論述巖土工程測試與檢測技術的主要內容及其應用

摘 要：隨著科學技術的發展，人們對建筑物的要求越來越高，為提高人們的生活水平，出現了各式各樣的土木工程，與過去的土木工程相比，現代土木工程各方面都取得較大的進步。其中巖土工程測試與檢測技術對工程起到關鍵的作用。巖土工程測試技術不僅在巖土工程建設實踐中廣泛應用，且在形成和發展巖土工程理論起決定性的作用。測試技術使巖土工程設計更合理，確保施工質量。文章就巖土工程測試與檢測技術的主要內容做以下論述。

關鍵詞：巖土測試技術；地基加固；檢測

在巖土工程中測試工作是必須進行的重要步驟，它既是學科理論研究與發展的基礎，且是巖土工程實踐的必要。監測與檢測可確保工程的施工質量和安全，從而提高工程效益。在工程實際建設中巖土工程的現場監測與檢測是重要的環節，使工程師們在理論和實踐上更好地認識上部結構與下部巖土地基共同作用及施工和建筑物運營過程。通過運用反演分析的方法，依據監測結果，計算出使理論分析與實際測試、基本一致的工程參數。巖土工程測試包括室內土工試驗、巖體力學實驗、原位測試、原型實驗和現場監測等，在巖土工程中占有特別而關鍵的作用。下面介紹幾種重要的巖土工程測試。

1 室內土工試驗

包括土的物理、力學、化學和礦物等分析試驗。目前土工試驗分為觀察判別試驗、化學性質試驗、物理性質實驗和力學性質實驗等。土的化學和礦物分析在工程中一般不做。化學分析包括測定土中石膏、易溶鹽和難溶鹽碳酸鈣的含量，腐植酸含量，離子交換量和酸堿度等。在巖土工程中測定粘土礦物的類型采用礦物分析，確定礦物類型除化學分析，還用差熱分析和X射線衍射分析等物理化學分析法。粒徑分析試驗是室內土工實驗的一種。粒徑分析試驗是烘干碾散一定量的土后，過篩、稱重，確定各粒徑范圍內土粒重的百分數。<2毫米的土團粒，于水中浸潤充分分散后通過2.0～0.1毫米的細篩。<0.1毫米的細粒土，用移液管法或者比重計法確定粒徑含量。通過篩分和比重計結合粒徑分析試驗。該實驗應用于繪制土樣的粒徑分布曲線供土分類。

2 巖體力學實驗

巖體力學實驗主要是測試常規力學指標和分析研究巖體變形與破壞機理。

一般簡稱為抗壓強度。依據巖石不同的含水狀態，分干抗壓強度和飽和抗壓強度。巖石的單軸抗壓強度，常在壓力機上直接壓壞標準試樣測得，也可同時進行巖石單軸壓縮變形試驗，或者用其它方法。巖石的單軸抗壓強度主要應用于巖體的強度分級和巖性描述。

3 巖土的原位測試技術

一般來說原位測試指在基本保持現場地籍圖的天然結構、含水量及應力狀態下對地基土的物理——力學性質指標進行測定的試驗方法。根據理論分析或者經驗公式，經過這些方法對物理力學指標進行測定，從而評定巖土的工程性能和狀態。有些巖土工程因地質條件、結構條件與荷載條件較復雜，理論計算方法難準確預計土體的應力-應變的變化，在室內也難模擬現場地層條件及荷載條件。可靠的依據可由原位實驗進行設計提供。巖土工程勘察與評價可通過原位測試獲得巖土體實際參數，而原位測試也是監測與檢測巖土工程的主要方法，且可用于施工過程中或地基加固處理后地基土的物理力學性質及狀態的變化或檢測。巖土的原位測試又可分作為獲取實際參數的原位實驗及作為提供施工控制和反演分析參數的原位監測兩種。下面介紹原位測試的幾種優點：（1）免于取土樣遇到的困難，可測定難以采取不擾動試樣的土層；（2）在原位應力條件下進行試驗，可在采樣過程中減小應力釋放的影響；（3）實驗用的巖土體體積較大，代表性較強；（4）提高了工作效率，使可勘探實驗的周期大大縮短。

原位測試優點多，但也有缺點：（1）不同的原位測試的適用條件不同，針對性強，若使用不恰當則對結果的準確和合理產生影響；（2）原位測試得到的參數和圖的工程性質之間是建立在統計關系的基礎上；（3）影響原位測試結果的因素很復雜，較難判斷對策定制的準確性；（4）原位測試中的主應力方向與實際巖土工程問題中多變的主應力方向存在著不一致的現象。

常見的原位測試有靜力載荷試驗，靜力觸探試驗，圓錐動力觸探試驗，標準貫入試驗，十字板剪切試驗等。

4 現場監控

以實際工程作對象的現場監控，在施工期前后對整個巖土體、地下結構和周圍環事先設定點位，按設定的時間間隔觀測應力和變形現場。現場監測工作主要包括三個方面：

監測巖土所受到的施工作用及各類荷載的大小，同時監測在荷載作用下巖土反應性狀；監測建設中或運營中的結構物；監測巖土工程在施工及運營過程中影響周圍環境的程度。如檢驗與檢測地基加固。

5 原型試驗

在現場地質條件下，原型試驗的對象是實際的地下結構物，按設計荷載條件試驗，該實驗直觀、可靠。原型試驗可更進一步驗證工程勘察結果和設計結果的正確性。如樁基礎的測試與檢驗。

樁基質量直接影響整個建筑物的安危，樁基礎應用廣泛。由于施工隱蔽性較強，質量問題難發現，處理事故更難，所以監測樁基礎的工作在整個樁基工程中非常重要的環節，唯有可靠的基樁監測評定結果，才能確保樁基工程的質量與安全。

基樁的低應變檢測試驗是樁基礎試驗的一種，測試前需收集土層斷面圖、樁的橫截面積、長度和總體布置和打樁工程項目的一般性能等資料。測試前需消除浮漿，使樁表面干凈平整，樁頭具有壓貼加速度計和用錘敲擊的表面。測試步驟如下：（1）將電源和儀器連接，打開電源開關，先預熱數分鐘后將測試儀器調到準備狀態；（2）在樁頭平整位置安裝加速度傳感器；（3）收集錘擊的信號，短促有力地用小錘多次錘擊樁頭；（4）在微機屏幕上選取滿意波形曲線后存盤；（5）按照波的反射特性，分析、計算記錄曲線，并評價樁身質量。在灌注樁施工中，會出現夾層、空洞、離析及橫斷面縮小和擴大乃至樁身斷裂，影響樁基承載力及上部結構。因此樁的質量情況可通過樁的低應變檢測試驗了解。

6 結束語

隨著各建設工程和科學技術的不斷發展及應用，既給巖土工程帶來新的機會，也給巖土工程提出了更高的要求。不斷提高巖土工程測試及檢測技術的研究不僅具有理論上的學術價值，且具有廣泛的工程適用價值。

參考文獻

[1]徐金剛.巖土工程實用原位測試技術[M].中國水利水電出版社，2007.08.

[2]林宗元.巖土工程檢測試驗與監測新技術應用手冊[M].中國科技文化出版，2005.10.