提高巖土工程地質(zhì)測試與試驗(yàn)的準(zhǔn)確度措施

張 麗，孫會(huì)菊，蘇靖玲

（西南有色昆明勘測設(shè)計(jì)（院）股份有限公司，云南 昆明 650051）

在我國建筑行業(yè)不斷發(fā)展的背景下，地質(zhì)工程也在隨之發(fā)展，其中最為重要的是巖土工程地質(zhì)測試與試驗(yàn)工作。巖土工程地質(zhì)測試領(lǐng)域廣泛、過程復(fù)雜。隨著時(shí)代的發(fā)展，行業(yè)對巖土工程地質(zhì)測試結(jié)果的準(zhǔn)確性要求越來越高，我們需要不斷提高并完善巖土工程地質(zhì)測試技術(shù)[1]。

1 測試和實(shí)驗(yàn)巖土工程地質(zhì)的必要性

國民經(jīng)濟(jì)水平不斷提高，人們對建筑行業(yè)的要求標(biāo)準(zhǔn)也有所提高。現(xiàn)階段，建筑行業(yè)快速發(fā)展過程中，對巖土地質(zhì)的勘察是其中必不可少的環(huán)節(jié)，巖土工程地質(zhì)的測試和實(shí)驗(yàn)是極其重要的手段，此手段對巖土工程地質(zhì)的勘察起決定性的作用，可以形成基本的巖土工程理論，在對巖土工程地質(zhì)進(jìn)行深入分析時(shí)廣泛應(yīng)用此理論，保證建筑工程的安全。現(xiàn)階段在對巖土工程地質(zhì)勘察過程中，我們主要使用取樣技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化和建立測試資質(zhì)認(rèn)定制度兩種方法。在使用取樣技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化過程中，因?yàn)楫a(chǎn)生巖土的樣品質(zhì)量不過關(guān)、沒有確定標(biāo)準(zhǔn)、也沒有與國際交軌，質(zhì)量效果不明顯等一系列的問題。所以得出的數(shù)據(jù)結(jié)果并不可靠，為解決這些問題需要專業(yè)的工作人員建立測試資質(zhì)認(rèn)定制度，完善巖土工程行業(yè)的發(fā)展。但在實(shí)施過程中我們要以巖土工程行業(yè)影響及其經(jīng)濟(jì)發(fā)展為依據(jù)，根據(jù)實(shí)際墻框分析，在進(jìn)行測試巖土工程地質(zhì)時(shí)要做好細(xì)節(jié)工作，提高建筑工程的安全性以及穩(wěn)定性[2]。

2 巖土工程地質(zhì)測試和實(shí)驗(yàn)過程中選取的對象

對象主要是地質(zhì)體，地質(zhì)體的主要構(gòu)成是巖石、水和土等，其本身具有形態(tài)結(jié)構(gòu)。因?yàn)榈刭|(zhì)體大多數(shù)是分布在地質(zhì)環(huán)境中，由于其分布不均勻，所以建筑工程也就有著較大的不均勻性。從地質(zhì)材料本身來看，建造過程中材料和成因兩者密不可分，同時(shí)與環(huán)境緊密聯(lián)系，但是環(huán)境并不是一成不變的，所以在地質(zhì)構(gòu)造中也有不均勻性，內(nèi)置的整體結(jié)構(gòu)也具有豐富的復(fù)雜性，抵制的結(jié)構(gòu)和組成成分都會(huì)發(fā)生變化。所以在進(jìn)行測試和實(shí)驗(yàn)時(shí)，要現(xiàn)場取樣，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，同時(shí)也需要采取原位實(shí)驗(yàn)，可以保證測試巖土工程地質(zhì)時(shí)能夠順利進(jìn)行，根據(jù)土質(zhì)的實(shí)際情況進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。同時(shí)在選取樣本時(shí)一定要使樣本具有代表性，可以根據(jù)科學(xué)合理的統(tǒng)計(jì)進(jìn)行計(jì)算，保證實(shí)驗(yàn)的規(guī)范性。

3 巖土工程地質(zhì)測試和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)狀

3.1 勘察地質(zhì)探點(diǎn)分布不合理

因在對巖土工程地質(zhì)進(jìn)行測試和實(shí)驗(yàn)時(shí)，涉及到的內(nèi)容復(fù)雜繁瑣，并且有較大的變動(dòng)性，所以在進(jìn)行測試和實(shí)驗(yàn)時(shí)，會(huì)使地質(zhì)的探點(diǎn)分布不合理。其中主要問題是，在勘察時(shí)設(shè)計(jì)方法會(huì)有所變動(dòng)，從而導(dǎo)致測試的結(jié)果質(zhì)量沒有保證。同時(shí)在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)選取的巖土樣本并沒有根據(jù)技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化選擇，就會(huì)導(dǎo)致選取的樣板不規(guī)范，沒有代表性，勘察周期縮短，不能保證測試數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性，影響勘察地質(zhì)的結(jié)論[3]。

3.2 運(yùn)用信息技術(shù)時(shí)覆蓋不全面

現(xiàn)階段是信息快速發(fā)展的時(shí)代，在對巖土工程地質(zhì)勘察過程中，運(yùn)用信息技術(shù)可以提高對巖土工程地質(zhì)的測試以及實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。但是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)并沒有開發(fā)勘察巖土工程地質(zhì)的相關(guān)軟件，或者并沒有進(jìn)行全面性的開發(fā)。進(jìn)而導(dǎo)致我國在勘察巖土工程地質(zhì)時(shí)，方法較為單一，并不能發(fā)揮勘察效果，影響開展勘察過程中與施工方面的交流，導(dǎo)致信息數(shù)據(jù)處理時(shí)達(dá)不道預(yù)期效果。

3.3 運(yùn)用勘察體系無明顯效果

由于巖土工程地質(zhì)勘察與其設(shè)計(jì)內(nèi)容具有豐富性的特點(diǎn)，所以在勘察過程中會(huì)產(chǎn)生一些不確定的因素，例如當(dāng)?shù)氐乃沫h(huán)境以及地形地貌或者交通環(huán)境等。現(xiàn)階段我國并沒有完善的勘察巖土工程地質(zhì)的機(jī)制，所以我國勘查體系在對這些信息進(jìn)行分析采集的過程中效果并不明顯。如果勘察隊(duì)伍中對新興的勘查技術(shù)沒有熟練掌握，再加上信息無法及時(shí)交流，會(huì)對勘察的效果產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

4 巖土工程地質(zhì)測試與實(shí)驗(yàn)的方式及其優(yōu)缺點(diǎn)

4.1 實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)的發(fā)展歷程本身較長，相關(guān)的實(shí)驗(yàn)室技術(shù)也相對成熟，還具有豐富的實(shí)驗(yàn)室經(jīng)驗(yàn)，所以我國在勘察巖土工程地質(zhì)測試與實(shí)驗(yàn)過程中，運(yùn)用最廣泛的實(shí)驗(yàn)方法是實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是在勘察過程中可以盡快掌握排水條件及其邊界條件，而且在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室之前可以先進(jìn)行虛擬化實(shí)驗(yàn)。如果是小應(yīng)變，則整個(gè)土壤中的應(yīng)變場是單一的，另外還有物理學(xué)的性質(zhì)，這種性質(zhì)也被業(yè)界的相關(guān)人員所認(rèn)可。但是實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)也有其缺點(diǎn)，在對土壤進(jìn)行選樣時(shí)，選取的樣品可能與實(shí)際環(huán)境有所差異，樣品不具有代表性，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)受到干擾，同時(shí)對樣品的尺寸也沒有合理的把握，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致力學(xué)指標(biāo)嚴(yán)重失真，實(shí)驗(yàn)過程不僅會(huì)花費(fèi)大量的時(shí)間，同時(shí)還會(huì)消耗大量的體力。要想降低實(shí)驗(yàn)的缺點(diǎn)，在實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)過程中可以采用原位測試技術(shù)，此技術(shù)可以提高測試巖土工程地質(zhì)的準(zhǔn)確性。

4.2 原位測試

在測試和實(shí)驗(yàn)巖土工程時(shí)，必須要對地質(zhì)進(jìn)行勘察，在勘察過程中，不能對巖土層產(chǎn)生干擾現(xiàn)象，對巖土層采取相應(yīng)的測試，從而可以獲得相關(guān)的力學(xué)指標(biāo)。這一勘查技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是在現(xiàn)場勘查時(shí)，需要對地質(zhì)取樣，若巖土的體積過大，可以更好地將巖土的宏觀展示出來，在節(jié)省同時(shí)還方便快捷。但是這一測試方法，沒有過長的研究時(shí)間，對測試過程中的邊界條件無法進(jìn)行科學(xué)合理的控制。

5 提高巖土工程地質(zhì)的測試和實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確度的方法

5.1 聲波測試法

在路兩側(cè)放置激發(fā)源以及計(jì)算機(jī)的采集器，同時(shí)還要防止加速度傳感器，需用錘子敲擊激發(fā)源，傳出信號，被采集器收集，進(jìn)而產(chǎn)生兩個(gè)波形，并且是反方向的。根據(jù)剪切波計(jì)算公式得出v=L/t，進(jìn)而得出傳播時(shí)間。此方法在使用過程當(dāng)中較簡單，不需要進(jìn)行鉆孔就可以得到路基的物理力學(xué)指標(biāo)，而且此方法中需要的設(shè)備也較簡單，測量結(jié)果精度較高，使用廣泛。

5.2 膨脹土原位測試

此方法一般可以直接在室內(nèi)進(jìn)行，在使用壓力膨脹法時(shí)，我們只需將曲線合理的改變就可以進(jìn)行原位測試。在膨脹土原位測試之初，圖會(huì)有較大的變形量，并且有較快的變形速度，在控制時(shí)間時(shí)，我們必須保證間隔時(shí)間在一小時(shí)內(nèi)，土體的脹縮變形量小于0.01mm才是其穩(wěn)定狀態(tài)，然后每小時(shí)需要進(jìn)行一次實(shí)驗(yàn)，只有土體不發(fā)生形變。

5.3 原位監(jiān)控

此方法是原位測試的第二環(huán)節(jié)，此方法的目標(biāo)是實(shí)際工程。在進(jìn)行施工過程中，我們需要對周圍的環(huán)境以及巖土的質(zhì)量。還有工程的地下結(jié)構(gòu)做好實(shí)時(shí)監(jiān)控測試。需要對規(guī)劃好的監(jiān)控點(diǎn)位的工程土體在監(jiān)測間隔內(nèi)進(jìn)行測試。此方法主要是有三個(gè)測試內(nèi)容，其一，在施工及其荷載力的作用下，對工程巖土的性能進(jìn)行監(jiān)測。其二，在工程運(yùn)營過程，實(shí)時(shí)監(jiān)測建筑工程的各項(xiàng)性能。其三，在施工以及運(yùn)營階段，對周圍的環(huán)境進(jìn)行分析。另外在進(jìn)行工程巖土地質(zhì)測試時(shí)，如遇到一些特殊的土體，我們要利用特殊的測試方法進(jìn)行正確測試以及實(shí)驗(yàn)。

6 總結(jié)

在國民經(jīng)濟(jì)水平快速發(fā)展的時(shí)代背景下，建筑工程的規(guī)模及其數(shù)量不斷擴(kuò)大，而巖土工程地質(zhì)的測試以及實(shí)驗(yàn)有著極其重要的作用，如果測試的數(shù)據(jù)誤差較大，會(huì)嚴(yán)重產(chǎn)生建筑工程的質(zhì)量，甚至還會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)事故，所以必須要提高巖土工程地質(zhì)測試和實(shí)驗(yàn)的精確度。