探讨岩土工程中岩土原位测试技术的应用

探讨岩土工程中岩土原位测试技术的应用

刁林

广东省有色工业建筑质量检测站有限公司

摘要： 原位测试是在岩土原来所处的位置上或基本上在原位状态和应力条件下对岩土性质进行的测试。常用的原位测试方法有: 载荷试验、静力触探试验、旁压试验、十字板剪切试验、标准贯入试验、波速测试及其他现场试验。原位测试技术本身是现阶段岩土工程勘察中重要的技术，能够发挥出自身较大的优势，加强对技术的研究和完善，势必能对今后社会经济的发展起到更加良好的促进作用。

关键词：岩土工程；原位测量技术；应用

一.地基基础检测中原位测试技术的重要性

原位测试技术实际应用的过程中展现出的优势，可以将难以取出不扰动试样土层的工程地质性质明确检测出来。取样过程中应力释放的影响以及输送过程中的扰动因素可以被消除掉，室内试验检测过程中使用到土样的物理力学性质难以代表土层原本的状态，因此也就难以对检测结果的精准性做出保证，但是原位测试技术实际应用的过程中，直接将原始土层作为样本，促使检测结果的精准性得到大幅度提升。检测土体的范围要比室内实验大很多，所以展现出的代表性更强，可以更为客观的将岩土宏观结果反映出来，促使试验检测人员对岩土宏观结构的实际情况形成较为清晰的认识。为后续各项工作的顺利开展做出保证，促使建筑工程施工单位获取到更多的经济效益，最终也就可以在我国构建可持续发展型社会的过程中，起到一定促进性作用。

二、原位测试技术与工程勘察应用的具体分析

原位测试包括多种不同的类型，对于试验技术人员来说，可以从岩土工程实际的情况入手进行分析，使用科学合理的原位测试技术提升工程勘察的实际效果，对勘察质量进行保障。在本文中，主要对以下几种试验技术和应用情况进行详细分析，希望能够更好地推动技术的发展和技术的广泛应用。

2.1荷载试验技术

　　根据承压板的形式和设计深度的不同，载荷试验可分为平板载荷试验和螺旋板载荷试验。其中平板载荷试验又可分为浅层平板载荷试验和深层平板载荷试验。

　　浅层平板载荷试验适用于浅层地基土；深层平板载荷试验适用于埋深不小于3米和地下水位以上的地基土；螺旋板载荷试验适用于深层地基或地下水位以下的土层。

2.2静力触探原位测试技术

在进行静力触探原位测试的过程中，经常会使用静力触探设备，借助机械设备将测试探头均匀地压在被测试的土体上，然后根据探头数据来获得相关的信息参数。从目前的实际情况来看，静力触探设备主要有三个环节，分别是压入土体进行探测的出探头测量记录以及将触探头压入土体，两种静力触探方式。在具体的测试工作中，静力触探原位测试更加具有灵活性，并且成本的投入较少，因此被广泛的应用在各种环境监测工作中，并且实际应用效果较为良好，值得在今后的工程勘察工作中进行大力推广[3]。

在静力触探试验的过程中，加强对贯入力的控制具有重要作用，对于贯入力控制要从贯入杆手里性能和土质条件入手，在这个环节中，如果贯入力的控制力度不足，就无法确保触探头深入到合适的位置，当力度较大的时候，可能会出现探杆断裂的问题。

2.3声波测试技术

声波测试技术主要是对剪力波在土体中传播的速度进行详细分析，通过设备获取的测试数据结果之间的联系进行分析，从而得到岩土的实际性质。在实际应用的过程中，需要将激发源、加速度传感器以及计算采集系统等设备进行设计，从而对岩土周围的实际情况进行测试。然后在实际试验中使用锤子对激发源进行敲打，利用传感器将信号进行收集，利用计算机是被对信号进行分析，以此来实现传播速度的全面提升。声波测试技术的主要优势是操作较为便捷，并且不需要进行钻孔施工，在这样的情况下也能对相关数据进行获取，不仅具备较快的检测速度，同时还不会受到表面工作的限制。除此之外，在具体施工的过程中，也会受到岩土内部结构均匀程度和多样化分布的情况影响，因此这项检测技术需要不断进行研究和优化，确保技术能够更好地在工程勘察中进行应用。

2.4十字板剪切试验技术

十字板剪切试验适用在测定饱和软黏土的不排水抗剪强度和灵活性中，测试的过程中抗剪强度和土层试验深度较为相似，在天然的压力下固结的不排水抗剪强度不同。从理论上进行分析，试验结果数据与室内三轴不排水抗剪总强度相似，或者是无侧限抗压强度的二分之一左右。根据实际试验的情况来对结果进行分析，可以明确地掌握岩土地基土的实际承载能力，对单桩承载能力进行分析，找出边坡自身的稳定性参数范围，更好地对岩土稳定性、固结性能进行详细地分析。更好的确保数据结果的真实性和有效性，不断对技术进行创新和完善，能够将技术在岩土工程勘察中进行推广和应用。

三、实例分析原位测试技术在岩土工程勘察中的应用

相比较而言，岩土工程的准确勘察保障了建筑物的质量，确保了构筑物的安全性，以及对节约成本开销也起到一定的作用。原位测试是岩土工程中准确性较高的勘察方式，通过分析的测试结果，能够充分了解工程地质的结构、物理力学指标等，是目前岩土工程勘察中一种常用的勘察方法。

3.1工程的概况

某工程的拟建场地是一片耕地，地势平稳，土地无腐蚀迹象，拟建筑物为一幢18层的高层楼，单桩最大承重200KN，单桩数量不能低于10个，深度不能少于10米，地层分为4大层7亚层，地下水埋深较浅，属于弱-中等透水层，概括来讲，地下水影响工程结构的稳定性，在施工时应着重注意避开透水层，做好防水、止水、降水，该工程技术要求较高，为了降低成本，采用原位测试对岩土层进行勘察分析，针对不同的土层物理力学性质，对地基基础及地坑开挖进行方案比选，优化设计施工方案，保障构筑物的稳定性和安全性。

3.2测试技术——波速测试技术

波速测试技术是一项检测岩土工程地质承载力的勘察技术，在目前很多建筑工程中都有涉及，以下是根据X工程的地层进行的波速测试，分别从振源设备、测试设备、剪切波数据处理入手，概括了X工程的可操作性。

3.3振源设备

振源设备是波速测试中重要的设备之一，有稳定性高、重复性好、能量大的剪切波震源等特点，能够对岩土工程地质的成分、承载力进行检测。针对X工程的实际情况，选用了CE-9201工程地震监测仪。在检测过程中，将激振板（2m×0.3m×0.005m）放置于距离孔口距离为1m的位置，在外置木板上压制一定的重物，以防止测试中检测仪位置不稳等一系列偏差，选用锤子轻轻敲击木板的两端，发出声响即可，使地层产生剪切波，进而利用工程地震测量仪对其波动强度进行测定，利用振源设备检测其空洞中的波形。

3.4测试设备

三分量检波仪是波速测试中重要的设备之一，内部结构包括三个方向的检波器，分别是x检波器、y检波器、z检波器，其中x检波器置于一个封闭的容器中，通过y检波器和z检波器在空洞中检测到的波形，传递到x检波器中，并且要能够检测到地表传来的横波，y检测波和z检测波则主要针对地层内部的纵波，双向波形的共同分析是准确了解岩土层成分、结构等测量结果的重要方法。

3.5剪切波数据处理

剪切波数据的取得必须是在一正一反的敲击中产生的，同时还要保证正反敲击所产生的剪波波形的相位差为，众多实践表明，正反敲击的数据，能够更准确的测试出不同的土层产生的不同剪切波，通过波形到达的时间，计算出不同界面产生的波速值，且数值具有客观性、真实性以及可操作性强的数据。

剪切波数据具有一定的客观性，原因在于其处理数据较为简单，只需要在波形检测后将所得数据经过软件处理，得出最终波形测试结果，有效避免了人工因素的误差，需要特别注意的是，如若遇到高频干扰时，则需要对数据进行波形处理，而数据相对良好时，则可以单一根据波形正反数据的信号特征，确定首波到达的时间也就是波速曲线。

3.6测试结果分析

采用波形测试的结果相比较其他方法准确性高、数据简洁。X工程的波速测试孔数量为7个，基于勘察所GB-5001-2001《建筑抗震设计规范》的相关规定发现，材料和数据发现，建昌区岩土层的等效剪波平均值为288.4m/s，X工程建筑地属于II类的建筑场地，这类的施工地安全性较高，一般很少出现液化、震陷的问题，可以进行下一步施工工程。

结语
        总的来讲，原位测试技术是一种基于岩土物理力学性质而研发和应用的技术类型，从岩土工程勘察的专业角度上来说，这种测试技术的应用，是能够消减外部环境影响的一种技术类型。在实际应用中，也能够在应用效果和应用稳定性上体现出相应的优势。可见这种技术的应用是具有广泛性的价值的。技术人员需要注意的是，应当在实际应用中结合具体的岩土工程勘察条件和要求，合理选择技术类型和应用环节，达到预期的技术应用效果。
        参考文献：
        [1]曾文杰.浅析土工试验与原位测试在工程勘察中的重要性[J].中国化工贸易，2017，9（14）.
        [2]罗涛，吴臻林，岳永利，等.旁压试验在饱和黏性土路基沉降计算中的应用[J].路基工程，2017（1）：155-159.