原位測(cè)試

　　概 述

　　在巖土工程勘察過程中，為了取得工程設(shè)計(jì)所需要的反映地基巖土體物理、力學(xué)、水理性質(zhì)指標(biāo)，以及含水層參數(shù)等定量指標(biāo)。要求對(duì)上述性質(zhì)進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)試工作，這種測(cè)試僅靠勘探中采取巖土樣品在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)往往是不夠。

　　實(shí)驗(yàn)室一般使用小尺寸試件，不能完全確切地反映天然狀態(tài)下的巖土性質(zhì)，特別是對(duì)難于采取原狀結(jié)構(gòu)樣品的巖土體。因而有必要在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行試驗(yàn)，測(cè)定巖土體在原位狀態(tài)下的力學(xué)性質(zhì)及其他指標(biāo)，以彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試的不足。野外試驗(yàn)亦稱現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、就地試驗(yàn)、原位測(cè)試。許多試驗(yàn)方法是隨著對(duì)巖土體的深入研究而發(fā)展起來的。

　　(一)、原位測(cè)試的目的

　　1、在巖土體處于天然狀態(tài)下，利用原地切割的較大尺寸的試件進(jìn)行各種測(cè)試取得可靠的巖土體物理、力學(xué)、水理性質(zhì)指標(biāo)。

　　2、對(duì)于某些因無法采取原狀樣品進(jìn)行室內(nèi)實(shí)驗(yàn)的巖土體的測(cè)試。如：裂隙化巖石、液態(tài)粘性土(低液限粘土、淤泥)、砂礫。

　　3、完成或?qū)崿F(xiàn)室內(nèi)無法測(cè)定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。如：地下洞室圍巖應(yīng)力、巖體裂隙的連通性、透水性、含水層的滲透性等。

　　4、為施工(基坑開挖、地基處理)提供可靠的數(shù)據(jù)。

　　{二}、原位測(cè)試的分類

　　1、巖土力學(xué)性質(zhì)的野外測(cè)定

　　(1)土體力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn):載荷試驗(yàn)、旁壓試驗(yàn)、靜、動(dòng)觸探試驗(yàn)、十字板剪切試驗(yàn)

　　(2)巖體力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn):巖體變形靜力法試驗(yàn)、聲波測(cè)試(動(dòng)力法)試驗(yàn)、巖體抗剪試驗(yàn)、點(diǎn)荷載強(qiáng)度試驗(yàn)、回彈錘測(cè)試、便攜式弱面剪試驗(yàn)

　　2、巖體應(yīng)力測(cè)定:測(cè)定巖體天然應(yīng)力狀態(tài)下及工程開挖過程中應(yīng)力的變化。如：地下洞室開挖

　　3、水文地質(zhì)試驗(yàn):鉆孔壓水試驗(yàn)(裂隙巖體)、抽水試驗(yàn)(中、強(qiáng)富水性含水層)、注水試驗(yàn)(干、松散透水層)、巖溶裂隙連通試驗(yàn)等

　　4、改善土、石性能的試驗(yàn):為地基改良和加固處理提供依據(jù)。如：灌漿試驗(yàn)、樁基試驗(yàn)等

　　(三)、原位測(cè)試的新進(jìn)展

　　近年來我國巖土工程原位測(cè)試與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控技術(shù)有長足進(jìn)步，在長期實(shí)踐過程中，在測(cè)試儀器和方法，理論分析，成果應(yīng)用等積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。主要發(fā)展如下：

　　1、土體原位測(cè)試中，旁壓試驗(yàn)儀器的改進(jìn)，靜力觸探技術(shù)的發(fā)展。

　　2、巖體變形試驗(yàn)中，采用大面積(d=1.0m)中心孔柔性承壓板法和鉆孔彈模計(jì)(可測(cè)100m厚度內(nèi)巖體變形)。

　　3、巖體剪切試驗(yàn)中，發(fā)展了現(xiàn)場(chǎng)三軸試驗(yàn)技術(shù)。研究巖體三維狀態(tài)下的變形、破壞機(jī)制及強(qiáng)度特征，并相應(yīng)發(fā)展了三維數(shù)值模擬與物理模型相結(jié)合進(jìn)行巖體強(qiáng)度預(yù)測(cè)。

　　4、巖體應(yīng)力測(cè)試技術(shù)，在測(cè)試元件和套鉆技術(shù)(應(yīng)力解除法)有很多發(fā)展。水電部門進(jìn)行了聲發(fā)射法(刻槽)和應(yīng)力解除法的對(duì)比研究，取得進(jìn)展。聲波法可用于測(cè)定巖體歷史上受過最大地應(yīng)力值，而應(yīng)力解除法是測(cè)定現(xiàn)存應(yīng)力值。

　　5、鉆孔壓水實(shí)驗(yàn)方法，由原來的前蘇聯(lián)壓水試驗(yàn)體系向國際通用壓水試驗(yàn)方法改進(jìn)，采用Lugeon(劉讓或呂榮)單位體制。此外，還研究了一些特殊的壓水試驗(yàn)方法，如：多孔壓水試驗(yàn)、壓氣試驗(yàn)等。

　　(四)、土體原位測(cè)試的優(yōu)缺點(diǎn)

　　土體原位測(cè)試一般是指在巖土工程勘察現(xiàn)場(chǎng)，在不擾動(dòng)或基本不擾動(dòng)土層的

　　情況下對(duì)土層進(jìn)行測(cè)試，以獲得所測(cè)土層的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)及劃分土層的一種

　　土工勘測(cè)技術(shù)。它是一項(xiàng)自成體系的試驗(yàn)科學(xué)，在巖土工程勘察中占有重要位置。

　　這是因?yàn)樗�與鉆探、取樣、室內(nèi)試驗(yàn)的傳統(tǒng)方法比較起來，具有下列

　　明顯優(yōu)點(diǎn)：

　　(1)可在擬建工程場(chǎng)地進(jìn)行測(cè)試，毋需取樣，避免了因鉆探取樣所帶來的一系列困

　　難和問題，如原狀樣擾動(dòng)問題等。

　　(2)原位測(cè)試所涉及的土尺寸較室內(nèi)試驗(yàn)樣品要大得多，因而更能反映土的宏觀結(jié)

　　構(gòu)如裂隙等)對(duì)土的性質(zhì)的影響。

　　(五)、土體原位測(cè)試技術(shù)的種類

　　土體原位測(cè)試方法很多，可以歸納為下列兩類：

　　(1)土層剖面測(cè)試法。它主要包括靜力觸探、動(dòng)力觸探、扁鏟松脹儀試驗(yàn)及波

　　速法等。土層剖面測(cè)試法具有可連續(xù)進(jìn)行、快速經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)。

　　(2)專門測(cè)試法。它主要包括載荷試驗(yàn)、旁壓試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入實(shí)驗(yàn)、抽水和注水試驗(yàn)、十字板剪切試驗(yàn)等。土的專門測(cè)試法可得到土層中關(guān)鍵部位土的各種工程性質(zhì)指標(biāo)，精度高，測(cè)試成果可直接供設(shè)計(jì)部門使用。其精度超過室內(nèi)試驗(yàn)的成果