巖土工程測試與檢測技術(shù)

1、對當(dāng)前巖土工程檢測技術(shù)的研究摘要：在工程建設(shè)開始之前，需要對施工現(xiàn)場的地質(zhì)狀況進(jìn)行詳細(xì)的勘察和檢測，為工程的 設(shè)計(jì)和施工提供參考的依據(jù)。隨著工程建設(shè)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，對于巖土工程檢測的標(biāo)準(zhǔn)不斷 提高，需要保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和真實(shí)性，以提高工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。隨著時(shí)代 的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的檢測技術(shù)已經(jīng)無法滿足現(xiàn)有工程建設(shè)的需求，所以需要在技術(shù)水平以及 儀器設(shè)備方面不斷的提高和完善，確保工程建設(shè)的安全性。巖土工程測試領(lǐng)域非常廣泛，通 常包括巖土的原位測試技術(shù)、地基加固的檢驗(yàn)與檢測、樁基礎(chǔ)的測試與檢測、基坑工程檢測、 地下工程的檢測和監(jiān)控、邊坡工程檢測等。在巖土工程檢測工作中，主要存在兩方面的問

2、題： 一是存在樣抽樣隨機(jī)性較差，不能做到隨機(jī)、均勻抽檢，檢測抽樣的樣本代表性差；二是數(shù) 據(jù)處理不合理、盲目、隨意性較大，無法保證檢測成果的精度，給工程建設(shè)帶來安全隱患或 造成浪費(fèi)。關(guān)鍵詞：巖土工程檢測技術(shù)發(fā)展、八刖言最近幾十年，我國開始致力于巖土工程地基檢測技術(shù)的研究，通過實(shí)際動(dòng)手實(shí)踐，積累了大 量的操作經(jīng)驗(yàn)。但是，我國關(guān)于此方面技術(shù)的研究還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，無法達(dá)到生產(chǎn)生活的需要， 這不僅反映在巖土工程地基處理與巖土工程地基檢測的不協(xié)調(diào)上，還反映在其發(fā)展的落后性 上。究其根源，很大程度是應(yīng)為地方對此項(xiàng)技術(shù)的重視程度還不夠。更具數(shù)據(jù)采樣，可以得 出結(jié)論，大多數(shù)土建事故時(shí)有巖土工程地基問題所引起的。鑒于

3、此上情況，相關(guān)工作人員應(yīng) 該對現(xiàn)有的巖土工程地基檢測技術(shù)進(jìn)行翻新，不斷地與先進(jìn)科技進(jìn)行融合，使檢測方法具有 科學(xué)性，先進(jìn)性，標(biāo)準(zhǔn)型等特性。只有這樣，巖土工程地基檢測方法才能真正的微土建工程 服務(wù)，達(dá)到它本該達(dá)到的效果。如今科學(xué)技術(shù)的發(fā)展使得巖土工程中環(huán)境物理檢測技術(shù)有了 巨大的發(fā)展和飛躍，許多先進(jìn)技術(shù)比如巖土原位檢測技術(shù)、室內(nèi)土工試驗(yàn)以及巖體力學(xué)試驗(yàn)、 錨桿檢測技術(shù)等均被廣泛的應(yīng)用到巖土工程中，對人們充分了解巖土物理特性提供了有力的 技術(shù)支撐。巖土工程中環(huán)境物理檢測技術(shù)1.1室內(nèi)土工試驗(yàn)主要是分析和試驗(yàn)土的物理、化學(xué)以及力學(xué)等性能。目前，土工試驗(yàn)可以劃分為多種類 型，比如判別試驗(yàn)、化學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)

4、、物理性質(zhì)試驗(yàn)等等。在具體工程實(shí)踐中，土的化學(xué) 分析一般是可以省略掉的?；瘜W(xué)分析，主要是對土中石膏、易溶鹽以及難溶鹽碳酸鈣的 含量、離子交換量以及酸堿度等進(jìn)行測定。在巖土工程中，將礦物分析法應(yīng)用過來，可 以對粘土礦物類型進(jìn)行測定，通過化學(xué)分析，可以將礦物類型給確定下來，另外，還可 以將其他的一系列物理滑雪分析法給應(yīng)用過來，如差熱分析、X射線衍射分析等。在室 內(nèi)土工試驗(yàn)中，粒徑分析試驗(yàn)也是非常重要的一個(gè)方面。這種試驗(yàn)具體指的是對一定量 的土進(jìn)行烘干碾撒之后，進(jìn)行過篩和稱重，對各粒徑范圍內(nèi)土粒重的百分?jǐn)?shù)進(jìn)行確定等 等。如果土團(tuán)粒在2mm以內(nèi)，在水中充分浸潤和分散，就可以將2mm到0.1mm之間 的

5、細(xì)篩給得出來。如果細(xì)粒土在0.1mm 一下，那么要想對其粒徑含量進(jìn)行確定，就可 以將移液管法或者比重計(jì)法給應(yīng)用過來。有機(jī)結(jié)合篩分發(fā)、比重計(jì)法以及粒徑分析試驗(yàn) 等，通過實(shí)驗(yàn)，來對土樣的粒徑分布曲線供土分類給繪制出來。1.2巖體力學(xué)試驗(yàn)通過巖體力學(xué)試驗(yàn)，可以對常規(guī)力學(xué)指標(biāo)進(jìn)行測試，并且對巖體變形與破壞機(jī)理進(jìn)行分 析和研究。以單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)為例，巖體的單軸抗壓強(qiáng)度指的是在單向受壓直到破壞 的過程中，巖體試樣單位面積上承受的最大壓應(yīng)力，我們也可以將其簡稱為抗壓強(qiáng)度。 一般可以分為干抗壓強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度兩種類型，這種劃分依據(jù)是巖石含水狀態(tài)的差異。 通常情況下，在壓力機(jī)上直接壓壞標(biāo)準(zhǔn)試樣就可以將巖石的單軸

6、抗壓強(qiáng)度誤測出來，巖 石單軸壓縮變形試驗(yàn)也可以同時(shí)進(jìn)行。通過巖石單軸抗壓強(qiáng)度，可以對巖體強(qiáng)度進(jìn)行分 級，并且描述巖性。1.3巖土的原位測試技術(shù)一般情況下，巖土的原位測試指的是將現(xiàn)場地籍圖的天然結(jié)構(gòu)以及含水量和應(yīng)用狀態(tài)保 持下去，測定地籍圖的物理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)。借助于理論分析或者一些計(jì)算公式，來測 定物理力學(xué)指標(biāo)，對巖土的工程性能和狀態(tài)進(jìn)行評定。部分巖土工程因?yàn)橛兄^為復(fù)雜 的地質(zhì)條件、結(jié)構(gòu)條件和荷載條件，如果采用單純的理論家計(jì)算方法，無法對土體的應(yīng) 力一應(yīng)變變化進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)計(jì)，在室內(nèi)也無法對現(xiàn)場地層條件和荷載條件等進(jìn)行模擬。因 此，就可以通過原位試驗(yàn)，來提供更加可靠的資料。在對巖土工程進(jìn)行檢測和

7、監(jiān)測中， 非常重要的一種方法是原位測試，可以將巖土體的實(shí)際參數(shù)給獲取到，通常利用其來檢 測施工過程中或者加固處理地基之后，地基土的物理力學(xué)性質(zhì)及狀態(tài)變化情況。一般可 以將巖土的原位測試劃分為兩種類型，分別是原位實(shí)驗(yàn)和原位監(jiān)測，前者是對實(shí)際參數(shù) 進(jìn)行獲取，后者則是將施工控制和反演分析參數(shù)給提供出來。通過實(shí)踐研究表明，原位測試具有一系列的優(yōu)點(diǎn)，不會(huì)有過去取土樣遇到的困難出現(xiàn)， 可以對無法采取不擾動(dòng)土樣的土層進(jìn)行頂；試驗(yàn)是在原位應(yīng)力條件下進(jìn)行的，在采樣的 過程中，應(yīng)力釋放的影響可以得到有效的減小。在試驗(yàn)中，需要選用較大體積的巖土體， 有著較強(qiáng)的代表性。工作效率可以得到有效提高，進(jìn)而在較大程度上縮短課

8、勘探試驗(yàn)的 周期。雖然原位測試有著一系列的優(yōu)點(diǎn)，但是也有缺點(diǎn)存在，不同的原位測試有著不同的適用 條件，有著較強(qiáng)的針對性，如果采用了不恰當(dāng)?shù)姆椒ǎ蜁?huì)在很大程度上影響到結(jié)果的 準(zhǔn)確性。在統(tǒng)計(jì)關(guān)系的基礎(chǔ)上，通過原位測試，才可以將參數(shù)以及圖的工程性質(zhì)給得出 來。有諸多因素都會(huì)影響到原位的是結(jié)果，那么就無法對對策定制的準(zhǔn)確性進(jìn)行科學(xué)判 斷。通過試驗(yàn)表明，會(huì)有不一致的問題存在于原位測試中主應(yīng)力方向和實(shí)際巖土工程問 題中多變的主應(yīng)力方向之間。像靜力荷載試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)灌入試驗(yàn)、十字板剪切試驗(yàn)以及圓 錐動(dòng)力觸探試驗(yàn)等都是常見的原位測試。巖土工程檢測技術(shù)的發(fā)展2.1錨桿檢測手段錨桿檢測技術(shù)主要有常規(guī)檢測技術(shù)與超聲波

9、檢測技術(shù)等兩種。常規(guī)檢測技術(shù)的基本原理 是荷載對錨桿的壓力或者拉力，由于現(xiàn)代巖土工程的發(fā)展，要求檢測具有精度高、實(shí)時(shí) 性以及大面積動(dòng)態(tài)檢測的技術(shù)。超聲波檢測，即在對錨桿完整性檢測時(shí)，不破壞原巖土 的基本受力結(jié)構(gòu)，只通過利用一些輔助儀器設(shè)備、相關(guān)檢測技術(shù)手段和數(shù)據(jù)分析原理， 檢測錨桿在巖土中是否完整，是否存在一定的缺陷，并判斷出錨桿存在缺陷的類別、出 現(xiàn)缺陷的準(zhǔn)確部位以及缺陷的大小尺寸等，特別適用于巖土工程大面積檢測工程。（1）常規(guī)錨桿檢測技術(shù)常規(guī)錨桿檢測技術(shù)是一種依據(jù)靜力錨固質(zhì)量檢測的技術(shù)方法。又叫做拉撥試驗(yàn) 法。主要根據(jù)試驗(yàn)壓力計(jì)和唯一計(jì)所測得的數(shù)據(jù)信息，利用相應(yīng)轉(zhuǎn)換方式，整 理出相應(yīng)的錨固

10、桿在巖土中位移與荷載間的變化曲線，從而分析出巖土錨桿錨 固性能。常規(guī)檢測技術(shù)存在著一些缺陷，就是不能對大面積的進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測。 而且通過拉撥試驗(yàn)手段獲得的數(shù)據(jù)僅僅是錨固力的一個(gè)大概值，假設(shè)錨桿有異 常，也不能指出異常所在錨桿的具體位置，所以，拉撥試驗(yàn)法僅僅能判斷出錨 桿是否存在異常，卻不能檢測缺陷所在的具體位置。（2）超聲波檢測技術(shù)超聲波檢測技術(shù)是不破壞原巖土的受力結(jié)構(gòu)，應(yīng)用相關(guān)的檢測設(shè)備對錨桿進(jìn)行 檢測。在檢測時(shí)，對桿端進(jìn)行外力震擊，從而引起桿端的劇烈振動(dòng)，并產(chǎn)生沿 錨桿向桿底傳播的應(yīng)力波。如果應(yīng)力波的波形、波速、波峰值保持不變，在錨 桿中均勻傳播，則表明錨桿的完整性比較好。如果應(yīng)力波的波形、

11、波速、波峰 值發(fā)生變化，則表明沿錨桿長度方向上存在缺陷。由于超聲波檢測對錨桿不產(chǎn) 生破壞，所以特別適用于重要的巖土工程大面積檢測工程。2.2錨固錨桿應(yīng)力波超聲波檢測工作流程在進(jìn)行錨桿超聲波檢測數(shù)據(jù)分析之前：1）要對圍巖土地的基本地質(zhì)情況進(jìn)行考察；2） 在確定錨桿桿頭應(yīng)力的波速，利用檢測裝里采集反射波反射回來的數(shù)據(jù)，通過檢測裝備 反射波反射數(shù)據(jù)的采集，從而得到巖土中錨桿的長度、完整度等信息。因此，超聲波檢 測技術(shù)基于應(yīng)力波檢測的工作流程大致為：考察圍巖土地的基本地質(zhì)情況，確定應(yīng)力波 速，分析處理檢測儀器返回的數(shù)據(jù)。通過拉拔蘿抽檢試驗(yàn)、時(shí)域波形分析、頻譜分析以 及時(shí)頻頻諳分析等，從而最終得到錨桿的

12、準(zhǔn)確長度和完整度。在巖土工程中實(shí)施有效的監(jiān)測措施巖土工程的現(xiàn)場監(jiān)測就是以工程實(shí)際作為監(jiān)測的對象，在工程施工過程中對巖土土體以 及工程地質(zhì)結(jié)構(gòu)等進(jìn)行應(yīng)力變化等實(shí)施的監(jiān)測。實(shí)施現(xiàn)場監(jiān)控需要事先在工程巖土土體、 周圍環(huán)事中設(shè)定觀測監(jiān)控的點(diǎn)位還應(yīng)該設(shè)定一定的時(shí)間間隔。其主要的檢測內(nèi)容包括以 下幾個(gè)方面：（1） 在施工的過程中對巖土收到施工作用進(jìn)行檢測并測定各項(xiàng)荷載里的大小并檢測 在各類荷載的作用下巖體的反應(yīng)性狀；（2）對工程施工、運(yùn)營工程中結(jié)構(gòu)物進(jìn) 行監(jiān)測；（3）在工程施工過程中一定會(huì)對周圍的環(huán)境等造成影響規(guī)場檢測還包 括對環(huán)境影響程度的檢測包括對周圍地基加固性質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn)等。結(jié)語建筑工程中要選擇在地質(zhì)條件良好的場地上建設(shè)，但有時(shí)也不得不在地質(zhì)條件不良的地 基上進(jìn)行修建。因此，為了保證工程質(zhì)量往往需要通過現(xiàn)場測試對加固效果進(jìn)行嚴(yán)格的 監(jiān)測與檢測?，F(xiàn)場測試可以為工程設(shè)計(jì)提供依據(jù)；對施工過程進(jìn)行控制、檢驗(yàn)和知道； 為理論研究提供試驗(yàn)手段。但是現(xiàn)場測試在地基加固過程中需要注意下列問題：加固后 的現(xiàn)場測試應(yīng)在地基加固施工結(jié)束后，經(jīng)一定時(shí)間的休止恢復(fù)后再進(jìn)行；為了有較好的