式旁压试验。 预钻式旁压试验（PMT）是在土中预先钻一 竖向钻孔，再将旁压器下入孔内试验标高处进 行旁压试验；自钻式旁压试验（SBPMT）是在旁 压器下端组装旋转切削钻头和环形刃具，用静 压方式将其压入土中，同时用钻头将进入刃具 的土破碎，并用泥浆将碎土冲带到地面，钻到 预定试验位臵后，由旁压器进行旁压试验。