岩土工程勘察中岩土测试问题分析

　　摘要:岩土工程测试技术不仅在岩土工程建设实践中十分重要，而且在岩土工程理论的形成和发展过程中也起着决定性的作用。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。
　　关键词:岩土测试，岩土工程勘察，分析
　　岩土工程测试技术一般分为室内试验技术、原位试验技术和现场监测技术等几个方面。在原位测试方面，地基中的位移场、应力场测试，地下结构表面的土压力测试，地基土的强度特性及变形特性测试等方面将会成为研究的重点，随着总体测试技术的进步，这些传统的难点将会取得突破性进展。虚拟测试技术将会在岩土工程测试技术中得到较广泛的应用。及时有效地利用其他学科科学技术的成果，将对推动岩土工程领域的测试技术发展起到越来越重要的作用，如电子计算机技术、电子测量技术、光学测试技术、航测技术、电、磁场测试技术、声波测试技术、遥感测试技术等方面的新的进展都有可能在岩土工程测试方面找到应用的结合点。测试结果的可靠性、可重复性方面将会得到很大的提高。由于整体科技水平的提高，测试模式的改进及测试仪器精度的改善，最终将导致岩土工程方面测试结果在可信度方面的大大改进。
　　一岩土工程勘察中岩土测试对样品的要求
　　岩土测试的结果即是参数需要反映岩土体的工程性状,这就要求样品必须符合要求。不符合要求的样品(如原状样变成扰动样)，即使是再高的仪器精度，测试工作人员再怎么努力，测试结果也是难以反映出原状土的性状。对工程的试验样品也有一些要求，具体如下：
　　（1）所取的样品需要应具有足够的代表性，也就是说所取的样品必须能代表并反映该岩、土体所在位置的工程性状及特征。
　　（2）要求在天然状态下测定各种参数的岩土试样，在采样时必须保证原来结构不受破坏扰动、含水率不改变，这点更为重要。结构扰动、含水量改变了试样，可以肯定测定结果不可能反映天然岩土体的工程性状。
　　（3）样品的规格、数量要满足各试验项目所需的要求。土常规试验一般要求土样直径>70mm、长200mm；岩石单轴抗压强度每一种试验状态(如天然、饱和、风干)要保证能制备3--6块φ50mm×100mm的标准试件。一些特殊性试验项目对试样规格、数量要求,应根据所采用的方法、仪器设备、样品本身最大颗粒直径而定，如岩石的三轴或抗剪断试验，三轴每组要制备φ50mm×100mm样品10～15件；抗剪断要制备:50mm×50mm×50mm样品8～12件。试样高度宜为直径的2～215倍，一般需要3～4个试样分别在不同周围压力下进行试验，才能确定C、φ值。可见采样时应根据土体中最大颗粒粒径的大小决定所取土样直径的大小和数量。
　　二岩土测试项目的确定及试验条件的选择
　　常规的试验项目，岩土技术人员、测试人员都比较熟悉，但是对于一些特殊性较高的测试项目，却不是人人都明白的。因此对于目前的一些建筑场地需要进行实验项目分析，如下：
　　2.1土工程试验中最为重要的项目之一就是固结即压缩试验土的固结试验，它是常规低压试验，同时也是具有特殊性的实验项目。为建筑物地基进行沉降计算提供重要参数是其主要目的。所以应根据不同的变形计算方法，不同的目的，选用不同的试验方法。
　　2．1.1当用一般有侧限压缩试验的压缩模量，按分层总和法进行沉降计算时，其试验最大荷级只要超过预计的土自重压力与附加压力之和即可。
　　2．1.2当采用考虑土层应力史的固结沉降时，试验的最大压力应满足绘制完整的e-l0gp曲线的需要。即应加至出现较长的直线段为止，以求得先期固结压力Pc、压缩指数CC、回弹再压缩指数CS，当需要考虑沉降速率时，应同时测定固结系数CV。
　　2．1.3当土层的各向异性显著(如薄层状淤泥、粉细砂反复互层出现)，需要了解在垂直荷载作用下，土层水平方向的排水固结情况。这种试验是在轴向压力下，试样上下两端不排水，而是在水平方向进行径向排水条件下进行固结过程，求得水平固结系数CH及水平渗透系数KH。必须采用多孔环刀切取土样，装入水平固结试验容器进行测定。
　　2．2抗剪强度试验土的抗剪强度与试验方法密切相关，其试验方法应根据所采用的计算方法(总应力法或有效力法)、施工速率和土的排水条件等而定。若为验算边坡稳定性和挡土墙、锚杆等支挡设计所进行的。
　　三压缩性试验参数的确定
　　压缩系数a是e-p曲线上某压力区间的斜率，它并不是一个常数。而是随所取压力区间的不同而不同。A1-2则是e-p曲线上固定100～200kPa压力区间的斜率，一般认为这个压力区间所确定的压缩系数能反映土的压缩特性，可作土性指标看待；当a1-2≥015MPa-1时称高压缩性土；当015>a1-2≥011MPa-1时称中压缩性土；当a1-2<011MPa-1时称低压缩性土。《工业与民用地基基础设计规范》TJ7-74中规定，在进行沉降计算时，压缩模量ES按式ES=(1+e1)/a1-2计算。由于近年来高层建筑的增多，原定义的a1-2与ES已不适用，用固定压力区间进行沉降计算结果与实际情况差异较大。国际改为a与ES，其中P1取土层自重压力，P2取自重加附加压力这个压力区间来计算，ES=(1+eo)/a。但同时仍保留a1-2作为评价地基压缩性的一个土性指标。可见若需测试单位提供ES时，必须提供地基将来附加应力及基础的埋深才能确定。
　　四地基土中某些特殊土的问题
　　（1）粉土粉土不属于现今的粘性土，它与粉砂有某些相近的性质，可能由于振动作用而发生液化，然而粉土又具有粘性土的某些性质，因其颗粒中含有少量的粘土，故具有微弱的粘聚力和可塑性。但是，粉土中的颗粒80%(或更多)是粉粒或极细砂粒，这些颗粒之间存在毛细水，则毛细压力可使土粒聚合在一起形成“假粘聚力”而呈现“假塑性”，使搓条法塑性试验不能真正反映这类土的可塑状态下限。而采用圆锥液限试验时，圆锥在15S内下沉常不稳定，表明这种液限试验对这类土也不太适用。可见其IP<10者，液、塑限试验并不准确
　　（2）玄武岩风化土吉林省南部地区公主岭市范家屯镇分布比较普遍，岩芯钻探揭示其风化层多呈褐黄色、灰绿色，色较杂。我国南部地区多呈红色，褐红色。土工试验资料表明，它具有更大的孔隙比多在115以上。若土层处于地下水位之下时，其孔隙充满水，含水率很大。按含水比及液塑比确定的承载力明显偏低，常常是在表上查不出来。取样不慎，扰动时结果离散性较大，与实际情况不符。实际上具有较高的承载力。对于这种特殊土承载力的确定，目前国家及地方规范还未做出统一规定。
　　结束语
　　随着建筑物类型越来越多样化、功能越来越复杂化又在地质条件复杂的地区进行施工的越来越多，因此对沿途测试的样品、项目确定和取值等等提出更为严厉的标准：同时设计、施工也对岩土工程勘察提出了一些新的要求。这就要求除了要进行勘察、测试、提供地质及岩土资料外，还需要根据工程的要求和岩土性状等条件，提出对策和施工方案。
　　参考文献:
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