岩体测试与检测技术论文

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岩土工程测试与检测技术

测试工作是岩土工程中必须进行的关键步骤，它不仅是学科理论

研究与发展的基础，而且也为岩土工程实际所必需。监测与检测可以保证工程的施工质量和安全，提高工程效益。在岩土工程服务于工程建设的全过程中，现场监测与检测是一个重要的环节，可以使工程师们对上部结构与下部岩土地基共同作用的性状及施工和建筑物运营过程的认识在理论和实践上更加完善。依据监测结果，利用反演分析的方法，求出能使理论分析与实测基本一致的工程参数。岩土工程测试包括室内土工试验、岩体力学实验、原位测试、原型实验和现场监测等，在整个岩土工程中占有特殊而重要的作用。

岩土工程测试技术不仅在岩土工程建设实践中十分重要，而且在岩土工程的理论形成和发展过程中也起着决定性作用。测试技术也是保

证岩土工程设计的合理性和保证施工质量的重要手段。岩土工程的测试、检测与检测是从事岩土工程勘测、设计、施工监理的工作者所必需的基本知识，同时也是从岩土工理论研究所必须具备的基本手段。

岩土工程测试技术一般可以分为室内试验、原位测试和原型监测三大类，还有各种模型试验，极其多样，各有各的特点和用途，同一种参数，又因测试方法不同而得出不同的成果数据。选用合理的测试方法成为岩土工程计算能否达到预期效果的重要环节。例如土的模量有压缩模量、变形模量、旁压模量、反演模量；土的抗剪强度室内试验有直剪和三轴剪；直剪又有快剪、固结快剪和慢剪；三轴剪又有不固结不排水剪、固结不排水剪、固结排水剪和固结不排水剪测孔隙水

压力；原位测试有十字板剪切试验和野外大型剪切试验。测试方法的多样性，也是岩土工程区别于其他工程技术一个重要特点。

随着现代化建设事业的飞速发展，各类工程日新月异，重型厂房、高层建筑、重大的水利枢纽、艰险的铁路、桥梁和隧道，以及为了向海洋寻找资源、向地下争取空间而进行的各种发展性工程等，都与他们所依赖以存在的岩土地层有着极为密切地联系。各类工程的成功与否，在很大程度上取决于岩土体能否提供足够的承载力，保证建筑物不产生影响其安全、正常使用的过大或不均匀沉降，以及水平位移、稳定性或各种形式的岩土应力作用。为了保证各类工程及周围环境安全，确保工程的顺利进行，必须进行岩土测试、检测和监测。岩土测试技术以岩土力学理论为指导法则，以工程实践为服务对象，而岩土力学理论又是以岩土测试技术为实验依据和发展背景的。不论设计理论与方法如何先进、

合理，如果测试落后，则设计计算所依据的岩土参数无法准确测求，不但岩土工程设计的先进性无从体现，而且岩土工程的质量与精度也难以保证。所以，测试技术是从根本上保证岩土工程设计准确性、代表性以及经济性的重要手段。再整个岩土工程中它与理论计算和施工检验是相铺相成的。

下面介绍几种重要的岩土工程测试。

一、室内土工试验

目前，土工试验大致可分为观察判别试验、物理性质实验、化学性质试验和力学性质实验等。

室内试验项目包括：

1.土的物理性能试验,

2.砂的相对密度试验：

3. 土的变形试验：

4. 土

的强度试验：5. 土的化学性试验：

（一）土的物理性能试验，包括：含水率、密度、颗粒密度、界限含

水率、颗粒分析、渗透、击实等试验。试验成果可分别用于土的工程分类、土的状态判定、渗透计算、填土工程施工方法的选择和质量控制。（二）砂的相对密度试验：包括砂的最大和最小孔隙比试验，由此确定砂的相对密实度，可作为判断砂疏密状态的指标。

（三）土的变形试验：包括固结、压缩、湿陷性和膨胀性等。这些试验可为设计提供变形参数，即：压缩系数、压缩模量、体积压缩系数、压缩指数、回弹指数、前期固结压力、固结系数、湿陷系数、自重湿陷系数、膨胀率、膨胀力等指标。

（四）土的强度试验：包括直接剪切试验、反复直接剪切试验、三

轴压缩试验、无侧限抗压强度试验等。

这些试验可为设计提供抗剪强度指标参数（黏聚力、内摩擦角）、无侧限抗压强度、灵敏度等。用以计算地基、边坡及挡土墙等的稳定性，必要时用以计算地基承载力。

（五）土的化学性试验：包括黏土矿物鉴定、有机质和盐渍土试验等。黏土矿物成分是决定土的物理、化学性质的重要因素；有机质试验可测得土中的有机质含量，供研究其特性或供施工选择土料之用；盐

渍土指土中易溶盐含量大于5%的土。随着其含量多寡和类别的不同，土的物理力学性质将有不同程度的改变，进行盐渍土试验，提供相应的指标，作为地基评价、采取工程措施或选料决策的依据。

二、岩体力学实验

岩体力学实验主要任务是进行常规力学指标测试和岩体变形与破坏机理的分析与研究。

岩体力学实验项目包括：

1.测定岩石的颗粒密度

2.测定岩石的块体密度

3.测定岩石的吸水率与饱和吸水率

4.测定岩石的静力变形参数

5.测定岩石的单轴抗压强度

6.测定岩石的抗拉强度

7.测定岩石的剪切强度

8.测定岩石的抗折强度

9.测定岩石的点荷载强度10.测定岩石的动力变形参数11.测定岩石三轴压力条件下的强度与变形参数12.测定结构面的抗剪强度参数

三、岩土的原位测试技术

原位测试一般是指在现场基本保持地籍图的天然结构、天然含水量、天然应力状态的情况下测定地基土的物理-力学性质指标的试验方

法。通过这些方法测定地基土的物理力学指标，进而依据理论分析或经验公式评定岩土的工程性能和状态。有些岩土工程由于地质条件复杂或者结构条件与荷载条件复杂，难以用理论计算方法对土体的应力 -应变的变化做出准确的预计，也难以在室内模拟现场地层条件和现场荷载条件进行试验。这是，可以通过原位实验为设计提供可靠的依据。原位测试不仅是岩土工程勘察与评价中获得岩土体实际参数的最重要手段，而且是岩土工程监测与检测的主要方法，并且可用于施工过程中或地基加固处理后地基土的物理力学性质及状态的变化或检测。岩土的原位测试又可以分为两种，一种是作为获取实际参数的原位实验，另一种则是作为提供施工控制和反演分析参数的原位监测。

（一）原位测试有以下几种优点：

1、避开了取土样的困难，可以测定难以采取不扰动试样的土层的有关工程性质；

2、在原位应力条件下进行试验，避免采样过程中应力释放的影响；

3、实验的岩土体体积较大，代表性强；

4、工作效率较高，可大大缩短勘探实验的周期。

（二）原位测试尽管有很多优点，但也有一定的不足之处：

1、各种原位测试都有其针对性和适用条件，如使用不当则会影响结果的准确性和合理性；

2、原位测试所得参数与图的工程性质间的关系往往是建立在统计关系上；

3、影响原位测试结果的因素较为复杂，使得对策定制的准确判定造成