岩土工程原位测试考虑题及答案

1、岩土工程原位测试考虑题及答案岩土工程原位测试考虑题及答案1什么是岩土工程？他与哪些工程领域有关？岩土工程原位测试的定义是什么？原位测试在岩土工程处于什么地位?它与室内试验的关系怎样？答：岩土工程是研究岩土体的稳定性，地基与基础，地下工程及岩土体的治理，改造和利用等。岩土工程学科以土力学。岩石力学，工程地质学和基础工程学的理论为基础，有地质，力学，土木工程，材料科学等多学科构成。原位测试：一般指在工程地质勘察现场，在不扰动或基本不扰动土层的情况下通过特定的测试仪器对测试对象进行测试，并运用岩土力学的基本原理对测试数据进行归纳、分析、抽象和推理以判定其状态或得出其性状参数的综合性试验技术。地位：近

2、20年来，岩土工程原位测试技术受重视的程度愈来愈高，以全国性的地基基础设计规范和勘察规范为例，在（工业与民用建筑地基基础设计规范）TJ7-74中只在附录中列入了触探试验与单桩静载荷试验要点，而在（建筑地基基础设计规范）GBJ7-89的附录中则增加了地基土载荷试验要点、岩基载荷试验要点、标准贯入和轻便触探试验要点，与TJ7-74相比，原位测试的份量加重了，到了95年的（岩土工程勘察规范），已将原位测试单独列为了一章，包含了载荷试验等十种在勘察、设计阶段常用的原位测试方法。由此可见，岩土工程原位测试技术的地位是愈来愈重要了。而且，岩土工程原位测试技术的应用范围并不限于勘察设计阶段，在施工和施工验收

3、阶段，原位测试也有重要的应用。岩土工程中的原位测试技术可用于岩土工程的各个分支工程中，它贯穿于工程的各个阶段，在不同的阶段中有着不同的功能。关系：与室内土工试验比照，原位测试的优点：a在工地进行，不用取样，避免扰动，提高了所测指标的工程应用价值b测试的土体积更大，更能反映土的宏观构造对图的性质的影响c很多土的原位测试技术方法能够连续进行，因此能够得到完好的土层剖面及物理力学性质指标d快速经济。缺点：a难于控制测试中的边界条件排水/应力条件b测试成果和边界条件的关系和测试机理的科学解释有待于进一步明确，目前还是建立在大量统计的经历关系之上的。土的原位测试与钻探取样室内试验的关系：在工程地质勘察中

4、，能够大量使用原位测试技术，只需对需要做比照的土层或关键部位配以少量钻探和室内试验即可。这样做的目的是，能够建立很多合适勘察现场的经历关系，提高土的原位测试精度，大量减少工程地质钻探和室内试验费用，缩短勘察周期。3比照土体平板荷载试验和岩体变形实验中承压板法异同点加荷分级、加压方式、稳定标准等答：一、平板荷载加压方式：压重加荷装置，千斤顶加荷装置1分级维持荷载沉降相对稳定法法常规慢速法：荷载分级：不少于8级，总加载量不应少于荷载设计值的两倍；稳定标准：当连续两小时内，每小时内沉降增量小于0.1mm时，则以为沉降已趋稳定，可施加下一级荷载。数据测读：每级加载后，按间隔10、10、10、15、15

5、min，以后每半小时读一次沉降，直至沉降稳定。分级维持荷载非稳定发快速法：分级加荷与慢速法一样，但每一级荷载按间隔15分钟观察一次沉降，每级荷载维持2小时。等沉降速率法：控制承压板以一定速率沉降，测读与沉降相对应的荷载，直至毁坏状态。反力系统：一般反力系统由主梁、平台、堆载体锚桩等构成荷载分级：不少于8级，总加载量不应少于荷载设计值的两倍；稳定标准：数据测读：每级加载后，按间隔10、10、10、15、15min，以后每半小时读一次沉降，当连续两小时内，每小时内沉降增量小于0.1mm时，则以为沉降已趋稳定，可施加下一级荷载。二、承压板法加压方式：逐级一次循环法，逐级屡次循环法，大循环法。荷载分级

6、，稳定标准：每一级循环压力应退至零，使岩体充分回弹。每级加压后立即读数，以后每隔特别钟读一次，当刚性承压板上所有测表或柔性承压板中心岩面上的测表两次相邻读数差与同级压力下第一次变形读数和前一级压力下最后一次变形读数差之比小于5%时，可以为变形稳定，并进行退压，退压时的稳定标准与加压时一样。4比照岩体钻孔变形试验与土体旁压试验的类似之处，试验经过中，注意事项有哪些？答：一、类似：1在钻孔内通过旁压器或膨胀计对土体或岩体加压，测得压力与径向应变的关系。来估算强度，参数。2受压的地方土性，岩性有代表性，且要均一，完好。3设备有旁压器，控制加压系统，孔径变形测量系统。4钻孔直径应较探头腔室直径略大。二

7、、注意事项：1试用地层，旁压适用于粘性土，粉土，砂土，碎石土，残积土，极软岩，软岩；钻孔变形试验适用于软岩和中坚硬岩体。3旁压试验中1钻孔结束后，应将旁压器尽快放入孔中的预定深度；2必须保证旁压器三腔都位于同一土层中，不应该放置在强度差异较大的土层中；3注水时，测管的水位绝对不可超过最高刻度线；4测试时，不得使用杂质水，应使用蒸溜水或冷开水；5不能任意将旁压器裸露放置；6将快速接头取下后，应立即套上保护套罩，严防泥沙进入管道中，使仪器损坏；7不得任意拆卸调压阀，以防其精度降低；8若旁压仪长时间不用，应排尽水箱、管路系统和旁压器的水在钻孔试验中1试验孔应铅直孔斜不超过5为防止像皮外套在加压时被刺

8、破：有塌孔的地方不能放入膨胀计。两试点加压段边缘之间的距离不应小于一倍加压断的长度;加压段边缘距孔口的距离不应小于一倍加压断的长度；加压段边缘距孔底的距不应小于0.5倍加压断的长度离六、动力触探试验怎样分类，各适用于什么样的土层？试评价标准贯入试验的特点及成果应用？动力触探试验和标准贯入试验存在超前和滞后效应吗，为何会产生这种效应？为何讲动力触探试验是比拟粗略的测试手段？1.分类方法：根据探头规格直径、截面积、锥角，落锤锤质量、落距，探杆直径的不同，动力触探的分类及其对应的所适应的土类如下表所示：类型轻型动力触探中型动力触探重型动力触探超重型动力触探标准贯入试验主要适用土类浅部填土、砂土、粉土

9、和粘性土粉土、粉质粘土、粉土砂土、中密下面的碎石土和极软土密实和很密实的碎石土、极软土、软岩粘土、粉质粘土、粉土、细砂、粉砂、中砂、粗砂、砾砂、圆砾2.标准贯入试验的特点：标准贯入试验是动力触探试验的一种，它结合钻孔进行，国内统一使用直径42mm的钻杆，国外也有使用直径50mm或者60mm的钻杆。优点在于设备简单，造作方便；土层适用性广，除砂土外，对硬粘土及软岩也适用；而且贯入器能够携带扰动土样，可直接对土层直接进行鉴别描绘。标准贯入试验的成果应用：1地基承载力确实定2粘性土、砂土的抗剪强度和变形参数确实定3桩的承载力确定4砂土密实度确实定5饱和砂土、粉土的地震液化的评价3.动力触探和标准贯入

10、试验是存在有超前和滞后效应的，由于在触探经过中，探头由坚硬土层进入松软土层或由松软土层忽然进入坚硬土层时，往往出现这种现象，其幅度一般为10-20cm左右。其原因既有触探机理上的问题，也有仪器性能反响缓慢和土层本身在两层土交接处带有一些渐变的性质，因而情况较复杂。在分层时应根据详细情况加以分析。4.由于动力触探试验不能采样对土进行直接鉴别描绘，试验误差比拟大，再现性差，所以一般讲动力触探试验是比拟粗略的测试手段。七、十字板剪切试验的基本理论推导中所做的基本假定有哪些？试验土体基本假定中的毁坏状态和实际毁坏状态有何差异？1.十字板剪切试验包括钻孔十字班剪切试验和贯入电测十字板剪切试验，其基本原理

11、都是：施加一定的扭转力矩，将土体剪坏，测定土体对抗扭剪的最大力矩，通过换算得到土体抗剪强度值(假定a=0)。假设土体是各向同性介质，即水平面的不排水抗剪强度(Cu)h与垂直面上的不排水抗剪强度(Cu)v一样：(Cu)v=(Cu)h。旋转十字板头时，在土体中构成一个直径为D，高为H的圆柱剪切毁坏面。由于假设土体是各向同性的，因而该圆柱剪损面的侧外表及顶底面上各点的抗剪强度相等，则旋转经过中，土体产生的最大抗扭矩M由圆柱侧外表的抵抗扭矩。2.由于十字板剪切试验测得的不排水剪切强度是峰值强度，所以比实际一般偏高，要经过修正以后，才能用于实际工程问题。八、何为纵波横波面波？三种波速的大小关系怎样？土体

12、与岩体的波速测试通常接收哪一类的波，原因是什么？单孔法跨孔法面波法各自采用的激震法是什么？1.纵波是质点的振动方向与传播方向同轴的波。横波也称“凹凸波，是质点的振动方向与波的传播方向垂直。面波，又称外表波，是沿物体外表传播的波。2.面波大于纵波，纵波大于横波。3.土体通常是横波，岩体大多是纵波，原因：自然界中大多数岩石都能够看作弹性体，而对于土体来讲，只要在小应变情况下才被视为弹性体，尤其是饱和土，其空隙中充满了水，谁在封闭的空隙中承受压缩时表现出一种不可压缩性，因而能够传播纵波，同时水的纵波传输速率远远大于土的骨架传递的纵波速率。所以用纵波测试饱和土体时是没有意义的，其反映的不是土的弹性性质

13、而是水的。对于非饱和土随着含水量的不同，土体的纵波传输速度也呈现一种不确定性，因而也不用测算。只要岩体除外，由于岩体的纵波传输速率远远大于水的纵波传输速度。但是土中的孔隙水不能承受剪切变形，因而横波在土体中传播时，只是遭到土的剪切变形的控制。故土体通常是横波，岩体大多是纵波。4.单孔法能够采用人工激发和超声波两种激振方式跨孔法的激振装置是可固定于钻孔内的双头锤面波法采用机械式激振器或者电磁式激振器九、岩体应力测试的方法有哪些？简述水压致裂法的基本原理和测试步骤1.通常采用的应力测量方法有水压致裂法，应力恢复法，应力解除法2.水压致裂法的原理是：只要在钻孔内用两个可膨胀的橡胶封隔器将钻孔的试验段

14、隔离开来施加水压，通过测量在试验水平岩石的裂隙产生传播，保持和重新开裂所需的水压力，在不需要预先知道岩石的弹性模量情况下就能够确定出垂直于钻孔平面的最大，最小主应力。该方法对岩体做了下列假定：岩石是均质的个性同性线弹性体：当岩石为多孔介质时，注入的流体根据达西定律在岩体空隙中流动：钻孔方向是其中主应力方向，垂直应力一般是根据上覆岩层的重量来估算的。测试步骤：在选定测试部位打一钻孔，清洗钻孔，并对岩心及地下水状况进行地质描绘，十分要注意节理，裂隙的发育情况。根据工程要求确定试段的大概的深度，再根据取出来的岩心，钻孔电视或声波探测检验孔壁情况，选定测试段的长度和深度。接着将两个长约1m可膨胀的橡皮

15、封隔器串联组装好并下孔内至预定深度，随后向封隔器施加压力使其膨胀，构成一个封隔孔段，记录侧段的长度和深度。由地表向管路泵注入高压水，对试验段加压，同时记录流量。由于水压力随时间而增加，钻孔孔壁的环向压应力会逐步增大。当钻孔中水压力引起的孔壁拉应力到达孔壁岩石抗拉强度时，就在孔壁构成拉裂隙。这是水压力将忽然下降，这时的压力压力称为破裂压力pc1。记录pc1值。拉裂隙一经构成，孔内水压力就要降低，然后到达某一稳定的压力ps，称为瞬时关闭压力，记录下ps值。而后，停泵降低水压，孔壁拉裂隙将闭合；若再继续泵入高压水流，则裂隙将再次拉开，此时孔内的压力称为裂隙重新张开压力pc2，停止泵压，并记录下pc2

16、值。能够根据试验情况，决定做几个循环。十、简述岩土工程原位测试技术的发展状况和发展前景。无数实践经历和理论计算证实，岩土的工程性质实验成果和精度，会因岩土的类型，状态，实验方法和技巧的不同而有较大的出入。在测试方法中，以原位测试方法最为可靠，所求测试成果精度最高。工程设计中的土工计算成果的可靠性，主要取决于所选计算参数的准确性，所选参数精度的重要性远比所选的计算方法要重要得多。因而能够讲，在工程勘察中，不进行原为测试是没有质量保证的。十分是大型的工程勘察中，它是不可缺少的手段。有了高质量的原为测试成果，才能进行可靠的工程设计，既不过于保守而浪费大量资金，又不过于冒险而造成安全问题，所以原位测试

17、技术发展有很大的空间，多年来，岩土工程原位测试技术受重视的程度愈来愈高，以全国性的地基基础设计规范和勘察规范为例，在（工业与民用建筑地基基础设计规范）TJ7-74中只在附录中列入了触探试验与单桩静载荷试验要点，而在（建筑地基基础设计规范）GBJ7-89的附录中则增加了地基土载荷试验要点、岩基载荷试验要点、标准贯入和轻便触探试验要点，与TJ7-74相比，原位测试的份量加重了，到了95年的（岩土工程勘察规范），已将原位测试单独列为了一章，包含了载荷试验等十种在勘察、设计阶段常用的原位测试方法。由此可见，岩土工程原位测试技术的地位是愈来愈重要了。而且，岩土工程原位测试技术的应用范围并不限于勘察设计阶

18、段，在施工和施工验收阶段，原位测试也有重要的应用。2、试述常用岩土工程原为测试的方法及其测试指标、工程应用。岩土工程原位测试所包含的测试技术，除了本课程所论及的以外，你还知道有哪些？答：原为测试的方法可分为下面两种：1、剖面测试法loggingorstratigraphicprofilingmethods该方法包括静力触探、动力触探、土的压入式板状膨胀仪测试及电阻率法等；2、专门测试法specifictestmethods该方法主要包括荷载试验、旁压试验、标准贯入试验、抽水和注水试验、十字板剪切试验、岩体应力测试等。一、荷载试验平板荷载试验测试指标：p施加于承压板上的压力；s在相应压力下的沉降

19、；工程应用：1确定地基土承载力2)计算变形模量式中E0土的变形模量(MPa)；v土的泊松比，碎石土取0.25，砂土和粉土取0.30，粉质粘土取0.35，粘土取0.42；Pps曲线上线性段的荷载(kPa)；S与荷载P相应的沉降量(mm)；d承压板直径(m)；I0承压板形状系数，圆形为0.785；方形为0.886。螺旋板荷载试验工程应用：(3)计算不排水抗剪强度式中Cu不排水抗剪强度(kPa)；P1p-s曲线上极限荷载的压力(kN)；R螺旋板半径(cm)；k系数，对软塑、流塑软粘土取8.09.5，对其它土取9.011.5。(4)固结系数：二、静力触探试验三种探头的测试指标：单桥探头：比贯入阻力(侧

20、阻、端阻的综合)psMPa双桥探头：侧壁摩阻力fsKPa锥尖贯入阻力qcMPa摩阻比Rf=fs/qc%孔压探头：初始孔隙水压力UiKPa真锥头阻力经孔压修正qtMPa真侧壁摩阻力经孔压修正ftKPa试验深度处静水压力U0KPa孔压消散经过时刻t的孔隙水压力UtKPa工程应用：1查明地基土在水平方向孔数控制和垂直方向孔深控制的变化，划分土层，确定土的类别；2确定建筑物地基土的承载力和变形模量，以及其它物理力学指标；3选择桩基持力层，预估单桩承载力，判别桩基沉入的可能性；4检查填土及其它人工加固地基的密实程度和均匀性，判别砂土的密度及其在地震作用下的液化可能性；5湿陷性黄土地区用来查找浸水湿陷事故

21、的范围和界限。三、动力触探试验测试指标：1标准贯入试验贯入器锤击入土中30cm的锤击数N，也称贯入阻抗或标贯击数。工程应用：确定地基承载力；确定粘性土、砂土的抗剪强度和变形参数；确定干砂土地基极限承载力；确定抗剪强度指标；内摩擦角确定粘性土、砂土的抗剪强度和变形参数；确定桩的极限承载力；确定砂土的密实度；确定砂土的密实度；评价饱和砂土、粉土的地震液化测试指标;2圆锥动力触探；轻型：贯入30cm锤击数N10重型：贯入10cm锤击数N63.5超重型：贯入10cm锤击数N120工程应用：评价碎石土密度确定地基土承载力确定抗剪强度和变形模量确定单桩承载力四、十字板剪切试验测试指标：不排水抗剪强度峰值C

22、uKPa和残余值CuKPa工程应用：测求饱和粘性土的不排水抗剪强度和灵敏值估算地基土承载力和单桩承载力计算边坡稳定性判定软粘性土的应力历史五、旁压试验测试指标：施加的压力PKPa和土的径向位移Sm工程应用：根据初始压力P0、临塑压力Pf、极限压力PL和旁压模量EM，结合地区经历可评定地基承载力和变形参数。六、波速测试测试指标：测定各类岩、土体的压缩波、剪切波或瑞利波的波速V；工程应用：1划分场地土类别2.计算地基土的动参数3.饱和砂土和粉土的判别4.场地卓越周期的近似计算七、岩体变形特征指标的原位测试承压板法测试指标：施加的压力P，岩体的变形W工程应用：了解岩体的变形特征八、岩体强度试验测试指标：剪切荷载峰值工程应用：为工程(建筑物地基、地