土体原位测试

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1、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

2、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

3、）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，

4、静力触探技术的发展。2、岩体变形试验中，采用大面积（d=1.0m）中心孔柔性承压板法和钻孔弹模计（可测100m厚度内岩体变形）。3、岩体剪切试验中，发展了现场三轴试验技术。研究岩体三维状态下的变形、破坏机制及强度特征，并相应发展了三维数值模拟与物理模型相结合进行岩体强度预测。4、岩体应力测试技术，在测试元件和套钻技术（应力解除法）有很多发展。水电部门进行了声发射法（刻槽）和应力解除法的对比研究，取得进展。声波法可用于测定岩体历史上受过最大地应力值，而应力解除法是测定现存应力值。5、钻孔压水实验方法，由原来的前苏联压水试验体系向国际通用压水试验方法改进，采用L

5、ugeon（刘让或吕荣）单位体制。此外，还研究了一些特殊的压水试验方法，如：多孔压水试验、压气试验等四、土体原位测试的优缺点　土体原位测试一般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，在岩土工程勘察中占有重要位置。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

6、更能反映土的宏观结构如裂隙等)对土的性质的影响。五、土体原位测试技术的种类　土体原位测试方法很多，可以归纳为下列两类：(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。第二节  静力载荷试验平板静力载荷试验(英文缩写PLT)，简称载荷试验（图1）。它是模拟建筑物基础工作

7、条件的一种测试方法，起源于30年代的苏、美等国。其方法是在保持地基土的天然状态下，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土的变形特性。测试所反映的是承压板以下大约1.5～2倍承压板宽的深度内土层的应力—应变—时间关系的综合性状。载荷试验的主要优点是对地基土不产生扰动，利用其成果确定的地基承载力最可靠、最有代表性，可直接用于工程设计。其成果用于预估建筑物的沉降量效果也很好。因此，在对大型工程、重要建筑物的地基勘测中，载荷试验一般是不可少的。它是目前世界各国用以确定地基承载力的最主要方法，也是比较其他土的原位试验成果的基础。载荷试验按试验

8、深度分为浅层和深层；按承压板形状有平板与螺旋板（图2