工程地质野外试验

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1、第一节 概   述     工程地制裁野外试验是工程地制裁的重要勘察方法之一。试验工作是在建筑场地中进行的，试件不仅尺寸大，而且没有脱离原来的地质环境；所采用的压力大小及其动、静性质等试验条件，都选择接近工程设计情况，这种具有模拟性的大型现场试验，也称原位试验，它比室内试验更能获取符合岩土体实际情况的工程地制裁性质定量参数，为解决保类建筑物的工程地质问题，建筑场地的工程地质评价、工程设计和施工等提供可靠的地质等资料。工程地质野外试验的基本内容有三大类：一是水文地制裁试验：如钻孔压水试验，抽水试验，渗水试验，岩溶连参赛试验等；

2、其二是岩、土体力学性质及地基强度试验：如载荷试验触探试验，钻孔旁压试验，十字板剪力试验，岩体变形特性静力法试验，岩体搞剪试验，岩石声波特性试验，回弹锤击试验，点荷载试验；其三是地基工程地质处理试验，如有的一般较少采用，故本章只重点介绍常用的试验内容。工程地质野外大型试验的主要特点是：1、保持天然状态。试样不脱离原来的环境，在保持原始应力状态、天然结构和含水量的情况下进行试验，这和经现场采样送往试验室进行室内试验有根本区别。2、综合反映客观实际。野外试件尺寸较大，能包含较多的结构面，更能反映天然岩土体的不均匀性和不边连续性等工

3、程地质性质。3、避免取样的困难。遇粒径很粗，颗粒不均，结构相差悬殊的土体，或风化程度不一的碎裂岩体和软弱夹层等时，很难选取代表性的试样，在这种情况下，野外试验更具优越性。4、完成室内无法测定的试验内容。由于岩土体的某些性质与地质环境有关，如裂隙岩体的空隙性、透水性、天然应力状态和洞室围岩松动圈等，必须在建筑场地中进行试验，而实验室无法进行。     野外试验虽然有上述优点，但它所需试验条件、设备和技术都比较复杂，有时又需较大的辅助工作量，如需专门性的试验钻孔、开挖一定规格的试验平洞或竖井等；另外，试验周期长，在人力、物力和时

4、间上的耗费比较大，成本也高，所以，大型的野外试验一般不宜大量进行，只是在建筑物的具体位置选定以后，根据建筑区的特点与工程需要，有目的地选择进行。但有些较大的工程，在选址阶段也进行少量的大开支野外试验。当然，工程地质条件比较简单的中小型工程，不定定进行大型的野外试验工作。     室内需要在现场取样和选样，在试样封存、运输过程中常常不同程度地使试样的天然含水量发生变化，结构扰动和原始应力释放等，这对试验成果的可靠性和准确性有一定影响。而野外原位试验，样品不脱离原地，比较符合实际，所以，国内外进行工程地质勘察时都对原位试验给予极

5、大得视，在设备和技术方法上不断创新，并向轻便、准确、迅速和自动化方向发展。从经济观点出发，工程地质勘察中学宜大量进行大开封野外试验，还是以寅试验为主。只在关键部位，根据需要与可能，适当采用少暗无天日野外大开试验。二者取长补短互相配合，以便使面上的大量室内试验成果与重要部位的少量野外原位成果相互验证，获得比较可靠的参数。第二节 土体力学性质试验    土体力学性质试验的方法较多，在一般粘性土和无粘性土地基中，常用载荷试验或钻孔旁压试验来测定土体的变形模量和承载力；而在软土地基中，常采用十字板剪力试验来求得土层的搞剪强度指针。引

6、外，沿有结合勘探坑孔进行的标准贯入试验和勘探试验两用的静力触探试验，快速求得地基的容许承载力。一、载荷试验（一）、试验目的与基本原理       载荷试验的主要目的是研究地基土体在天然状态下的压缩变形特征，测定地基土体的变形模量（E0），确定地基的容许承载力[R]。这是一种大型模拟试验，在松软土地区进行大型建筑工程地质勘察时常常使用，尤其是在过去建筑经验较少的地区，更需进行载荷试验。试验的具体位置、一般分布在设计建筑物荷重较大以及建筑结构对地基变形要求较高扔部位，或土体中具有不均匀和软弱土层的典型的地段。载荷试验的基本原理是

7、，通进对放畦在地基土表面上的方形（或圆形）承压板上逐级施加荷载，观测各级荷载下沈降量随时间的变化，逐级达到稳定为止，这样就测得各级的重压力（P）相应稳定沉降量（S），以此绘制压力与沉降的关系曲线（P—S）和沈降量随时间变化的S—T关系曲线（图4—1）。     载荷仪主要是由如荷传压系统、变形观测系统和承压板等三部份所组成。加荷传压系统一般分载荷台式与千斤顶式两大类,.载荷台是一个放置砝码的平台,通过传力柱将力传至承压板上(图4--2a).千斤顶式加荷传力比较方便,现已广泛采用.这种装置主要是用油压千斤顶加荷,但须配备反力系

8、统和稳压器,反力系统又有地锚式和斜撑阻力板式两种.常用的变形观测仪为百分表.     承压板常用刚度较大的圆形或方形钢板,经验证明,其面积大小与地基沉降量的大小成直线关系,但是大到一定程度这种关系就不明显了.实践经验证明:对一般均匀粘性土地基,用面积为2500--5000㎝2的承压板比较合