原位測試技術(shù)在碳質(zhì)頁巖中應(yīng)用

1、原位測試技術(shù)在碳質(zhì)頁巖中應(yīng)用摘要：標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)是一種國際通用的原位測試 方法，通過在碳質(zhì)頁巖中進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)，經(jīng)數(shù)理統(tǒng)計(jì)得 出的試驗(yàn)成果，說明在碳質(zhì)頁巖中進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)研究是 可行的。關(guān)鍵詞：標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn) 數(shù)理統(tǒng)計(jì)碳質(zhì)頁巖中圖分類號(hào)：s611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a1前言原位測試技術(shù)包括載荷試驗(yàn)、十字板剪切試驗(yàn)、靜力觸 探試驗(yàn)、圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、旁壓試驗(yàn)等。 本文中主要研究的是標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)在碳質(zhì)頁巖中的應(yīng)用。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)英文名稱是standardpenetrationtest, 國際上通稱spt；于上世紀(jì)二十年代起源于歐洲；到四十年 代末，terzaghi和peck對二十多年的應(yīng)用進(jìn)行

2、總結(jié)，提出 了一系列與巖土參數(shù)相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)公式，并制定出相應(yīng)的設(shè)備 標(biāo)準(zhǔn)。我國從上世紀(jì)七十年代初開始大規(guī)模普遍使用spt, 目前在國內(nèi)幾乎所有的工程勘察系統(tǒng)，spt都已成為一種不 可缺少的原位測試手段，其設(shè)備規(guī)格與試驗(yàn)方法與國際上通 用的標(biāo)準(zhǔn)基本一致，在多年的理論研究和實(shí)踐基礎(chǔ)上，根據(jù) 我國地質(zhì)條件特點(diǎn)，建立了不少spt應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)公式。該技術(shù)在國內(nèi)多用于砂類土和粘性土范圍，在碳質(zhì)頁巖 中的應(yīng)用則很少。在深圳市寶荷高速公路跨龍崗河橋勘察工 程，把spt應(yīng)用到碳質(zhì)頁巖的研究中，并取得了很好的效果。2.在碳質(zhì)頁巖中進(jìn)行spt的由來龍崗橋的地質(zhì)環(huán)境為湘中測水組的砂、頁巖互層地層， 是早石炭世晚期海退時(shí)形成

3、濱海沼澤而發(fā)育形成的一套海 陸交互相煤系地層。砂巖、碳質(zhì)頁巖互層在遭受長期風(fēng)化營 力作用下，形成了夾層風(fēng)化及由上而下風(fēng)化不均的殘積土和 風(fēng)化巖。因?yàn)樵谕庥^形態(tài)上風(fēng)化巖和殘積土很相近，而且野 外地質(zhì)人員往往根據(jù)肉眼判別碳質(zhì)頁巖及其殘積土，出于安 全考慮，所以地質(zhì)人員會(huì)把碳質(zhì)頁巖定得很厚，這樣與實(shí)際 情況會(huì)有一定出入。在spt同時(shí)，可以采取到樣品，這是spt 的獨(dú)到之處，是其他測試方法所不具備的功能。對貫入器內(nèi) 取出的樣本，除觀察描述其性狀外，亦可進(jìn)行含水量、塑液 限或顆(篩)分試驗(yàn)，為綜合劃分地層提供依據(jù)。由于基巖 埋深較深，設(shè)計(jì)單位提出是否能把樁基置于碳質(zhì)頁巖中。鑒 于上述原因，為了準(zhǔn)確的劃分

4、碳質(zhì)頁巖及其殘積土，故而把 spt引入到碳質(zhì)頁巖的研究中。3試驗(yàn)原則及操作為了能真實(shí)、準(zhǔn)確研究巖石的性質(zhì)，制定以下試驗(yàn)原則:(1) 受設(shè)備性能和操作熟練程度的控制，保持貫入速 度控制在510秒/擊。(2) 按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)要求，一次貫入的深度為15cm預(yù)打和 30cm貫入，共計(jì)45cm。但當(dāng)試驗(yàn)孔出現(xiàn)坍塌或縮孔，貫入 深度就要加大，造成試驗(yàn)器械的摩擦力和阻力加大，使擊數(shù) 增高。所以，要保持孔底干凈不擾動(dòng)。（3）遇到碳質(zhì)頁巖及其殘積土必須進(jìn)行試驗(yàn)，這樣可 減少實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的離散性和增大實(shí)驗(yàn)樣本容量。（4）先取樣然后進(jìn)行spt （簡稱一對一取樣），減少巖 土參數(shù)隨深度的變異性和與土工試驗(yàn)結(jié)果對比。（5）嚴(yán)格

5、按照spt規(guī)范和上述試驗(yàn)原則要求，結(jié)合巖 芯鉆探，由野外地質(zhì)人員對spt取樣進(jìn)行野外現(xiàn)場鑒定。在 龍崗橋工程勘察中，對碳質(zhì)頁巖及其殘積土共計(jì)進(jìn)行了 130 次標(biāo)貫，土工試驗(yàn)取樣100組，其中一對一取樣82組。下 面就對這82組具有關(guān)聯(lián)的土樣的土工試驗(yàn)結(jié)果與spt數(shù)據(jù) 進(jìn)行分析。4測試資料的整理、分析巖石隨風(fēng)化程度的加劇，其孔隙比勢必增大，強(qiáng)度和彈 性模量將明顯降低。（1）對所有實(shí)測標(biāo)貫擊數(shù)n，按公式n二an,進(jìn)行修 正。本文后面提到的標(biāo)貫擊數(shù)皆為經(jīng)桿長修正后的標(biāo)貫擊 數(shù)。桿長修正系數(shù)按表1進(jìn)行取值，區(qū)間值按內(nèi)插法進(jìn)行取 值。表1 spt桿長修正系數(shù)表圖1 ne散點(diǎn)圖(3)對三個(gè)散點(diǎn)密集區(qū)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)與土工試驗(yàn) 成果進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)。因?yàn)槭前匆粚σ蝗拥姆椒ㄈ?，所?試樣的巖土參數(shù)的變異特征應(yīng)為均一型，即6<0.3o在統(tǒng) 計(jì)過程中剔除了部分異常值，并結(jié)合野外現(xiàn)場對標(biāo)貫取樣的 地質(zhì)鑒定進(jìn)行綜合對比分析。統(tǒng)計(jì)分析成果見表2o從表2 中空隙比e和野外鑒定，