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浅谈岩土工程测试技术

2019-03-28

福建质量管理 2019年16期
关键词:隐蔽性力学岩土

(西安工业大学 陕西 西安 710021)

一、岩土工程的特点

(一)区域性。岩土工程研究的对象是岩体和土体。岩体在其形成和存在的整个地质历史过程中,经受了各种复杂的地质作用,因而有着复杂的结构和地应力场环境。而不同地区的不同类型的岩体,由于经历的地质作用过程不同,其工程性质往往具有很大的差别。岩土工程的区域性是指岩土工程的测试技术受到区域的影响,在不同的工程施工区域,使用测试技术会有不一样的效果。而每一个施工的场地都不尽相同,无论是自然环境还是人文条件都不一样,所以在不同的地方施工就对岩土工程的测试技术有了不一样的要求。

(二)隐蔽性。岩土工程具有隐蔽性的特点。岩土工程中有很多隐蔽性的工程,例如,地基的处理工作、地下的防护工作、桩基的设计工程等都属于岩土工程中隐蔽性工程的范畴。它不但要求参与隐蔽性工程施工的工作人员有较强的专业知识技能,还要具备足够高的综合素质,可以严格按照要求进行隐蔽性工程的施工。

(三)不确定性。我国地域辽阔、岩土类别多、分布广。以土为例,软粘土、黄土、膨胀土、盐渍土、红粘土、有机质土等都有较大范围的分布。由于各个地区的地理条件,自然情况不同,岩土的情况也就过于繁杂,再加上岩土还会随着环境的变化而变化,还受到气候的影响,这就造成了岩土工程测试的不确定性。

二、测试与检测技术应用

岩土工程测试技术一般分为室内试验技术、原位试验技术和现场监测技术等几个方面。

(一)室内土工试验。包括土的物理、力学、化学和矿物等分析试验。目前土工试验分为观察判别试验、化学性质试验、物理性质实验和力学性质实验等。土的化学和矿物分析在工程中一般不做。化学分析包括测定土中石膏、易溶盐和难溶盐碳酸钙的含量,腐植酸含量,离子交换量和酸碱度等。在岩土工程中测定粘土矿物的类型采用矿物分析,确定矿物类型除化学分析,还用差热分析和X射线衍射分析等物理化学分析法。粒径分析试验是室内土工实验的一种。粒径分析试验是烘干碾散一定量的土后,过筛、称重,确定各粒径范围内土粒重的百分数。

(二)岩土的原位测试技术。原位测试技术,主要是对于岩土的物理以及化学性质的检测,也是目前常用的一种测定技术。在原位测试方面,地基中的位移场、应力场测试,地下结构表面的土压力测试,地基土的强度特性及变形特性测试等方面将会成为研究的重点,随着总体测试技术的进步,这些传统的难点将会取得突破性进展。该技术对岩土的工程特性要求非常高。但是原位试验的应用,具有一定的局限性。优点是减少地质破坏、保持土体应力、研究的岩体较大和提高工作效率等,但同时也存在实验受地质或环境影响较大、需利用统计方法进行分析,以及结果易出现误差等缺陷。

(三)岩体力学实验。岩体力学实验主要是测试常规力学指标和分析研究岩体变形与破坏机理。

对于一些特殊岩土类的工程地质的研究,加强对于岩土工程中的岩体力学试验是非常有必要的。岩体力学试验主要是指对于岩土的变形性、破坏性、抗压强度等特性的研究,通过指定的强度试验进行分析。其中,单轴抗压强度试验,是目前常用的一种岩体力学试验,是通过对于岩体施压,记录破坏极限阶段的压力。

单轴抗压强度试验:岩体的单轴抗压强度指岩体试样在单向受压直至破坏时,单位面积上承受的最大压应力:σc=P/A(MPa)

(四)现场监控。现场监测是基于岩土工程,对于岩土、混凝土、地质结构等应力变化规律的监测。以实际工程作对象的现场监控,首先进行监测点的布置、监测时间的设定,按设定的时间间隔观测应力和变形现场,然后检测工程施工对于岩土的荷载和岩土的反应。现场监测工作主要包括三个方面:监测岩土所受到的施工作用及各类荷载的大小,同时监测在荷载作用下岩土反应性状;监测建设中或运营中的结构物;监测岩土工程在施工及运营过程中影响周围环境的程度。此外,要加强对于结构物、环境影响度以及地基加固性质的监测等。

三、岩土工程测试与检测注意事项

(一)地基土中涉及到一些特殊成分土的问题。在岩土工程勘察中进行岩土测试时,经常会遇到区别于常见土的一些特殊土。因此,要针对这些土进行特殊的分析:首先,粉土;粉土区别于目前的粘性土,但是由于某些振动作用会使粉土发生液化而具备和粉砂一些相似的性质,而同时又因为粉土的颗粒中可能会含有微量的粘土而使其又具有一些粘土的性质。

其次,玄武岩风化土;在我国部分地区富含一些玄武岩风化土,但是这些岩土又会因为所处的地理区域不同,而具有不同的性状特点,例如在吉林省南部地区公主岭市等区域,玄武岩风化土其风化层多呈灰绿色,色较杂,而我国南部地区多呈红色,褐红色。

(二)注重样品的选取。岩土层检测的目的,是为了更好地为水利工程基础建设提供数据参考。目前,常用的样品选取方法是原状土样采取法,它主要是利用钻孔内加入的取土器来获得样品,同时可以通过钻孔内泥浆护壁的回转获得样品,还可以直接从基坑内获取样品。只有这样,选取的样品才能更具有代表性、有效性和适用性。

(三)注重样品存封。对于土壤样品,首先将采取好的样品进行密封,取土筒并附上标签,严格避免缝隙的出现;对于土壤样品的送样单,应当填明取土图纸资料的符号等一系列的标签说明,然后再送往实验室。对于岩石样品,做好包装封闭处理的工作,使得岩石样品保持原有的天然湿度;对于泥质岩样品,可用纱布包裹并用融蜡浇注,然后做好相应的岩石样品标注记号,并附上标签,最后将岩石样品试件和送样单同时运往实验室。样品的运输放置要采用具有防震动的箱子,对存留的缝隙要用软垫填充。

四、总结

随着各建设工程和科学技术的不断发展及应用,既给岩土工程带来新的机会,也给岩土工程提出了更高的要求。因此,对岩土测试的要求也越来越高,提出的标准也越来越严格。这就要求在岩土工程的勘察过程中,采取一系列措施,如优化检测方法、加强监督管理和提高人员素质等,确保检测结果的准确性,给实际的工程建设提供重要的基础保障。不断提高岩土工程测试及检测技术的研究不仅具有理论上的学术价值,且具有广泛的工程适用价值。

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