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文档简介
土木工程地质学
GeologyinCivilEngineering7.1概述7.2工程地质测绘7.3工程地质勘探7.4工程地质勘查原位测试7.5工程地质长期观察7.6工程地质勘查资料整理7.7工程地质勘查报告实例7.工程地质勘查
7.1概述工程地质勘察的目的与任务
目的:探明作为建筑物或构筑物工程场地、地基的稳定性与适宜性以及岩土材料的性状等问题进行技术方案论证,解决并处理整个工程建设中涉及的岩土的利用、整改问题,保证工程的正常使用。任务:查明场所工程地质条件,并根据场地的工程地质条件结合工程的具体特点和要求,进行工程地质分析评价,为基础工程、整治工程、土方工程提出设计方案。
工程地质勘察分类可行性研究勘察阶段—探明工程场地的稳定性和适宜性1.收集资料2.现场踏勘3.测绘和必要的勘探避开地区或地段初步勘察阶段—对工程场地的稳定性作出岩土工程评价1.搜集可行性研究阶段岩土勘察报告,建筑范围地形图及有关工程性质、规模的文件;2.初步查明地层、构造、岩土物理力学性质、地下水埋藏条件及冻结深度;3.查明场地不良地质现象的成因、分布、对场地稳定性的影响及其发展趋势4.判定场地和地基的地震效应。详细勘察与施工勘察阶段1.详勘与施工图设计相对应,按不同的建筑物或建筑群提出详细的岩土工程资料和设计所需的岩土技术参数,对地基作出工程分析评价,为基础设计、地基处理、不良地质现象的防治等作出方案及论证,提出建议。2.施工勘察与设计施工相结合进行的地基验槽,桩基工程与地基处理的质量和效果的检验,特别在施工阶段发现地质情况与勘察不符时要进行施工勘察,补充必要数据,为施工阶段的地基基础设计变更提出相应的地基资料。内容和比例尺1.内容:包括有工程地质条件的全部要素,即拟建场地的地层、岩性、地质构造、地貌、水文地质条件、物理地质作用和现象、已有建筑物的变形和破坏状况和建筑经验、可利用的天然建筑材料的质量及其分布等2.比例尺:①小比例尺测绘:1:5000-1:50000(选址阶段)②中比例尺测绘:1:2000-1:50000(初勘阶段)③大比例尺测绘:1:100-1:1000(详勘阶段)在地质条件复杂时,比例尺可适当放大。最基本的勘察方法和基础性的工作,用于勘察的前期阶段,在野外将各种地质现象进行观察、描述、记录,并反映到一定比例尺的地形图上,编绘成地质图或工程地质图。7.2工程地质测绘
主要是指测绘中观察描述工程地质条件的详细程度,包括划分单元的最小尺寸和实际单元界限在图上标定的误差观察点个数:
1/cm2、岩层界限点、地貌单元变化点、断裂(构造)点、水文地质点、原位试验点、物探点。划分单元:最小尺寸为2mm,即大于2mm均应标示在图上。对小断层、裂隙、软弱面,反映在图上,对某些重要单元体,可采用“超”比例的办法标出。误差要求:建筑地段的地质界限、地质点测绘精度在图上误差不应0.5mm。测绘精度工程地质测绘方法和程序实地测绘法1.测绘前的准备工作2.布置地质观察测绘路线,方法:①路线穿越法分为:直线形或折线形路线方向大致与岩层走向、构造线及地貌单元相垂直②布点法预先在地形图上布置一定数量的观测路线和观测点,常用于大、中比例的工程地质测绘③界限追索法沿地层走向或某一地质构造线或某些不良地质现象界限进行布点追索,查明局部的工程地质问题3.工程地质观测点的工作内容①工程地质观察点的类型②测定地质点的位置③在地质点应认真观察,仔细描述,照实做好野外记录④采集有代表性的岩石(土)样标本、化石标本等4.野外实测地质剖面图5.测绘工作的内业整理①将野外测绘观察成果资料进行鉴定分析,确定岩石性质及地质年代,将地质观察点标定在地形图上,并将各点的主要岩层界限、构造线画出,其它的主要地质要素用特殊符号标出,连结所有相同地质界限及构造线,得到所绘制的工程地质图②利用实测剖面图或在平面图上切取纵横两方向的工程地质剖面图③将所得资料进行综合分析,编制成工程地质测绘报告像片成图法1.利用航空(卫星)摄影的像片,先在室内根据判释标志,并结合所掌握的区域地质资料,把判明的地层岩性、地质构造地貌、水系及不良地质现象等,描述在单张像片上。2.然后在像片选择需要调查的若干点和路线,据此去实地进行调查,校对修正绘成底图,3.最后,将结果转绘成工程地质图比例尺:航片1:25000~1:100000
陆地卫星影像1:250000~1:500000
热红外图像>1:50000—遥感技术
岩土工程勘探常用的方法有钻探、坑探及工程物探三类钻探和坑探工程是直接勘探手段,能较可靠地了解地下地质情况。钻探工程是使用最广泛的一类勘探手段,普遍应用于各类工程的勘探;由于它对一些重要的地质体或地质现象有时可能会误判、遗漏,所以也称它为“半直接”勘探手段。坑探工程勘探人员可以在其中观察编录,以掌握地质结构的细节;但是重型坑探工程耗资高,勘探周期长,使用时应具经济观点。地球物理勘探简称物探,是一种间接的勘探手段,它可以简便而迅速地探测地下地质情况,且具有立体透视性的优点。但其勘探成果具多解性,使用时往往受到一些条件的局限。考虑到三类勘探手段的特点,布置勘探工作时应综合使用,互为补充。7.3工程地质勘探一、工程物探岩土层有不同的物理性质,如导电性、弹性、密度、磁性等。利用专门仪器测定岩土层物理参数,通过分析地球物理场的异常特征,结合地质资料,间接了解地下深处地质体的情况。物探种类:电法、磁法、地震、重力、放射性等勘探方法,工程中常用的是电法和弹性波法。1.电法:利用仪器测定人工或天然电场中岩土的导电性的差异测定地质情况。2.弹性波勘探:用人工激发震动,研究弹性波在地质体中传播规律,判断地下情况和岩体的特性和状态。分为地震勘探、声波探测工程物探的作用主要有:作为钻探的先行手段。了解隐蔽的地质界线、界面或异常点(如基岩面、风化带、断层破碎带、岩溶洞穴等)作为钻探的辅助手段。在钻孔之间增加地球物探勘探点,为钻探成果的内插、外推提供依据。作为原位测试手段。测定岩体的波速、动弹性模量、特征周期等参数。二、钻探工程1.岩土工程钻探的特点在岩土工程勘察中,钻探是最常用的一类勘探手段。与坑探、物探相比较,钻探有其突出的优点,它可以在各种环境下进行,一般不受地形、地质条件的限制;能直接观察岩心和取样,勘探精度较高;能提供作原位测试和监测工作,最大限度地发挥综合效益;勘探深度大,效率较高。因此,不同类型、结构和规模的建筑物,不同的勘察阶段,不同环境和工程地质条件下,凡是布置勘探工作的地段,一般均需采用此类勘探手段。与一般的矿产资源钻探相比,岩土工程钻探有如下特点:
(1)钻探工程的布置,不仅要考虑自然地质条件,还需结合工程类型及其结构特点。如房屋建筑与构筑物一般应按建筑物的轮廓线布孔。(2)除了深埋隧道以及为了解专门地质问题而进行的钻探外,孔深一般十余米至数十米,所以经常采用小型、轻便的钻机。(3)钻孔多具综合目的,除了查明地质条件外,还要取样、作原位测试和监测等;有些原位测试往往与钻进同步进行,所以不能盲目追求进尺。(4)在钻进方法、钻孔结构、钻进过程中的观测编录等方面,均有特殊的要求。如岩心采取率、分层止水、水文地质观测、采取原状土样和软弱夹层、断层破碎带样品等要求。
1.线网的布置不仅考虑地质条件,还要结合工程类型2.钻探的深度较浅3.孔径变化较大,小者数十毫米,大者1000或2000毫米4.一孔多用5.要求达到一定岩芯采取率>80%;软弱夹层>65%6.准备做试验的孔段,要求孔壁光滑平整,以利压水试验、灌浆等。通过对岩心的各种统计,可获得岩心采取率、岩心获得率和岩石质量指标(RQD)等定量指标。岩心采取率是指所取岩心的总长度与本回次进尺的百分比。总长度包括比较完整的岩心和破碎的碎块、碎屑和碎粉物质。岩心获得率是指比较完整的岩心长度与本回次进尺的百分比。它不计入不成形的破碎物质。
2.钻孔类型:指钻孔的角度及其方向钻孔的角度即是钻机的立轴钻杆与地平线的夹角。主要分为:钻直孔:倾角90°,工程地质钻探中最常用、可作压水试验水平孔:倾角0°,一般在坑探中布置,可作平硐、石门延续斜孔:倾角小于90°,且应定出倾斜的方向定向孔:钻孔随深度的变化有规律地弯曲,进行定向钻进3.钻探孔深度的确定
确定勘探孔深度应根据建筑物类型、勘察阶段、工程地质条件的复杂程度和所评价的工作地质问题等综合考虑。水工建筑物:为评价坝基深部抗滑稳定,勘探孔应穿过可能构成滑移面的软弱结构面;评价坝基渗漏,勘探孔应达到透水层以下的相对隔水岩层。工民建:勘探孔一般要打到压缩层以下。平原区5-15m;控制孔
20-30m;东南沿海30-75m;断层破碎带要穿过,打入新鲜基岩5m。控制孔、一般勘探孔4.钻孔观测与编录
钻孔观测与编录是钻进过程的详细文字记载,也是岩土工程钻探最基本的原始资料。因此在钻进过程中必须认真、细致地做好观测与编录工作,以全面、准确地反映钻探工程的第一手地质资料。钻孔观测与编录的内容包括:
1、岩心观察、描述和编录对岩心的描述包括地层岩性名称、分层深度、岩土性质等方面。不同类型的岩土其岩性描述的内容为:
(1)碎石土:颗粒级配;粗颗粒形状、母岩成分、风化程度,是否起骨架作用;充填物的成分、性质、充填程度;密实度;层理特征。
(2)砂类土:颜色;颗粒级配;颗粒形状和矿物成分;湿度;密实度;层理特征。
(3)粉土和粘性土:颜色;稠度状态;包含物;致密程度;层理特征。
(4)岩石:颜色;矿物成分;结构和构造;风化程度及风化表现形式,划分风化带;坚硬程度;节理、裂隙发育情况,裂隙面特征及充填胶结情况,裂隙倾角、间距,进行裂隙统计。必要时作岩心素描。
岩心采取率:是指所取岩心的总长度与本回次进尺的百分比。总长度包括比较完整的岩心和破碎的碎块、碎屑和碎粉物质。岩心获得率:是指比较完整的岩心长度与本回次进尺的百分比。它不计入不成形的破碎物质。岩石质量指标(RQD):指在取出的岩心中,大于10cm的柱状岩心长度与本回次进尺的百分比。是岩体分类和评价地下洞室围岩质量的重要指标。上述三项定量指标可反映岩石的坚硬和完整程度。岩石愈坚硬、完整,数值愈高;愈软弱、破碎的岩石,数值愈低。岩芯采取率>80%;软弱夹层>65%
在钻三进过三程中三注意三换层三的深三度、三回水三颜色三变化三、钻三具陷三落、孔壁三坍塌三、卡三钻、三埋钻三和涌三沙现三象等三,结三合岩三心以三判断三孔内三情况三。如果三钻进三不平三稳,三孔壁三坍塌三及卡三钻,三岩心三破碎三且采三取率三又低三,就表明三岩层三裂隙三发育三或处三于构三造破三碎带三中。国内三水利三水电三勘察三单位三使用三的钻三孔摄三影和三钻孔三电视三,可三以对孔内三岩层三裂隙三发育三程度三及方三向、三风化三程度三、断三层破三碎带三、岩三溶洞穴和三软弱三泥化三夹层三等,三获取三较为三清晰三的照三片和三图像三。这三无疑三提高了钻三探工三作的三质量三和钻三孔利三用率三。三、坑探三工程1、岩三土工三程勘三探常三用的三坑探三工程三类型三及其三适用三条件三坑三探工三程也三叫掘三进工三程、三井巷三工程三,它三在岩三土工三程勘三探中占有三一定三的地三位。三与一三般的三钻探三工程三相比三较,三其特三点是三:勘察三人员三能直三接观三察到三地质三结构三,准三确可三靠,三且便三于素三描;三可不受三限制三地从三中采三取原三状岩三土样三和用三作大三型原三位测三试。三尤其三对研究断三层破三碎带三、软三弱泥三化夹三层和三滑动三面(带)等的三空间三分布三特点三及其工三程性三质等三,更三具有三重要三意义三。坑探三工程三的缺三点是三:使三用时三往往三受到三自然三地质三条件三的限三制,三耗费资三金大三而勘三探周三期长三;尤三其是三重型三坑探三工程三不可三轻易三采用三。各种三坑探三工程三的特三点和三适用三条件三:岩土三工程三勘探三中常三用的三坑探三工程三有:三探槽三、试三坑、三浅井三、竖三井(斜井)、平三硐和三石门(平巷)。其三中前三三种三为轻三型坑三探工三程,三后三三种为三重型三坑探三工程三。2.编录三工作坑探三工程三应事三先编三好设三计书三,开三挖过三程中三要及三时作三好观三察、描述三、记三录或三照相三,然三后作三好编三录工三作。坑探三工程三的编三录工三作主三要是三编制三展视三图,三展视三图就三是沿三坑探工三程的三壁面三、底三面所三编制三的连三续地三质剖三面图三、按三一定三的制三图方法三将三三度空三间的三图形三展开三。不三同类三型的三坑探三工程三展视三图的三编制方三法和三表示三的内三容有三所不三同,三比例三尺一三般为1:三25三-1三:1三00试坑三、浅三井、三竖井三:采用三四壁三辐射三展开三法或三四壁三平行三展开三法探槽三:一般三只画三底和三一壁三,有三时也三将两三侧壁三画出三。平硐三:将五三个面三全部三画出三,硐三顶分三开单三画,三其余三面相三联展三开原位三测试工程三地质三野外三试验三是工三程地三质的三重要三勘察三方法三之一三。主三要特三点是三:保持三天然三状态综合三反映三客观三实际避免三取样三的困三难完成三室内三无法三测定三的试三验内三容工程三地质三勘察三中常三用的三野外三试验三有三三大类三:水文三地质三试验:钻孔三压水三试验三、抽三水及三渗水三试验三等岩土三力学三性质三和地三基强三度试三验:载三荷试三验、三触探三试验三、十三字板三剪切试三验、三钻孔三旁压三试验三、岩三体弹三性模三量测三定、三点荷三载试三验、三回弹锤击三试验三等地基三处理三试验:灌浆三试验三、桩三基承三载力三试验洛阳三铲麻花三钻钻三进钻孔三平面三布置三图钻孔三柱状三图工程三地质三剖面三图物理三力学三性质三指标三值刮刀三钻头一字三钻头鱼尾三钻头螺旋三钻头金刚三石钻三头潜孔三锤钻三头常见三各种三钻头一、三平板三载荷三试验适用三范围三:一般三粘性三土和三无粘三性土1.目的三:研究三地基三土体三压缩三变形三特征三、地三基容三许承三载力[R三]、变三形模三量Eo、地三基变三形范三围、三黄土三起始三湿陷三压力2.原理三:通过三对放三置在三地基三土表三面上三的方三形(或圆三形)刚性三承压三板上三逐级三施加三荷载三,观三测各三级荷三载下三沉降三量随三时间三的变三化,三逐级三达到三稳定三为止三,这三样测三得各三级荷三重压三力(P三)相应三的稳三定沉三降量三,以三此绘三制压三力与三沉降三的关三系曲三线(P三-S三)和沉三降量三随时三间变三化的S-三t关系三曲线.3.试验三设备主要三包括三加载三与传三压装三置、三变形三观测三装置三及承三压板三。载荷三试验三一般三在方三形试三坑中三进行三,将三试坑三挖到三基础三的设三计砌三置深三度,三整平三坑底三,放三置承三压板三,在三承压三板上三施加三荷载三。承压三板:采用三现场三混凝三土浇三筑和三预制三两种三,其三底面三一般三用厚三钢板。三对承三压板三的要三求是三:要三有足三够的三刚度三;满三足在三加荷三过程三中承压板三本身三的变三形小三;而三且其三中心三和边三缘不三能产三生弯三曲和三翘起三的要求,三故其三形状三一般三为圆三形或三方形三。根三据经三验,三土质三松软三的地三基土,三宜采三用较三大尺三寸;三土质三较硬三时,三承压三板宜三选用三较小三尺寸三。承压三板的三面积三一般三采用25三00三~1三00三00三cm2。加荷三传压三装置三:加荷三传压三装置三包括三:压三力源(千斤三顶、三堆载三物);载三荷台三架;三反力构三架等三。加三荷方三式有三两种三:重三物静三力加三荷和三液压三千斤三顶加三荷。重物三静力三加荷三法:三在载三荷台三上放三置重三物(如钢三锭、三铅块三、建三筑砌三块)以此三向地三基土三加荷三载。三此法三虽显三笨重三,劳三动强三度大三,但三其荷三载稳定,三常在三大荷三载测三试时三采用三。液压三千斤三顶反三力加三荷法三:用液三压千三斤顶三加荷三,用三地锚三系统三提供反力三。加三荷是三通过三钢桁三架或三拉杆三传给三地锚三。其三加荷三控制三及搬三运方便,三劳动三强度三相对三较小三,但三可提三供的三反力三有限三,故三适于三小荷三载测试。三受力三时地三锚有三时会三上拔三,千三斤顶三压力三不易三稳定三,故三常加三一稳压器三,以三保持三一定三恒压三。地锚三系统三、反三力构三架或三载荷三台架,其三构件三和总三体组三合强三度不三能过低三,应三是试三验最三大荷三载的1.三5-三2倍。沉降三量测三系统由千三分表三(现三在一三般使三用带三计算三机数三据接三口的三电子千三分表三,既三可观三测,三又可三以实三现数三据自三动采三集)三及固三定支三架或沉降三传感三器及三自动三记录三仪组三成。反力三装置三:堆载三式、三撑臂三式、三伞型三锚杆三式、三桁架三式。三对于三大型三压板三试验三常采三用锚三桩或三锚杆三梁式三反力三系统观测三装置三:压力三环、三百分三表及三固定三支架三等。油压三千斤三顶的三反力三,由三地锚三支承三。测量三承压三板的三沉降三变形三可用三千分三表。3、试三验要三点试验三点的三位置三应根三据建三筑物三的结三构特三点、三特殊三要求三、以三及建三筑区的三工程三地质三条件三来选三择,三一般三布置三在重三要建三筑物三关键三部位三的持力层三和软三弱土三层处三。a.试坑三开挖开挖三圆形三或方三形基三坑,三试坑三直径三或宽三度不三小于三承压三板直三径和三宽度的三三倍三。当三挖至三距试三验深三度15三-2三0c三m处预三留防三扰动三保护三层,三停止快速三开挖三,用三平铲三修整三至试三测深三度。试验三前应三保持三土层三的天三然湿三度和三原状三结构三。试面三上铺三设0.三5-三1c三m厚的三净砂三,粒三径为三中粗三砂,保证承压三板水三平并三与土三均匀三接触三。b.加荷三等级分级三加荷三。第三一级三加荷三宜接三近挖三除土三柱的三自重三,其三相应三的沉降不三计。三以后三,每三级加三荷的三增量三一般三应取三地基三预估三荷载1/三8-三1/三10;软土三每级三荷载三增量三为10三-2三5K三Pa;中三密粘三性土三及砂三土为25三-5三0K三Pa;密实的三砂土三、碎三石土三和坚三硬的三粘性三土,三可采三用50三-1三00三KP三ac.每级三荷载三下的三沉降三观测三与稳三定标三准沉降三观测三标准三:每次三加荷三后,第一三小时三内按5、5、10、10、15、15分钟三观测三其沉降三量(S)一三次,三以后三每隔30三mi三n观测三一次三,达三到稳三定标三准为止,三绘制S-三t关系三曲线三。沉降三稳定三标准三:视土三的种三类而三定。三碎石三土及三砂土三每级三荷载三观测三不少三于4个小时;三一般三粘性三土不三少于8个小三时,三软粘三土不三少于24小时三。同三时还须满三足每三小时三沉降三量不三大于0.三1m三m的要三求。d.终止三试验三条件试验三过程三中出三现下三列现三象之三一时三,即三可认三为土三体已三达到三极限三荷载状三态,三可以三结束三试验三:承压三板周三围出三现土三被挤三出,三或有三明显三裂缝三变形三现象三;荷载-沉降三曲线三出现三陡降三段;24三h沉降三速率三不能三达到三相对三稳定三标准三;一般三尽可三能加三荷至三土体三破坏三。当三最终三一级三加荷三观测三沉降三量结三束后,三可逐三级卸三荷,三并观三测其三回弹三值。4.资料三的整三理根据三载荷三试验三结果三,可三以绘三制压三力P与变三形量S的关系曲三线和三变形三量S与时三间t的关三系曲三线。P-三S曲线三的开三始部三分往三往接三近于三直线三,与三直线三段终三点1对应三的荷三载P0称为三地基三的比三例界三限荷三载或三地基三的临三塑荷载,三一般三地基三承载三力设三计值三取接三近于三或稍三超过三此比三例界限三值;拐点2对应三的荷三载Pu为极三限荷三载,三相当三于地三基整三体滑移破三坏时三的承三载力三。这两三个拐三点是三确定三地基三的承三载力三和计三算变三形模三量的三重要依三据。根据三记录三绘制P~三S和S~三t关系三曲线三。曲线三被两三个拐三点P0和Pu分为三三段三:线段Ⅰ为直三线,P~三S成正三比关三系,P0为比三例界三限点三,称三为压密三阶段;线段Ⅱ为曲三线,Pu为极三限强三度,三这段三称为剪切三阶段;线段Ⅲ曲线三,表三明压三力作三用下三不能三稳定三,形三成滑三动面三,土三体受三到破三坏,三称为破坏三阶段。压力三与稳三定沉三降关三系曲三线5.资料三应用a.计算三变形三模量Eo变形三模量Eo是指三土在三单轴三受力三、无三侧限三情况三下的三应力三与应三变之三比,三与室三内有三侧限三条件三下压三缩试三验求三得的三压缩三模量Es不同三。其三值可三由载三荷试三验成三果P-三S曲线三的直三线变三形段三按弹三性理三论公三式求三得。式中Eo—土的三变形三模量三,MP三a;P—承夺三板上三的总三荷载三,KP三a;S—相应三沉降三量,mm;d—换算三成圆三面积三的承三压板三直径三,m(表15三-1三1);μ—土的三泊松三比,三。b.确定地基三承载三力特三征值(1)拐三点法根据三试验P-三S曲线三有较三明显三直线三段时三,就三用直三线段三的拐三点所三对应三的压三力即三临塑三荷载三作为三地基三承载三力的三特征三值。三软粘三土中P-三S关系三曲线三拐点三常不三明显三,则三可采三用双三对数lg三P-三lg三S关系三曲线三,找三到拐三点。三常见三这类三土多三为密三实砂三土、三硬塑三以上三的粘三性土三等。(2)极三限荷三载法当临三塑荷三载与三极限三荷载三接近三时,三应以Pu除以三安全三系数K作为三地基三承载三特征三值。K值一三般取三。多三为脆三性破三坏类三型的三土,三如某三些黄三土、三红土三等。(3)相三对沉降三控制三法在P-三S曲线三较平三缓的三区段三中选三取承三压板三沉降三量S与承三压板三宽度三或直三径b之比三值(S/三b).对一三般粘三性土三采用S/三b≤三0.三02对应三的压三力作三为地基三承载三特征三值;对三砂土三和新三近沉三积粘三性土三采用三所对三应的三压力三值为地基三承载三特征三值。c.预估三建筑三物沉三降量在建三筑物三基础三宽度2倍深三度以三内土三质相三对均三匀时三,利三用平三板载三荷试三验,三可以三预估三建筑三物沉三降量三。对于三砂土三地基三,建三筑物三沉降三量估三算,三可按三公式三计算三:对粘三性土三地基三,建三筑物三沉降三量估三算,三可按三公式三计算式中三:S’为预三估的三基础三沉降三量;S为载三荷与三基础三底面三压力三值相三等时三的承三压板三的沉三降量三;B为基三础短三边宽三度;D承压三板尺三寸。二、三静力三触探1.试验三目的三和基三本原三理用静三压力三匀速三将标三准规三格的三圆锥三形探三头压三入土三层,三由于三土层三中各三种土三的软三硬不三同,三探头三所受三阻力三自然三不一三样,三利用三探头三内的三阻力三传感三器,三通过三电讯三号和三机械三系统三将进三入土三中的三贯入三阻力三,传三至自三动记三录仪三绘出三随深三度的三变化三曲线三。根三据贯三入阻三力与三土的三工程三性质三之间三的定三性关三系和三统计三关系三,对三复杂三地层三进行三划分三、并三提供三地基三承载三力、三选择三桩尖三持力三层和三预估三单桩三承载三力等三指标三。根据三工程三需要三采用三单桥三探头三、双三桥探三头、三或带三孔隙三水压三力量三测的三探头三,可三测比三贯入三阻力三(Ps)、三锥尖三阻力三(qc)、三侧壁三摩阻三力(fs)和三贯入三时的三孔隙三水压三力。三静力三触探三试验三用于三软土三、一三般粘三性土三、粉三土、三砂土三和含三少量三碎石三的土.但对三卵砾三和砾三质土三层不三宜采三用。静力三触探三仪、三静力三触探三车2.仪器三与主三要设三备静力三触探三仪主三要由三贯入三装置三、探三头、三量测三记录三装置三三部三分组三成。a.贯入三装置三:包括三触探三主机三与反三力装三置,三触探三主机三借助三探杆三将装三在其底三端的三探头三压入三土中三;反三力装三置则三提供三主机三在贯三入探三头过三程中三所需的反三力。三触探三主机三按力三的传三动方三式可三分为三液压三传动三和机三械传三动两三类。液压三传动三方式三最大三贯入三行程三一般三为,三贯入三力大三于80三KN,以车装三式为三主。三特点三是贯三入速三度均三匀、三加压三能力三大。三适于三一般三粘性三土、硬粘三土和三较密三实的三砂类三土的三深层三静力三触探三。机械三式有三电动三丝杆三和手三摇链三式两三种。三电动三丝阻三力贯三入力三较大三,适三用于一三般粘三性土三和砂三类土三;手三摇式三主机三以人三力转三动手三柄将三探头三压力三土中,三贯入三力一三般小三于20三-3三0K三N,只三适用三于浅三层松三软的三粘性三土层三。反力三装置三:作三用是三固定三触探三主机三,一三般常三采用三地锚三、重三物和三车辆三自重作三为反三力装三置。b.探头探头三工作三原理三:将探三头压三入土三中,三由于三土层三的阻三力,三使探三头受三到一三定的三压力三。土三层的三强度三越高三,探三头所三受到三的压三力愈三大,三探头三内的三阻力三传感三器,三将土三层的三阻力三转变三为电三讯号三,由三仪器三测量三出来三。土的三强度三土三的阻三力三传感三器应三变三电阻三变化三电三压输三出,三最后三由电三子仪三器记三录下三来,三测定三土的三强度三。单、三双桥三探头探头三的类三型:三单桥三探头三和双三桥探三头单桥三探头三试验三可得三比贯三入阻三力Ps,双三桥探三头试三验可三得到三锥头三阻力qc及侧三壁摩三擦力fs3.试验三方法三和步三骤:a.平整三实验三场地三。b.将触三探头三对准三孔位三。c.设置三好量三测仪三器,三将探三头按1.三2m三±0三.3三m/三mi三n均速三贯入三土中三左右(冬季三应超三过冻三结线),然三后稍三许提三升,三使探三头传三感器三处于三不受三力状三态。d.待探三头温三度与三地温三平衡三后(仪器三零位三基本三稳定),将三仪器三调零三或记三录初三读数三,即三可进三行正三常贯三入。三深度6m内,三每贯三入1-三2m,应三提升三探头三检查三温漂三并调三零;6m以下三每贯三入5-三10三m应提三升探三头并三检查三回零三情况三,若三有异三常情三况,三应检三查原三因并三及时三处理三。e.实验三时均三匀转三动摇三柄,三以上三述均三速将三探杆三压入三土中三,根三据深三度指三针和三触探三机架三上的三刻度三,每三压入10三cm,记三录一三次探三头阻三力读三数。4.资料三整理三及应三用a.资料三整理比贯三入阻三力Ps:锥头三阻力qc及侧三壁摩三擦力fs其中αp,αq,αf—分别三为应三变率三定的三传感三器的三率定三系数三;εp,εq,εf—传感三器的三应变三量或三输出三电压摩阻三比Rf:是同三一深三度的三侧摩三阻力fs与锥三尖阻三力之三比,三以百三分数表示b.成果三应用绘图三:以三深度三为纵三坐标三,以三比贯入阻三力Ps或锥三尖阻三力qc和侧三摩阻三力fs三(及摩三阻比Rf三)为横三坐标三,绘三出关系曲三线。(1三)划分三土层三和定三名单桥三探头三可根三据比三贯入三阻力Ps确定土三类,三但精三度不三高。三双桥三探头三可测得三锥尖三阻力三和侧三壁摩三擦力三计算三摩阻比Rf,划三分土三类,三精度三较高三。qcfs(2三)确定三地基三土的三承载三力利用三静力三触探三资料三确定三地基三土承三载力,国内三均采三用在三实践三基础上提三出经三验公三式。《工业三与民三用建三筑地三质勘三察规三范》采用三的公三式:砂土三:f=三0.三01三97三Ps三+0三.0三65三6一般三粘性三土:f=三0.三10三4P三s+三0.三26三9老粘三土:f=三0.三1P三s(3三)确定三土的三压缩三模量ES和变三形模三量E0用经三验公三式确三定土三的压三缩模三量ES和变三形模三量E0,不三同地三区和三部门对三不同三土类三有不三同的三经验三公式三可供三选择(4三)估算三单桩三极限三承载三力利用三双桥三探头三测得三的qc和fs,可三以用三在桩三基设三计中三,确三定单三桩承载三力;三选择三桩尖三持力三层;三提供三各层三土的三变形三指标三。三、三圆锥三动力三触探1.试验三目的三和基三本原理三:是利三用一三定重三量的三落锤三,以三一定三高度三自由三下落三,将三一定三尺寸三、一三定形三状的三探头三打入三土中三,记三录贯三入一三定深三度所三需锤三击数三,根三据贯三入的三难易三程度三来判三定土三的物三理力三学性三质并三进行三力学三分层三的一三种原三位测三试方三法。三可查三明地三层剖三面、三确定三各类三土的三承载三力、三桩基三持力三层、三预估三单桩三承载三力等三。2.动力三触探三的类三型及三规格根据三穿心三锤的三重量三,可三将圆三锥动三力触三探分三为轻三型、三重型三、超三重型三三种三动力三触探三。其三中,三轻型三适用三于一三般粘三性土三及素三填土三;重三型适三用于三砂土三及碎三石土三;超三重型三适用三于卵三石、三砾石三类土三。各类三型触三探设三备均三由触三探器三、重三锤、三及触三探杆三三部三分组三成。动力三触探三设备三规格贯入三深度三:轻三型贯三入30三cm锤击三数N10重型三贯入10三cm锤击三数N63三.5超重三型贯三入10三cm锤击三数N1三20a.轻型三动力三触探适用三于一三般粘三性土三和素三填土(1三)规格三:锤三重10三kg、落三距50三cm、贯三入30三cm锤击三数N10(2三)试验三要点三:先用三轻便三钻具三钻到三试验三土层三标高三以上3c三m处,三然后三将探三头与探杆三放入三孔内三,保三持探三杆垂三直。将10三kg的穿三心锤三提升三到50三±2三cm高度三,使三其自三由下三落,三将探三头垂直三打入三土层三中。三记录三每打三入土三层30三cm锤击三数N10如遇三密实三坚硬三土层三,当三贯入0.三3m所需三锤击三数超三过10三0击或三贯入15三cm超过50击时三,即三可停三止试三验,N10可用三贯入三深度三及其三相应三锤击数三换算三。圆锥三触探三头类三型b.重型三、超重三型动力三触探(1三)规格三:锤三重63三.5三kg、落三距76三cm、贯三入10三cm锤击三数N63三.5锤重12三0k三g、落三距10三0c三m、贯三入10三cm锤击三数N12三0(2三)试验三要点三:触探三杆应三保持三垂直三,接三头连三接紧三固。三贯入三时63三.5三kg穿心三锤提三升76三cm高度三(超三重型三穿心三锤12三0k三g提升三到10三0c三m),三然后三使其三自由三下落三,将三探头三打入三土中三。记录三贯入三深度三、一三阵击三的贯三入量三及相三应的三锤击三数(三一般5击为三一阵三击)三并计三算每三贯入10三cm的实三测锤三击数N;当三触探三杆长三度大三于2m时,三锤击三数校三正:式中N63三.5—重型三动力三触探三锤击三数;α—触探三杆长三度校三正系三数3.资料三整理三与成三果应三用资料三整理三:绘三制N10-H、N63三.5-H、N12三0-H曲线三,分三层及三计算三分层击数三平均三值。成果三应用三:根据三曲线三可划三分土三类或三土层三剖面一般三来说三,锤三击数三越小三,土三的颗三粒越三细;三锤击三数越三大颗三粒越粗。三在某三一地三区进三行多三次实三践后三,就三可以三建立三起当三地土三类型三与锤击三数之三间的三关系三。将三触探三锤击三数相三近段三划分三为一三层,三并求三出每一三层的三锤击三数平三均值三,定三出土三层名三称。在地三区性三的经三验基三础上三,根三据触三探成三果指三标确三定砂三土的三孔隙三比、三相对三密度三、估三算地三基土三承载三力、三及单三桩承三载力三等四、三十字三板剪三切试三验用于三测定三饱和三软粘三土不三排水三抗剪三强度三和灵三敏度三的原三位测三试技术。三测试三时,三把一三定标三准的三十字三板头三插入三饱和三软粘三土中三,以三一定的三速率三扭转三,量三测土三破坏三时的三抵抗三力矩三,测三定土三的不三排水三抗剪强三度。由于三该试三验是三在原三位条三件下三进行三的,三与室三内试三验相三比,三更容易反三映土三体的三天然三结构三、天三然应三力等三条件三,尤三其是三高塑三性软三土。目前三国内三主要三有两三种十三字板三剪切仪,三即机三械式三和电三测式三。电测三式十三字板三剪切三仪在十三字板三头上三连接三贴有三电阻三应变片的三受扭三力矩三传感三器,三在地三面用三电子仪三器直三接测三量十三字板三的剪三切扭矩。将十三字板三头压三入土三中预三定的三试验深度三后,三顺时三针方三向转三动扭三力装三置的手三摇柄三,三当量三测仪三表读三数开三始增大三时,三每转1度读三数1次。三将峰三值或稳三定值三作为三原状三土的三剪切三破坏三的读数三。四、三标准三贯入(S三PT三)1.试验三目的三和原三理也是三一种三动力三触探三,它三利用三一定三的锤三击动三能(三锤重63三.5三kg三,落距76三cm),三将一三定规三格的三对开三管式三的标三准贯三入器三(对三开管三外径51三mm、内三径35三mm、长三度>45三7m三m)打三入钻三孔孔三底的三土中15三cm,然三后再三打入30三cm,用三后30三cm的锤三击数三作为三试验三的指三标N。根三据打三入土三中的三贯入三阻抗三,判三别土三层的三工程三性质三。该实三验的三应用三主要三划分三土层三、评三定砂三土的三相对三密度三、评三定地三基土三承载三力、三估算三单桩三承载三力等三。标准三贯入三器:由两三个半三圆管三合成三的取三土器该试三验主三要适三用于三一般三粘性三土、三粉土三和砂三土,三不适三用于三软塑-流塑三的软三土对开三管式三标准三取土三器2.试验三设备三和操三作要三点标准三贯入三试验三除所三用探三头为三对开三管式三贯入三器外三,其三它试三验设备与三圆锥三动力三触探三相似三。a.先用三钻具三钻至三土层三标高三以上15三cm处(避免三下层三土受三到扰三动),清三除孔三底残三土后三再进三行试三验b.将贯三入器三竖直三打入三土层三中15三cm后,三开始三记当三每打三入10三cm的锤三击数三,累三计打三入30三cm的锤三击数三为标三准贯三入试三验的三实测三锤击三数.当锤三击数三达50击,三而贯三入深三度未三达30三cm时,三可记三录实三际深三度并三终止三试验三,用三实际三深度三和相三应的三锤击三数换三算出N值。c.取出三贯入三器,三对贯三入器三中的三土样三进行三鉴别三描述d.当钻三杆长三度大三于3m时,三锤击三数应三进行三钻杆三长度三校正式中N’—杆长三修正三后的三锤击三数;N—现场三实测三锤击三数;α—杆长三修正三系数3.资料三的应三用a.确定三地基三承载三力粘性三土确三定承三载力砂土三地基三承载三力b.确定三砂土三的密三度和三容许三承载三力c.根据三标准三贯入三试验三结果三确定三单桩三竖向三承载三力d.评价三粘性三土的三稠度三状态三和地三震作三用下三强度三降低判断三砂土三液化三:标三准贯三入击三数N小于三按下三式计三算出三的N’时,三则可三认为三是可三液化三的砂三土Nc三r为液三化判三别标三准贯三入锤三击数三临界三值;N0为液三化判三别标三准贯入锤三击数三基准三值;N>三Nc三r不易三液化;N<三Nc三r可能三或容三易液三化五、三旁压三试验1、试三验目三的与三原理测定三地基三土体三的变三形模三量和三确定三地基三的承三载力三。它三的基三本原三理与载三荷试三验相三似,三但两三者施三加压三力的三方式三和土三体变三形的三方向三是不同的三。试验三原理三:是在三竖直三钻孔三内放三入旁三压器三探头三,利三用高三压气三体使三量管三中的三水注入三旁压三器里三,使三其因三增压三膨胀三而对三孔壁三施加三侧向三压力三,引三起孔壁土三体产三生变三形,三其大三小由三量管三中水三位变三化值三反映三出来三。通三过逐级加三荷,三并观三测相三应量三管中三的水三位降三,据三此绘三制压三力与三水位三降的关系三曲线三。它三与载三荷结三果的P-三S曲线三相似三,同三样反三映出三随压三力变化土三层的三变形三特征三。2.旁压三仪结三构由旁三压器三、加三压稳三压装三置和三变形三测量三装置三及导三管等三部分三组成。)三旁压三器是旁三压仪三最主三要的三部件三。旁三压器三为圆三柱形三骨架三,外三套有密封三的弹三性膜三。预三钻式三一般三分为三上、三中、三下三三腔。三中腔三为测三试腔,上、三下腔三为辅三助腔三。上三、下三腔用三金属三管连三通,三而预三与中三腔严三密隔离。三加压三稳压三装置三的压三力源三为高三压氮三气或三人工三打气三。并三附有三加压稳压三调节三阀和三压力三表。三变形三测量三装置三一般三由体三变管(量管)或液三位仪及三辅管三组成三。导三管为三尼龙三软管三,连三接旁三压器三中腔三与体三变管三相通,三连接三上下三腔与三辅管三相通三。旁压三仪分三为预三钻式三和自三钻式三两类三。旁压三仪预钻三式是三在预三先钻三好的三钻孔三内放三入旁三压器.自钻三式是三用自三钻钻三头钻三进将三旁压三器放三入预三定位三置,三然后三通过三压力-体积三控制三装置三使旁三压器三径向三扩张三,对三孔壁三施加三压力三,使三土体三产生三相应三变形三的一三种原三位测三试方三法。试验三前要三先进三行弹性三膜标三定和仪器三综合三变形三校准三。压力三和体三积控三制箱设置三在三三角架三上的三一个三箱式三结构三,它三包括三加压三稳压三装置三和变三形量三测装三置两三部分三。加压三稳压三装置三是由三高压三氮气三瓶或三人工三打气三筒、三储气三罐、三调节三阀和三相应三的压三力表三组成三。加三压稳三压均三通过三调压三阀控三制。变形三量测三装置由测三管、三辅管三、水三箱及三各类三阀门三等部三件构三成。三主要三功能三是控三制进三入旁三压器三的水三量。旁压三仪的三率定三:弹三性膜三约束三力的三率定三和仪三器管三路综三合变三形率三定测三试。3三.试验三步骤a.平整三场地三,钻三孔准三备。成孔三要求三:试三验前三用回三转、三勺钻三打好三钻孔三,成三孔要三直,三孔壁三要光滑三。钻三孔直三径应三略大三于旁三压器三外径2~6m三m。孔三深应三比预三定试三验深度三略深20~40三cm,以三保证三旁压三器下三腔在三受膨三胀时三有足三够的三空间,三使其三和上三腔同三步。三钻孔三成孔三后宜三立即三进行三试验三,以三免缩三孔和塌孔三。对三易坍三塌的三钻孔三,宜三采用三泥浆三护壁三。实验三点布三置原三则:三必须三保证三旁压三器上三、中三、三下三三腔都三在同三一土层三中。三均质三土中三一般1m安排1个测三点;三每一三层应三少于1个测三点,层厚三大于3m的土三层,三一般三不少三于2个测三点。检查三管路三。b.充水三:将三旁压三器置三于地三面上三,打三开水三箱阀三门,三使水三由水三箱分别三流入三旁压三器中三筒和三上、三下筒三,并三返回三到测三管中三。待三量测三管中水三位升三高到三一定三高度三时,三提起三旁压三器中三筒的三中点三与量三管的三水位相三平(三此时三旁压三器内三不产三生静三水压三力,三不会三使弹三性膜三膨胀三),然后三关闭三筏门三,停三止注三水。三此时三量管三水位三值为三试验三初读三数.c.放置三旁压三仪:三将旁三压器三放入三钻孔三中预三定的三实验三深度三,其三深度以中三腔中三点为三准。三打开三量管三阀门三,此三时旁三压器三内产三生静三水压三力,并记三录管三中水三位下三降值三。该三压力三即为三第一三级压三力。静水三压力:是自三旁压三器测三量套三筒的三中点三至量三管水三面垂三直距三离水三柱产生的三压力三当测三试深三度内三有地三下水三时,三则从三地下三水面三算起三。h1—地面三至旁三压器三中筒三中点三的距三离h2—地面三至量三筒水三面高三度d.加压三:打三开氮三气瓶三开关三,同三时观三测压三力表三,控三制氮三气瓶三输出三压力不三超过三减压三筏额三定标三准。三加压三等级三一般三为预三计极三限压三力的1/三8~1/三12。各三级压三力下三的相三对稳三定时三间标三准为1m三in或3m三in。测三记各三级压力三下体三积或三量管三水位三下降三值S。e.旁压三试验三终止三条件三:某级三压力三下水三位降三明显三增大量测三腔的三扩张三体积三相当三于量三测腔三固有三体积当量三筒水三位下三降总三值达36三cm时,三可认三为土三体破三坏终三止试三验4.资料三整理三成果三应用a.压力三和体三积变三形校三正①计三算作三用于三土体三的各三级实三际压三力(p)式中pm—试验三时施三加的三每级三压力pi—弹性三膜的三约束三力②变三形量三校正式中v,三s—校正三后的三体积三、量三管水三位下三降值vm,sm—实测三体积三、量三管水三位下三降值α—仪器三综合三变形三校正三系数绘制三各级三压力三与相三应水三位间三的关三系p-三s或p-三v曲线三。b.按下三式计三算变三形模三量(E0)式中p0—比例三界限三或临三塑荷三载;m—旁压三系数三,一三般采三用29三.3S—与p0对应三的水三位降三;S0—弹性三膜膨三胀接三触孔三壁时三水位三降r—钻孔三半径c.确定三地基三承载三力①临三塑荷三载法三:比三例界三限p0作为三地基三承载三力,由p-三s曲线三确定②极三限荷三载法三:fk=pu/k三k=三3.三0~3.三51.荷载三作用三下岩三土体三性状三的监三测:三岩土三体变三形和三位移三监测三、岩三土体三应力三量测三等2.施工三或运三营种三结构三物的三监测三:如三核电三站等3.环境三条件三的监三测:三对工三程构三成威三胁的三不良三地质三现象三(滑三坡、三崩塌三、泥三石流三、土三洞等三)的三监测在施三工过三程中三和运三营期三间,三对影三响工三程的三不良三地质三现象三、岩三土体三性状三和地三下水三进行三的各三种观三测工三作概三念内容7.三5工程三地质三长期三观测孔隙三水压三力观三测1.加载三预压三地基2.强夯三加固三地基3.预制三桩施三工4.工程三降水5.研究三滑坡三稳定三性斜坡三岩土三体变三形和三滑坡三动态三观测1.监测三范围2.监测三内容3.监测三的要三求4.监测三的方三法5.监测三的时三间底下三建筑三围岩三变形三及围三岩压三力观三测建筑三物沉三降和三变形三观测整理:简而三言之三:统三计分三析、三成图三出报三告。成果-测绘三、勘三探、三测试三、检三验与三监测三所得三的各三项原三始资三料和三数据三。将成三果绘三成图三件;对问三题进三行评三价、三论证三、得三出正三确结三论,三写出三工程三地质三勘察三报告三。对第三一手三资料三的统三计、三分析三、取三得所三需参三数;7.三6工程三地质三勘查三资料三整理参与三统计三的参三数要三先进三行可靠三性、三适用三性评价三。评价三指标--评价三岩土三性状三、用三于分三层依三据;计算三指标--用于三岩土三工程三设计三;一、三参数三分析三与选三取评价三参数⑶不同三测试三方法三所得结果三的分析对比。⑴取样三方法及其三他因三素的三
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