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文档简介
1、*By chentao1土工试验与测试技术土工试验与测试技术学生:陈涛学生:陈涛 专业:水工结构工程专业:水工结构工程指导教师:谢秀栋指导教师:谢秀栋*By chentao2 1. 土工试验的重要地位土工试验的重要地位 2. 土工试验的分类土工试验的分类 3. 土工试验的内容与仪器设备土工试验的内容与仪器设备 4. 土工试验和测试技术的发展土工试验和测试技术的发展*By chentao31.土工试验的重要地位土工试验的重要地位 1.1土工试验的重要性土工试验的重要性 土在土建工程中作为建筑材料或介质,在岩土在土建工程中作为建筑材料或介质,在岩土工程土工程 勘查中占有重要地位,它是进行土类定勘查
2、中占有重要地位,它是进行土类定名和划分土层的名和划分土层的 重要依据之一,同时也可为工重要依据之一,同时也可为工程设计和施工提供必不可程设计和施工提供必不可 少的参数,土工试验少的参数,土工试验的质量对工程总体的质量有着直接的质量对工程总体的质量有着直接 重大的影响。重大的影响。 土工试验是土木工程和水利工程中的重要组土工试验是土木工程和水利工程中的重要组成部分,为了便于工程数据的成部分,为了便于工程数据的 收集及分析,需收集及分析,需要保证试验资料的完整、全面、准确,只有这样要保证试验资料的完整、全面、准确,只有这样才能才能 满足工程建设的需要,并为工程设计及施满足工程建设的需要,并为工程设
3、计及施*By chentao4 工提供准确科学的地质资工提供准确科学的地质资 料。土工试验料。土工试验中需要对土体自身的进行分析,其复杂性中需要对土体自身的进行分析,其复杂性和多变性容和多变性容 易受到外界条件变化的干扰,易受到外界条件变化的干扰,针对这些问题需要试验人员认真的进针对这些问题需要试验人员认真的进 行分行分析和研究,确保提交土工报告的准确。析和研究,确保提交土工报告的准确。*By chentao5 1.2土工试验的方法标准土工试验的方法标准 当前,国内有关土工试验方法的标准包括:当前,国内有关土工试验方法的标准包括:土工试验方法标准土工试验方法标准, 土工试验规范土工试验规范等,
4、等,土工试验室执行国家、行业标准,铁路、公路、土工试验室执行国家、行业标准,铁路、公路、水利行业标准水利行业标准 等,其中所规定的试验方法几乎等,其中所规定的试验方法几乎相同,只是结合各行业特点,在细相同,只是结合各行业特点,在细 节方面进行节方面进行了具体要求,或增减了试验项目。为了有效规范了具体要求,或增减了试验项目。为了有效规范土工土工 试验市场,需要进一步出台更为规范的标试验市场,需要进一步出台更为规范的标准。准。*By chentao62. 土工试验的分类土工试验的分类 土工试验分土工试验分原位测试原位测试(现场勘察测试现场勘察测试)和和室内室内试验试验两大类。两大类。 2.1原位测
5、试原位测试 当地基土壤不易采取试样和不宜作室内试验当地基土壤不易采取试样和不宜作室内试验时,则进行原位测试。原位测试有时,则进行原位测试。原位测试有直接测试直接测试和和间间接测试接测试之分。之分。直接测试直接测试方法有方法有“十十”字板剪切试字板剪切试验、荷载试验、旁压试验、动弹性模量试验以及验、荷载试验、旁压试验、动弹性模量试验以及抽水、压水、注水试验等。抽水、压水、注水试验等。间接测试间接测试法有静、动法有静、动力触探试验、标准贯入试验、同位素测定密度和力触探试验、标准贯入试验、同位素测定密度和含水量试验等。含水量试验等。 2.2室内试验室内试验 室内试验分室内试验分常规试验常规试验和和专
6、门试验专门试验。常规试验包括。常规试验包括物理性指标试验物理性指标试验(如颗粒分析试验、液限和塑限试验、如颗粒分析试验、液限和塑限试验、含水量、容重、比重试验等含水量、容重、比重试验等)和力和力学性指标试验学性指标试验(如压缩如压缩试验、抗剪强度试验等试验、抗剪强度试验等)。专门试验有渗透试验、固结。专门试验有渗透试验、固结系数、前期固结压力、灵敏度、烧灼失重等指标的试系数、前期固结压力、灵敏度、烧灼失重等指标的试验。一般工程不要求做土的化学和矿物分析。验。一般工程不要求做土的化学和矿物分析。*By chentao7*By chentao83. 土工试验的内容与仪器设备土工试验的内容与仪器设备
7、 3.1土工试验的内容土工试验的内容 土工试验的内容分为土工试验的内容分为土的物理实验土的物理实验和和土的力土的力学实验学实验。 3.1.1土的物理实验土的物理实验 主要对主要对比重、密度、含水率比重、密度、含水率是三个最是三个最 基本物基本物性指标进行测试。在进行进行含水率试验时,也性指标进行测试。在进行进行含水率试验时,也应该选应该选 取具有代表性的土样,采用四分法原则取具有代表性的土样,采用四分法原则取高出各个环刀试块的取高出各个环刀试块的 土体土体1530g,并在最,并在最短的时间内装入规定的容器内,以避短的时间内装入规定的容器内,以避 免水分的免水分的流失。流失。*By chenta
8、o9 对用肉眼即可进行分辨出砂粒较多的土样,可对用肉眼即可进行分辨出砂粒较多的土样,可 采采用用筛分法筛分法确定砂粒含量。如果砂粒含量已达到砂土的确定砂粒含量。如果砂粒含量已达到砂土的标准。就标准。就 不必再做液、塑限试验,反之则做液、塑限不必再做液、塑限试验,反之则做液、塑限试验来确定土的试验来确定土的 名称。名称。 3.1.2土的力学实验土的力学实验 主要包括主要包括固结试验固结试验和和抗剪强度试验抗剪强度试验。 主要对粘聚主要对粘聚力、内摩擦角、压缩模量和渗透系数等等力学性指力、内摩擦角、压缩模量和渗透系数等等力学性指 标标进行测试,用于计算土体强度、变形、渗透及稳定性。进行测试,用于计
9、算土体强度、变形、渗透及稳定性。*By chentao10 土的土的固结试验固结试验是测定土体在压力作用下产生变形是测定土体在压力作用下产生变形的过程。在试验的过程。在试验 过程中,要严格按国标或规程进行操过程中,要严格按国标或规程进行操作,消除各种不利因素。作,消除各种不利因素。 一旦出现问题要及时解决。一旦出现问题要及时解决。 试验操作中有错误或试验操作中有错误或 误差,要及时查找原因,包误差,要及时查找原因,包括读数记录及仪器设备方面等原因。如果查不出原因,括读数记录及仪器设备方面等原因。如果查不出原因,应通知野外技术人员进行补样。土工试验装置应通知野外技术人员进行补样。土工试验装置(要
10、按检要按检定定周期进行检定或校准周期进行检定或校准,并经检定或校准合格后予以,并经检定或校准合格后予以使使 用;对土工试验的计算软件在初次使用前也应进行用;对土工试验的计算软件在初次使用前也应进行校验校验,必要,必要 时时(计算数据发生异常时计算数据发生异常时)再校验再校验,以确认,以确认其满足预期用途其满足预期用途 的能力。的能力。*By chentao11 土的土的抗剪强度试验抗剪强度试验是测定土体在外力作用下抵抗是测定土体在外力作用下抵抗剪切剪切 破坏的极限能力。土的抗剪强度是土的重要力学破坏的极限能力。土的抗剪强度是土的重要力学性质之一,性质之一,粘粘 聚力聚力c和和内摩擦角内摩擦角是
11、土的抗剪强度指标。是土的抗剪强度指标。抗剪强度的试验方抗剪强度的试验方 法主要有直法主要有直接剪切试验、三轴压缩接剪切试验、三轴压缩试验和无侧限抗压试验试验和无侧限抗压试验。室内抗剪试验测出。室内抗剪试验测出c值有时出值有时出现异常情况,现异常情况,如如c为负值为负值,主要原,主要原 因在于取标准样时,因在于取标准样时,同一个土样所取的四个试块的性质相差太同一个土样所取的四个试块的性质相差太 大所致,故大所致,故开样时尽量取同一种性质的土进行试验。另外,应开样时尽量取同一种性质的土进行试验。另外,应 减减少土样在采取、运输、保管及安装仪器等各环节中的少土样在采取、运输、保管及安装仪器等各环节中
12、的扰动。扰动。 *By chentao12 3.2土工试验的仪器设备土工试验的仪器设备 土工试验的仪器设备分为土工试验的仪器设备分为物理实验仪器物理实验仪器和和力力学实验仪器学实验仪器。 3.2.1土的物理实验仪器土的物理实验仪器 电子天平电子天平。这是物理性质。这是物理性质 试验中利用频试验中利用频率最高的设备之一,就使用种类而言,感量包括率最高的设备之一,就使用种类而言,感量包括 1 g,0. 1 g,0. 01 g,0. 001 g,分别对颗粒、击实、含水量、分别对颗粒、击实、含水量、重度、液塑重度、液塑 限等进行分析和限等进行分析和试验。试验。 *By chentao13 颗粒分析仪。
13、颗粒分析仪。就粒径超过就粒径超过 0. 075 mm的颗粒而的颗粒而言,通常需要通过系列标准筛进行分析,筛时多采用言,通常需要通过系列标准筛进行分析,筛时多采用的是振筛机,就粒径小于的是振筛机,就粒径小于 0. 075 mm的颗粒而言,则的颗粒而言,则需要借助于悬液沉需要借助于悬液沉 降分析方法,就多数单位而言,所降分析方法,就多数单位而言,所采用的是密度计法,当然,也有部分采用的是移液管采用的是密度计法,当然,也有部分采用的是移液管法。法。系列标准筛系列标准筛振筛机振筛机 液塑限试验仪液塑限试验仪。就多数单位而言,当。就多数单位而言,当 前所采用前所采用的多为圆锥仪、搓条等方法,来对液限塑限
14、进行确定的多为圆锥仪、搓条等方法,来对液限塑限进行确定,但,但 是,对于铁路、公路、水电等很多部门而言,已是,对于铁路、公路、水电等很多部门而言,已开始全面推广和应开始全面推广和应 用液塑限测试仪,该仪器解决了人用液塑限测试仪,该仪器解决了人为因素的影响,提高了测定结为因素的影响,提高了测定结 果的精确度。果的精确度。*By chentao14液液塑塑限限实实验验仪仪*By chentao15 3.2.1土的力学仪器设备土的力学仪器设备 固结试验仪固结试验仪 。近几年,固结试验仪的种。近几年,固结试验仪的种类、规格开始朝着类、规格开始朝着 系列、多功能等格局转变,系列、多功能等格局转变,主要包
15、括如下类型:主要包括如下类型:一是砝码杠杆式仪一是砝码杠杆式仪, 这已这已经成为最传统的固结试验仪器,但也实现了系列经成为最传统的固结试验仪器,但也实现了系列化。这种固结仪具有直观、稳定性能佳、精确度化。这种固结仪具有直观、稳定性能佳、精确度高等优势,高等优势, 但由于自动化但由于自动化 水平不高、劳动强度较大,水平不高、劳动强度较大, 砝码过程中的振动会影响砝码过程中的振动会影响 结果等问题,因而应用越结果等问题,因而应用越 来越少来越少 砝码杠杆式仪砝码杠杆式仪*By chentao16 二是气压式固结仪二是气压式固结仪。该试验仪器采用高压。该试验仪器采用高压气体作压力源,气体作压力源,
16、不仅加荷过程方便,而且操作不仅加荷过程方便,而且操作简便,减弱了劳动强度,提高了自动简便,减弱了劳动强度,提高了自动 化水平,化水平,但易出现漏气、压力不稳等一系列问题。但易出现漏气、压力不稳等一系列问题。 气气压压式式固固结结仪仪*By chentao17 直剪试验仪直剪试验仪。 就土抗剪强度试验而言,主要采就土抗剪强度试验而言,主要采用如下类型:一是用如下类型:一是双速电动等应双速电动等应 变直剪仪变直剪仪,其应变速,其应变速度可以达到度可以达到 0. 8 mm mn 或或 2 mm mn,能够,能够进行固结或快剪试验;二是进行固结或快剪试验;二是三速电动等应变直剪仪三速电动等应变直剪仪,
17、应变速度较应变速度较 双速而言增加了双速而言增加了 0. 02 mm mn,还可,还可以同时开展慢剪试验;三是以同时开展慢剪试验;三是四联等应变直剪仪四联等应变直剪仪,其集,其集四台直剪仪于一体,通过变速箱转变为四台直剪仪于一体,通过变速箱转变为 0. 02 mm mn,0. 8 mm mn,2. 4 mm mn 三种剪切率,三种剪切率,能够进行慢能够进行慢 剪、固结快剪、快剪三种试验,且具有手剪、固结快剪、快剪三种试验,且具有手摇加荷装置,无须调节砝摇加荷装置,无须调节砝 码。码。*By chentao18双速电动等应双速电动等应 变直剪仪变直剪仪三速电动等应变直剪仪三速电动等应变直剪仪四联
18、等应变直剪仪四联等应变直剪仪*By chentao19 静三轴试验仪静三轴试验仪。当前,勘察时常采用三轴压缩。当前,勘察时常采用三轴压缩仪,结合土类、工程等需求,分别进行不固结不排水、仪,结合土类、工程等需求,分别进行不固结不排水、固结不排水、固结排水等试验。固结不排水、固结排水等试验。静静三三轴轴试试验验仪仪*By chentao204.土工试验和测试技术的进展土工试验和测试技术的进展 4.1土工试验的现状及存在的问题土工试验的现状及存在的问题 随着我国建筑行业的发展,土工试验技术随着我国建筑行业的发展,土工试验技术也得到了飞速的发展也得到了飞速的发展 和进步,但现今的土工试和进步,但现今的
19、土工试验技术的发展还不平衡,人员素质,设备标验技术的发展还不平衡,人员素质,设备标 准、准、评价方法上还存在一定的不足,需要我们认真的评价方法上还存在一定的不足,需要我们认真的进行分析,并加进行分析,并加 以解决。以解决。 主要问题归纳起来有以下主要问题归纳起来有以下3点:点:*By chentao21 规范的土工试验标准规范的土工试验标准 在工程开展过程中,有相当一部分土工试验在工程开展过程中,有相当一部分土工试验没有按着规范或标没有按着规范或标 准进行操作,有些地区或部准进行操作,有些地区或部门还长期的采用对比试验的方法进行土门还长期的采用对比试验的方法进行土 工数据工数据的收集和分析,这
20、非常不利于工程建筑的发展,的收集和分析,这非常不利于工程建筑的发展,同时也会给同时也会给 施工安全带来一定隐患。施工安全带来一定隐患。 试验方法有待研究试验方法有待研究 我国土工试验工作者在长期的工作中总结了我国土工试验工作者在长期的工作中总结了大量的实验方式,大量的实验方式, 其成果非常丰硕,但从我国其成果非常丰硕,但从我国目前土工试验的现状来看,有些试验方目前土工试验的现状来看,有些试验方 法还有法还有*By chentao22 待商榷。土工试验在规范了相关标准后,待商榷。土工试验在规范了相关标准后,还要结合实际工作中产生的新问题和新情还要结合实际工作中产生的新问题和新情况来进行归纳况来进
21、行归纳 技术管理和行业管理有待加强技术管理和行业管理有待加强 近年来土工试验行业管理存在混乱的近年来土工试验行业管理存在混乱的局面,主局面,主 要表现在:有些工程中放弃了土要表现在:有些工程中放弃了土工试验,工程调研阶段没有相应的工试验,工程调研阶段没有相应的 组织土组织土工人员进行技术审核,试验过程敷衍试验工人员进行技术审核,试验过程敷衍试验结果失真,同时各结果失真,同时各 工程没有一套有效的技工程没有一套有效的技*By chentao23 术管理程序来保证试验质量;试验单位和术管理程序来保证试验质量;试验单位和个个 人也缺少相应的资质和技术证书,在工人也缺少相应的资质和技术证书,在工程中没
22、有相应的土工试验管程中没有相应的土工试验管 理单位,造成理单位,造成一些小的单位或个人在没有技术保证的前一些小的单位或个人在没有技术保证的前提下,随意提下,随意 的进行土工试验等。的进行土工试验等。*By chentao24 4.2今后土工试验的发展方向今后土工试验的发展方向 试验过程需试验过程需 要严格的规章制度和规范试验的要严格的规章制度和规范试验的过程,试验前需要对仪器进行定期过程,试验前需要对仪器进行定期 的保养和检测,并的保养和检测,并且做到检验的常态化,以保证检验结果真实可靠。且做到检验的常态化,以保证检验结果真实可靠。 对对不符合标准和规定的仪器,马上停用并及时更新,减不符合标准和规定的仪器,马上停用并及时更新,减少因器具质量所产生的影响。少因器具质量所产生的影响。 对土工试验人员要经常的学习国际和国内的相对土工试验人员要经常的学习国际和国内的相关关 规范标准,要求试验人员能够对试验数据做出正确规范标准,要求试验人员能够对试验数据做出正确的判断,对出现的判断,对出现 异常或偏差的数据能够及时更正,同异常或偏差的数据能够及时更正,同时还要组织技术人员参与技术时还要组织技术
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