03岩土体的原位测试技术.ppt

* 第三讲岩土体的原位测试技术 岩土工程测试 原理及技术 讲义 3.1.1岩土工程原位测试概念 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，即岩土工程测试。 岩土工程测试一般包括室内试验和原位测试两部分。 室内试验包含了常规的土工试验和模型试验，其主要优点是可以控制试验条件，而其缺陷则在于试验对象难以反映其天然条件下的性状和工作环境，抽样的数量也相对有限，可能导致所测结果严重失真。 因此岩土工程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的。 §3.1原位测试概念 3.1.1岩土工程原位测试概念 岩土工程原位测试是在工程现场，在不扰动或基本不扰动土层的情况下，通过特定的测试仪器对测试对象进行试验，并运用岩土力学的基本原理对测试数据进行归纳、分析、抽象和推理以判断其状态或得出其性状参数的综合性试验技术。 岩土工程原位测试是一种在工程现场，基本保持地基土的天然结构、天然含水量、天然应力状态的情况下测定地基土的物理-力学指标的试验方法。并根据这些物理力学指标，依据理论分析或经验公式评定岩土的工程性能和状态。 §3.1原位测试概念 3.1.2岩土工程原位测试特点 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，以祢补实验室测试的不足。 岩土工程原位测试的特点，一是对难以取得不扰动土样或根本无法采样的土层能通过现场原位测试获得岩土参数；二是能减少对土层的扰动；三是测得的土体体积大，代表性好。 同时还具有不用取样，样本数量大，快速，经济等特点。 §3.1原位测试概念 3.1.3岩土工程原位测试目的 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。 §3.1原位测试概念 3.1.4岩土工程原位测试应用 岩土工程原位测试一般应用于以下几个方面： 1.岩土工程勘察； 2.地基基础的质量检测； 3.基坑开挖的检测与监测； 4.岩体原位应力测试； 5.公路、隧道、大坝、边坡等大型工程的监测和监测。 6.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检测。 §3.1原位测试概念 岩土工程原位测试一般可以分成以下几类： 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。 §3.2原位测试分类 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。 §3.2原位测试分类 岩土工程原位测试目前的进展是： 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。 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。 §3.3原位测试进展 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Lugeon(刘让或吕荣)单位体制。此外，还研究了一些特殊的压水试