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地質試驗原位檢測方法有哪些

發布時間:2023-03-31 03:05:40

1. 什麼是原位測試

現場原位測試是指在工程地質勘察碼鋒笑現場,在不擾動或基本不擾動地層的情況下對地層進遲含行測試,以獲得所測地層的物理力學性質指標及劃分地層的一種勘察技術。
比如:靜力觸探、動力觸探、旁壓試驗、十字板剪切試驗、靜力載荷試驗、標准貫入基亮試驗、現場剪切試驗。

2. 原位測試

一、原位測試技術在工程勘察中的作用

原位測試是在岩土體原來所處的位置基本保持岩土體的天然結構、天然含水量以及天然應力狀態下測定岩土的性能。

1.原位測試的優點

1)可以測定難以採取不擾動試樣的土層(如碎石土、砂土、流塑淤泥等)的有關工程參數。

2)避免采樣過程中應力釋放和結構擾動的影響。

3)原位測試的試樣體積遠比室內試樣大,因此代表性也強。

4)試樣體受力狀態更接近工程實際,試驗數據更具合理性。

5)可大大縮短勘探試驗的周期。

2.原位測試的不足之處

1)各種原位測試都有其適用條件,如使用不當則會影響其效果。

2)有些原位測試所獲得的參數與土的工程性質間的關系往往是建立在統計經驗關繫上。

3)影響原位測試成果的因素較為復雜(如周圍應力場、排水條件等),使得對測量定值的准確判斷造成一定的困難。

4)原位測試的主應力方嚮往往與實際岩土工程問題中的主應力方向並不一致。

5)某些原位測試設備復雜、龐大。

因此,土的室內試驗與原位測試,二者各有其技術優勢,在全面研究岩土體的各項性狀中,二者不可偏廢,而應相輔相成。

隨著科學技術的進步,原位測試的理論、方法和儀器設備必將有更大的發展和提升,原位測試在工程勘察中將會發揮越來越大的作用,其介入的深度和廣度會更加充分。可以說,原位測試手段是工程勘察技術進步的發展方向,也是勘察技術更加成熟的標志。

二、原位測試方法

岩土體的原位測試方法很多。隨著岩土工程技術和計算機技術的不斷發展,新的原位測試理論、儀器設備和試驗方法不斷出現,使得岩土工程原位測試技術在工程實踐中越來越受到重視。

在工程中經常採用的原位測試方法見表2-2-69至表2-2-71。

表2-2-69 岩體原位測試方法

表2-2-70 土體原位測試方法

表2-2-71 水文地質原位測試方法

續表

由於原位測試是勘察工作的重要和必不可少的技術手段,所以有關工程勘察的規程規范,都有關於原位測試的技術要求和工作方法。不同的原位測試方法適用於不同的工程和地質條件,取得的岩土參數也有側重。表2-2-72為部分測試方法的適用范圍。

表2-2-72 原位測試方法適用范圍

三、原位測試在深圳地區的應用

自建立特區始,原位測試一直是深圳工程勘察的一個重要手段。1980年,便有專門的原位測試隊隨勘察隊伍進入深圳,在大量工程勘察項目中使用原位測試手段。1983年,航空部綜合勘察單位用原位測試手段對花崗岩殘積土進行了系統的研究,得出了花崗岩殘積土的含水量、變形模量的確定方法,揭示了花崗岩殘積土本應具有的較高承載力。1985年,地質礦產部「深圳市區域穩定性評價」編寫組在區內多處進行地應力測量,為區域穩定性分析提供了可靠資料。而後的二十多年中,深圳市的勘察單位在軟土地基勘察中使用十字板剪切、靜力觸探、旁壓、螺旋板載荷試驗等方法測定軟土特性,用標准貫入試驗判定花崗岩風化程度、砂土液化,用平板載荷試驗判定地基加固處理的效果等等。近年來引進扁鏟側脹試驗等新方法。可以說,原位測試是工程勘察工作常規的、不可缺少的手段。

(一)金城大廈挖孔樁孔底平板載荷試驗

羅湖區金城大廈共6棟26層塔式住宅樓,建築面積約58000m2,採用框架剪力牆結構體系。每座塔樓總荷重達2萬余噸,基底壓力達50t/m2。擬建場地地質條件復雜,有數條高傾角破碎帶通過,局部破碎帶深度40~50m,勘察工作進行於1981年。

時值特區建設初期,羅湖區開始動工興建的幾棟高層建築均採用1.0m直徑的沖孔灌注樁,以微風岩為樁端持力層。如果金城大廈採用此類樁型,不僅樁距過密且不少樁長超過50m。經過詳細的技術方案比較,金城大廈決定採用大直徑挖孔灌注樁基礎,以強風化岩為樁端持力層。由於當時國內對強風化岩的樁端承載力的取值並無成功經驗可以參考,僅就強風化岩的原位載荷試驗的資料也不多,可資利用的資料極少。為了准確獲取強風化岩的極限承載力和變形模量作為樁基設計參數,由深圳市勘察設計聯合公司設計四室提出要求,深圳市房地產公司資助,在市建委總工程師室、羅湖工程建設指揮部的直接領導下,委託冶金部建築研究單位進行強風化岩的載荷試驗工作。

試驗在工程樁內進行,以樁孔護壁加反力梁作為反力裝置,採用遙控高壓加荷,應變自動記錄系統和閉路電視監視現場試驗情況。圓形壓板面積1225mm2和1250mm2

1982年4月開始試驗挖孔施工,5月5日開始安裝試驗設備,5月15日完成2個樁位、3種深度的強風化岩的載荷試驗,試驗結果見表2-2-73。

表2-2-73 金城大廈強風化岩載荷試驗成果

(二)羅湖山風化岩平板載荷試驗

1983年11月,受深圳火車站建設有限公司的委託,根據香港胡應湘設計事務所對擬建聯檢大樓挖孔樁底強-中風化千枚岩作載荷試驗的要求,以研究其承載力及變形特徵,深圳市勘察設計聯合公司勘察經理部在羅湖山(現已挖平)進行了4處平板載荷試驗。

試驗在羅湖山工事洞內進行,以洞頂作為反力裝置,採用FQ100型分離式油壓千斤頂施加垂直壓力,加荷壓力值由標准壓力表觀測,沉降值由百分表量測。圓形壓板面積800cm2,試驗結果見表2-2-74。

表2-2-74 羅湖山強-中風化千枚岩平板載荷試驗成果

通過上述兩處7點的載荷試驗結果,對強風化岩和中風化岩能否作為樁基持力層及其承載能力和變形特性有了新的認識。編制提出了深圳特區不同風化程度基岩的樁基容許端承力表(表2-2-75)。該表在1984年開始試行的《深圳地區鋼筋混凝土高層建築結構設計試行規程》(SJG 1-84)被採納編入規程中,後繼續編入《深圳地區建築地基基礎設計試行規程》(SJG 1-88)中。

表2-2-75 深圳特區樁基基岩容許端承力表 kPa

應該注意到,兩處載荷試驗的圓形壓板面積都不大,試驗點板下平面直徑遠大於壓板直徑的3倍。所以說,兩處載荷試驗機理仍屬於淺層載荷板試驗,試驗結果一般用於天然地基的計算,用於樁端承載力的確定,理論上是偏安全的。

(三)花崗岩殘積土的試驗研究

花崗岩殘積土用常規土工試驗所得到的孔隙比大、壓縮系數大、壓縮模量小的特徵,從而出現按常規程試驗指標查表求承載力偏低的結果,與實際情況相差較大。在特區建立伊始,就開始了利用原位測試手段對花崗岩殘積土的研究。首先由航空部綜合勘察單位將原位測試手段運用在上步工業區、上海賓館和白沙嶺住宅區的勘察工程中,繼而有華新小區花崗岩殘積土的試驗研究。在這些項目的勘察研究中,除鑽探、取樣外,採用了一定數量的平板載荷、旁壓、標准貫入和靜力觸探等試驗。華新小區的載荷試驗在井內進行,以井孔護壁加鋼梁作反力裝置,油壓千斤頂施加垂直荷載,位移感測器量測沉降值。圓形壓板面積為2500 cm 2,試驗井旁另設降水井。綜合各項試驗成果,見表2-2-76,77。

應該說明,下表僅說明採用多種原位測試手段可以更全面地了解土的特性。表中數值不宜作為具體工程引用。

通過數個工程的試驗研究,證實花崗岩殘積土具有較高承載能力和總體變形較小。航空部綜合勘察單位提出了花崗岩殘積土變形模量(Eo)與標准貫入擊數的關系式:

Eo=2.2N(MPa)

上式被《深圳地區建築地基基礎設計試行規程》(SJG 1-88)採用,並列入規程條文中。根據大量標准貫入擊數與現場土的狀態及礦物風化程度的對比,深圳市勘察測量單位提出以標貫擊數50擊(修正後)作為花崗岩殘積土和強風化岩的界線標准。這一標准也列入SJG 1-88規程中。此後,通過大量工程實踐,現行《岩土工程勘察規范》(G B 50021-2001)規定花崗岩類岩石按標准貫入擊數(不修正)劃分風化程度,N大於等於50為強風化岩;N小於50,大於等於30為全風化岩;N小於30為殘積土。

表2-2-76 上步工業區殘積土礫質黏性土原位測試綜合簡表(1983年)

表2-2-77 華新村殘積土礫質黏性土原位測試綜合簡表(1985年)

(四)地應力測量

1985年,地質礦產部「深圳市區域穩定性評價」編寫組,為了取得區內地應力狀態的資料,採用壓磁電感法和水壓致裂法,進行了區內地應力測量。壓磁電感法使用SYL-2數字壓磁應力代和卧式圍壓率定機等設備,水壓致裂法使用定向印模器確定壓裂方向。測量結果見表2-2-78,2-2-79。

表2-2-78 1985年深圳市壓磁電感法地應力測量結果一覽表

表2-2-79 1985~1986年深圳經濟特區水壓致裂法地應力測量結果一覽表

(五)軟土地基勘察的原位測試

因為軟土(淤泥和淤泥質土)很難取得保持自然狀態的試樣,更難以保證試樣在運輸、保存和試驗過程中不被擾動破壞,所以用原位測試手段(主要是靜力觸探和十字板剪切)來確定軟土的工程特性,並與室內試驗結果互為補充和印證,就顯得尤為重要。特別是由於軟土的不均勻性,常夾有薄層的粉細砂,採用靜力觸探試驗方法,可以從上而下獲得連續的貫入(強度)參數。深圳有大面積的軟土分布,在保稅區、深圳機場、後海前海填海工程等大面積開發區域,工程勘察單位在軟土地基上作了數量可觀的原位測試工作,獲得了大量試驗數據,為軟基的加固處理提供較為准確的設計參數。以後海深港西部通道工程勘察為例,在採取大量土樣進行室內試驗,獲得了淤泥的物理指標和力學特性(抗剪強度、固結系數等)的同時,進行了相當數量的靜力觸探和十字板剪切試驗。試驗結果見表2-2-80,2-2-81。

表2-2-80 淤泥靜力觸探試驗結果

表2-2-81 淤泥十字板剪切試驗結果

在大面積軟基加固處理的工程中,處理前和處理後原位測試工作更是不可缺少的,並以此判斷加固處理的時效和質量。

3. 評定碎石土地層的承載力時,應採用什麼原位測試方法

原位測試:在岩土層原來所處的位置,基本保持的天然結構,天然含水量以及天然應力狀態下,測定岩土的工程力學性質指標。原位測試包括靜力觸探、動力觸探、標准貫入試驗、十字板剪切、旁壓試驗、靜載試驗、扁板側脹試驗、應力鏟試驗、現場直剪試驗、岩體應力試驗、岩土波速測試等。用載荷試驗確定地基承載力時,承壓板面積不宜小於0.5平米 。承載力基本值的選用,應根據壓力和沉降、沉降與時間關系曲線的特徵,結合地區經驗取值。具體的取值就要看你是什麼基礎,什麼岩土。

4. 什麼是工程地質原位測試要測試岩土力學性質及地基強度,可採取哪些原位測試方法

工程地質原位測試是指在工程地神態耐質勘查中,在不擾動土和基本不游春擾動土層的情況下對土進行測試,以獲得所測土層的物理力學性質指標,來劃分土層的一閉橋種土工勘測技術。土力學性質試驗的方法較多,在一般粘性土和無粘性土地基中,常用載荷試驗和鑽孔旁壓試驗來測定土體的變形模量和承載力;而在軟土地基中,常採用十字板剪力試驗來求得土層的抗剪強度指標;用標准貫入試驗或靜力觸探試驗來測得地基土承載力。

5. 地基場原位測試有哪七種方法

1.靜力承載試驗,
2.靜力觸探,
3.圓錐動力觸探,
4.標准貫入試驗,
5.旁壓測試,
6.原位剪切試驗,
7.波速試驗。

6.  土的原位測試技術的種類

土的原位測試方法很多,但可以歸納為下列兩類:

(1)土層剖面測試法(logging or stratigraphic profiling methods)。它主要包括靜力觸探、動力觸探、土的壓入式板狀膨脹儀測試及電阻率法等。土層剖面測試法具有可連續進行測試、快速、經濟的優點。

(2)專門測試法(specific test methods)。它主要包括載荷測試、旁壓測試、標准貫入測試、抽水和注水實驗及十字板剪切測試等。土的專門測試法可得到土層中關鍵部位土的各種工程性質指標,精度高,測試成果可直接供設計部門使用。其精度一般可超過鑽探和室內試驗成果的精度。土的專門測試法和土層剖面測試法,經常配合使用,點面結合,既提高了勘測精度,又加快了勘測進度。表1—1為土的各種原位測試技術方法及其適用范圍和所得指標的精度。此表基本按測試價格由低到高排列。前半部基本為剖面法,後半部基本為專門測試法。

從表1—1中可以看出,土的原位測試技術種類較多,且都有一定的適用范圍,應根據實際情況加以選用。其中,靜力觸探測試和旁壓測試應用得最廣,精度也高,將重點加以介紹。

表1—1土的原位測試技術的適用范圍及精度一覽表

續表

註:A—很適用;B—適用;C—精度較差;——不適用;U—土的孔隙水壓力;φ—土的內摩擦角;Cu—土的不排水抗剪強度;Dt—砂土相對密度;Co—土的壓縮系數;Cv—粘土固結系數;K—土的滲透系數;G—土的剪切模量;E—土的壓縮模量;K0—土的側壓力系數;OCR—土的超固結比。

在以後的章節中,每章按先概述後談細節的統一寫法貫穿始終。概述中主要寫每種測試技術的發展史,國內外應用概況、種類及優缺點,以便讀者對該測試技術有一總體了解。細節部分寫每一種測試技術的方方面面,深入細致地論述各種問題,以便讀者通過閱讀可指導實踐,學會應用或研究問題。細節部分寫作順序是測試基本原理、設備、操作要點、成果整理、影響測試成果精度的主要因素及相應的操作注意事項及對策,以及工程應用。

無數實踐經驗和理論計算證明,土的工程性質試驗成果和精度,會因土類、狀態、試驗方法和技巧的不同而有較大出入。在測試方法中,以原位測試方法最為可靠,所求測試成果精度最高。工程設計中的土工計算成果的可靠性,主要取決於所選計算參數(土的工程性質測試指標)的准確性,所選參數精度的重要性遠比所選的計算方法要重要得多。因此可以說,在工程勘察中,不進行原位測試是沒有質量保證的;特別是在大型工程勘察中,它是不可缺少的手段。有了高質量的原位測試成果,才能進行可靠的工程設計,既不過於保守,浪費大量資金,又不過於冒險,造成安全問題。所以原位測試技術受到越來越大的重視。以全國性勘察規范和地基基礎設計規范為例,自1974年11月1日起試行的全國通用的《工業與民用建築地基基礎設計規范》(TJ7-74)只在附錄中列進了觸探試驗與單樁的靜載荷試驗要點,只在正文中「容許承載力」一節提到載荷試驗與觸探試驗。自1978年5月1日起試行的全國通用的《工業與民用建築工程地質勘察規范》(TJ21-77)在正文中列進了觸探、載荷和十字板試驗,並在附錄中第一次列出靜力觸探試驗要點,並較多地列出了單橋靜力觸探與動力觸探指標與土的主要力學性質指標的關系。自1990年1月1日起施行的國家標准《建築地基基礎設計規范》(GBJ7-89)在附錄中增設了地基土載荷試驗要點、岩基載荷試驗要點、標准貫入與輕便觸探試驗要點,與(TJ7-74)規范比較,原位測試比重增加了。自1995年3月1日起實施的《岩土工程勘察規范》(GB500 21-94)第一次將原位測試單獨列為一章,計有載荷試驗、靜力觸探試驗、圓錐動力觸探試驗、標准貫入試驗、十字板剪切試驗、旁壓試驗、現場剪切試驗、波速測試、岩體原位應力測試及塊體基礎振動測試。絕大部分為土體原位測試,本書都已包括。該規范中的原位測試技術比重已遠遠超過(TJ21-77)規范,並對各項測試技術的適用范圍、儀器主要部件的規格、測試要點、成果分析與應用等作了規定。此外,自80年代後期以來,各項原位測試技術規程也陸續出台,主要有原水電部《土工試驗規程》(SDI28-86)第二分冊(原位測試部分),鐵道部《靜力觸探技術規則》(TBJ37-93),建設部《PY型預鑽式旁壓試驗規程》(JGJ69-90)等行業標准。從以上資料可以看出,原位測試技術的重要性正在逐漸被廣泛承認,測試技術逐漸成熟,相應法規日趨完善,它將發揮越來越大的作用。

在閱讀本書過程中,對初學者來說,建議既要掌握測試方法,又要懂得原理和應用。因為學會測試方法,才會使用儀器設備進行工程勘察和研究;懂得了原理和影響精度的因素,才能提高測試精度和靈活運用,避免測試的盲目性;懂得成果的應用才是原位測試的目的所在,也是指導測試的原則。對於技術人員和研究人員,書中大量公式和圖表可供參考,原理、問題討論及影響測試精度的因素等提供了深入研究的空間,也會使讀者從中受益。

7. 原位測試名詞解釋

解釋如下:

原位測試的意思是在岩體、土體所處的原位置,保持其原有結構、含水率和應力狀態,遵循技術程序,直接或間接測定岩土的工程特性及參數的技術操作。常用的原位測試方法有:載荷試驗、靜力觸探試驗、旁壓試驗、十字板剪切試驗、標准貫入試驗、波速測試及其他現場試驗。

簡介:

優點:可以測定難於取得不擾動土樣的有關工程力學性質;可避免取樣過程中應力釋放的影響;影響范圍大,代表性強。

缺點:各種原位測試有其適用條件;有些理論往往建立在統計經驗的關繫上等。影響原位測試成果的因素較為復雜,使得對測定值的准確判定造成一定的困難。

8. 工程地質勘察中原位測試方法常見的有哪幾種

淺層平板靜力載荷試驗、深層螺旋板載荷試驗、靜力觸探試驗、動力觸探試驗(輕型、重型、超重型)、標准貫入試驗、原位十字板剪切試驗、旁壓試驗、扁鏟側脹試驗、大型直接剪切試驗、波速測試試驗、抽水注入試驗。這些是土體中會用的測試。岩體原位測試方法又不一樣了。

9. 誰知道原位檢測方法

軟土地區工程地質勘察應增加原位測試工作量,其布置應與鑽探、室內試驗的配合和對比,以提高勘察質量。原位測試成果的使用應考慮地區性和經驗性。

原位測試一般包括靜力觸探試驗、十字板剪切試驗,標准貫入試驗、旁壓試驗、載荷試驗及波速試驗等。選用原位測試方法應以土層情況、設計參數的要求以及建築物等級等因素確定。



樓主的問題太模糊,只找到了這些資料。

原位測試的定義也很寬泛,都是研究學科的術語。

10. 工程土體現場原位實驗的方法有哪幾種

種類非常多,現僅提供國家認可,並錄入國家規范的幾種:
1、載荷試驗;
2、模襪返靜力觸探試驗;
3、圓錐動力觸探試驗;
4、標准貫入試驗;
5、十字板剪切試驗;
6、旁壓試驗;
7、扁鏟側脹試驗;
8、現場直接剪切旦飢試驗;
9、波速測試;
10、岩體原位應力測試;
11、好讓激振法測試

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