岩土工程测试技术课件 第一章
岩土工程专业土动力学课件（非常完整）
岩土工程专业土动力学课件（非常完整）
第一章绪论
土动力学是研究各种动荷载作用下土的变形、强度特性及土体稳定性的一门学科。
一、动荷载的类型及特点
有两类常见的动荷载：冲击荷载与振动荷载。
1.冲击荷载。爆破、爆炸以及各种冲击引起的荷载，这类荷载对土体的作用主要体现在荷载的速率效应对土体强度与变形的影响。
2.振动荷载。地震，波浪，交通，大型机器基础等引起的荷载，这类荷载对土体的作用主要体现在3个方面：
（1）荷载的速率效应对土体强度与变形的影响
（2）荷载循环次数的影响（疲劳）
（3）荷载幅值的大小
二、土动力学的研究任务
探求动荷载作用下土体变形、强度变化的规律性，运用近代力学的原理，分析研究土工建筑物及建筑物地基在各种动力影响下的变形与破坏规律。研究内容包括两大方面的内容：
土的动力特性
土的动力稳定性
6个方面的研究问题，包括：
（1）工程建筑中的各种动荷作用及其特点
（2）土体中波的传播
（3）土的动力特性：土的动强度、动变形、土的震动液化等。
（4）动荷载作用下的土体本构关系（土的动应力应变关系问题）（5）土动力特性测试方法与测试技术
（6）动荷载作用下土体的稳定性，包括动荷作用下土与结构物的相互作用，地基承载力，土坡稳定性以及挡土墙的土压力。
三、土动力学发展阶段与发展趋势
第1阶段（20世纪30年代）动力机器基础研究
第2阶段（2次世界大战以后）冲击荷载作用下土的动力学问题研究第3阶段（20世纪60年代以后）振动荷载作用下土的动力学问题研究（地震、海洋、交通等）
当前的主要发展趋势（4点）：
（1）注重研究土体的动力失稳机理
岩土工程测试技术
岩土工程测试技术
岩土工程测试技术
第一部分：基础知识
第一章概述
一、测试技术的基本概念及测试系统
1.定义：测试技术是实验科学的一部分，主要研究各种物理量的测量原理和测量信号的分析处理方法的学科。
2、测试技术应用广泛：生物、海洋、气象、岩体、通信以及机械、电子等工程都都离不开测试与信息处理。
3、测试系统中的信号：信号，就其具体的物理性质而言，有位移信号、速度信号、加速度信号、力信号、光信号和电信号等。目前以电信号最为方便，在测试中通常先将被测对象输出的物理量（非电信号）转换为电量（电信号）。
4、测试系统的组成：测试系统由传感器、中间变换装置和显示记录装置三部分组成。如下图所示。
二、测试系统的基本特性：
测试系统的特性是指测试系统的输入量和输出量之间的对应关系。测试系统的特性分为静态特性和动态特性（测试系统的三大部分有各自的静态特性和动态特性，当这三大部分组成一个系统后，该系统又显示出了综合的静态特性和动态特性）
（一）、静态特性
静态（稳定状态）是指输入量不随时间而变化或随时间变化非常缓慢的状态。静态特性是指输入量处于稳定状态时输入量与输出量之间的关系。衡量静态特性的重要指标有线性度、灵敏度、迟滞和重复
性等。
1、线性度
测试系统的输出——输入校准曲线与理论拟合直线之间的最大偏差与测试系统满量程输出值之比，称为该测试系统的“非线性误差”或称“线性度”, 也称“非线性度”。
为非线性误差（线性度）, , 出平均值。
2、灵敏度
, 用
K ——灵敏度，线性测试系统的灵敏度是个常数；dy ——输出量的变化量； dx ——输入量的变化量。
《岩土工程测试与监测技术》教学大纲
《岩土工程测试与监测技术》课程教学大纲课程代码：150245
课程名称：岩土工程测试与监测技术/ Geotechnical engineering monitoring and testing technology
学时学分：32/2
适用专业：地质工程专业
开课部门：地质工程学院
一、课程定位
（一）课程性质
本课程为开放选修课课程模块中的专业选修课，适用于地质工程专业，具有较强的实践性。
（二）课程在人才培养过程中的作用
岩土工程测试与监测技术是从事岩土工程勘察、设计、施工和监理的工作者必需掌握的基本知识，同时也是从事岩土工程理论研究所必需具备的基本手段。
通过本课学习，要求学生全面掌握岩土体原位测试的原理、仪器、测试步骤、成果整理、影响因素和测试成果的工程应用等；掌握岩土工程常用各类现场测试方法。在此基础上，进一步掌握地基加固、桩基础的测试与检测以及基坑工程、地下工程和边坡工程监测的原理、方法和内容；培养学生理论联系实际，运用所学知识解决工程实际问题的基本能力。
本课程教学过程中注重挖掘学生潜能，激发学生对专业的学习兴趣，进一步培养学生动手操作能力，使学生可以运用所学知识解决实际工程问题。
（三）本课程与其它课程关系
本课程广泛运用于地下工程、边坡工程、基坑工程等各类工程活动中，应用领域较为广泛，综合性强，因此需建立在土力学和岩体力学的基础上，需在学习土力学、地基处理、地下工程以及基础工程等相关专业后开设，为后期的生产实习、毕业实习奠定基础。
二、教学目标
（一）知识目标
了解岩土测试与监测技术的发展概况；理解并掌握岩土工程勘察规范中要求的经常使用的岩土现场的测试理论、方法和测试仪器，包括测试技术基本知识、岩土的原位测试技术、地基加固的检验与检测、桩基础的测试与检测、基坑工程监测、地下工程的监测和监控、边坡工程监测。
岩土工程勘察--岩土工程勘察()PPT课件
一、岩土工程的含义和研究对象
岩土工程是欧美国家于20世纪60年代在土木工程 实践中建立起来的一种新的技术体制。它的英文为 Geotechnical Engineering, 直译之可谓“地质技术工 程”。
岩土工程是以求解岩体与土体工程问题，包括地 基与基础、边坡和地下工程等问题，作为自己的研究对 象。它涉及到岩体与土体的利用、整治和改造，包括岩 土工程的勘察、设计、施工和监测四个方面。
问题的产生是由于工程技术——经济要求与场地地质背景之间 的矛盾或差异引起。
来自百度文库 岩土工程问题：
指的是工程建筑物与岩土体之间所存在的矛盾或 问题。在岩土工程施工以及工程建筑物建成使用过 程中，工程部位的岩土体和地下水与建筑物发生作 用，导致岩土工程问题的出现。
工程地质勘察的核心问题 如何运用有效的勘察方法和手 段，取得反映确切的工程地质因素，资料分析理论，以及 表现形式。 为保证勘察的精度和质量，需不断改进技术方法、勘 探机 械和测试仪器。 为使工程地质评价和预测定量化，需不断完善地质— —数 学模型和发展数学分析方法，应用计算机技术。 制订适用于不同类型建筑的勘察规范或手册。
工程建筑与岩土体之间处于相互依存，又相互制约的矛盾 中。研究两者之间的关系，促使矛盾的转化和解决，是岩土工 程的基本任务。
在土木工程中，各种建筑物以岩土体作为建筑材料、工程 结构或建筑环境，岩土工程的地位相当重要。而且，随着工程 规模愈来愈大，岩土工程问题愈益突出和复杂，给岩土工程师 提出了各种新的、前所未有的研究课题。就房屋建筑和构筑物 而言，目前世界上高层建筑物有120层、高达400多米，更有 560余米高的电视塔；我国也已建成了81层、高380多米的高层 建 筑物。显然，一般天然土体材料是难以满足其荷载要求的， 为此需采用桩基础或对地基土进行处理，这就要研究桩身的尺 寸、材料强度以及桩基持力层的选择和承载力等问题。此外， 施工时深基坑开挖支护和降水问题也很重要。岩土工程在此类 工程的总造价和总工期中占1/ 3左右。
岩土工程监测课件PPT
❖ 通常根据正弦变化与阶跃变化两种标准输入 来考察传感器的响应特性。
❖ 建立数学模型来分析和处理传感器的动态响 应。
❖ 线性系统的动态响应，广泛使用的数学模型 是普通线性常系数微分方程。
2.3 常用传感器的类型和工作原理
❖ 变换原理：电阻式、电容式、差动变压器式、 光电式等。
❖ 差动式应变计：
灵敏度较高， 性能稳定，耐 久性好 6、为建（构）筑物的竣工验收提供所需的监测资料。
数据处理环节：信号处理和变换。 以确定量值为目的的一系列操作。 零漂：传感器在无输入或输入为另一值时，每隔一定时间，其输出值偏离原始值的最大偏差与满量程的百分比。 4 岩土工程测试与检测技术的现状与展望 工作原理：利用钢弦的自振频率与钢弦所受到的外加张力关系式测各种物理量。 2、结果缺乏合理的解释 仪器的可靠性（光学、机械、电子设备等） 在输入零点附近的分辨力称为阀值。 将输入值由大到小逐点减少下来，同时记录下与各输入值相对应的输出值； 岩土力学在一定意义上讲就是一门试验力学，试验是土力学发展的基础。 仪器的可靠性（光学、机械、电子设备等） 仪器的可靠性（光学、机械、电子设备等） 通过原型试验可以进一步验证工程勘察结果和设计结果的正确性与可靠性。 静态特性：当被测量的各个值处于稳定状态时，传感器的输出值与输入值之间的关系数学表达式、曲线或数表。
岩土工程测试技术实验指导(1)
实验一 地下工程监测常用传感器原理、使用与标定
一、实验目的
1.初步了解地下工程监控量测常用传感器原理和使用方法。
2.了解钢弦式土压力盒、钢筋计、混凝土应变计、锚杆计及位移计的埋设方法。
3.掌握频率接收仪的使用、数据记录与处理。
4.掌握常用传感器的标定。
二、钢弦式传感器的工作原理
钢弦式传感器的工作原理是由钢弦内应力的变化转变为钢弦振动频率的变化。根据《数学物理方程》中有关弦的振动的微分方程可推导出钢弦应力与钢弦振动频率的关系：
ρ
σ
L f 21=
式中：f －钢弦的振动频率； L －钢弦长度； ρ－钢弦的密度；
σ－钢弦所受的张拉应力。
以压力盒为例，压力盒加工完成后，L 、ρ已为定值，所以，钢弦的振动频率只取决于钢弦上的张拉应力，而钢弦上的张拉应力又取决于外来压力P ，从而使钢弦频率与薄膜所受压力P 的关系是：
2f －20f ＝K P
式中：f －压力盒受压后钢弦的频率； 0f －压力盒未受压时钢弦的频率； P －压力盒底部薄膜所受的压力；
K －标定系数，与压力盒构造等有关，各压力盒各不相同。
钢弦式压力盒构造简单，测试结果比较稳定，受温度影响小，测试方便，易于防潮，可做长期观测。故在地下工程现场测试和监测中得到广泛的应用。其缺点是灵敏度受压力盒尺寸的限制，并且不能用于动态测试。图1至图5为钢弦式土压力盒、钢筋计、表面应变计、埋入式应变计、位移计的常见形状图。图6为频率接收仪和分线盒图。
土压力传感器主要用于铁路、公路、市政道路、机场跑道基础、房屋基础，桩基础，船坞、桥台、墩台基础，坝体，挡土墙地下连续墙以及隧道、地下铁道、地下热力管道等工程接触压力的长期观测中。
岩土工程课件
地下水在土中的渗透速度一般可按达西Darcy) 根据实验得到的直线渗透定律计算，其公式如下
(图1—25)：
v ki
粘性土的达西定律
v k(i i' )
工程岩体参数的确定及质量评价
• 岩体单轴抗压强度 • 岩体三轴抗压强度 • 岩体抗剪强度参数 • 岩体变形参数的确定
岩体变形参数的确定
uf=180kPa。试求破坏面上的法向应力和剪 应力以及试样中的最大剪应力。
【解】 有效的主应力分别为
1 (280 3 ) u f
(280 200) 180 300kPa
3 3 u f
200 180 20k Pa
剪切破坏面与大主应力作用面 的夹角为
f
45
2
57
由式（3-5）计算破坏面上的法向有效应力' 和剪应力 ：
f tan
以后又提出了适合 粘性土的更普遍的形式
f c tan
由库伦公式可以看出，无粘性土的抗剪强度与剪切面 上的法向应力成正比，其本质是由于颗粒之间的滑动摩擦 以及”凹凸面间的镶嵌作用所产生的摩阻力，其大小决定 于颗粒表面的粗糙度、密实度、土颗粒的大小以及颗粒级 配等因素。粘性土的抗剪强度由两部分组成：
3） 岩土工程的进展
• 岩、土的工程性质及测试技术的研发 • 在基础结构分析与设计方面 • 在地基方面 • 在材料领域 • 在基坑工程方面 • 地震岩土工程、环境岩土工程
1——岩土工程试验
土工试验与原位测试的
项
目
室内土工试验 分类 室内土工试验——分类
大致可以分为以下五类： 大致可以分为以下五类： 土的物理性质试验：包括土的含水率试验、 土的物理性质试验：包括土的含水率试验、密 度试验、土粒比重试验，颗粒分析试验、 度试验、土粒比重试验，颗粒分析试验、界限含 水率试验（液限、塑限和缩限试验）等。 水率试验（液限、塑限和缩限试验） 土的力学性质试验：包括土的固结试验、 土的力学性质试验：包括土的固结试验、抗剪 强度试验、击实试验、静止侧压力系数 试验、 强度试验、击实试验、静止侧压力系数K0试验、 流变试验等。 流变试验等。
原位测试是指在保持岩土体天然结构、 原位测试是指在保持岩土体天然结构、天然 是指在保持岩土体天然结构 含水率以及天然应力状态的条件下， 含水率以及天然应力状态的条件下，测试岩土体 原有位置上的工程性质的测试手段。 在原有位置上的工程性质的测试手段。原位测试 上的工程性质的测试手段 不仅是岩土工程勘察的重要组成部分， 勘察的重要组成部分 不仅是岩土工程勘察的重要组成部分，而且还是 岩土工程施工质量检验的主要手段。 质量检验的主要手段 岩土工程施工质量检验的主要手段。
试验对象
1. 测定土体范围大 ， 能反映微观 、 宏 测定土体范围大， 能反映微观、 观结构对土性的影响， 观结构对土性的影响，代表性好 2. 测试土体边界条件不明显 3. 测试设备进入土层对土有一定的扰 动 4. 对难以取样的土层仍能试验 5. 有的能给出连续的土性变化剖面 ， 有的能给出连续的土性变化剖面， 可用以确定分层界线 1. 基本上在原位应力条件下进行试验， 基本上在原位应力条件下进行试验， 但原位应力条件不是很明确 2. 试验应力路径无法很好控制 3. 排水条件不能很好控制 4. 试验时主应力方向与实际不一致 应变场不均匀，应变速率大于实际 应变场不均匀， 多建立在经验公式或半经验半理论公 式的基础之上； 式的基础之上；反映实际状态的特性 周期短， 周期短，效率高
岩土工程测试技术PPT课件
5.2 地质第雷五达章：地下工程中的无损检测
x2
3）电磁波速的测定方法
x1 ①反射共点法
v (x22 x12 ) /(t22 t12 )
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5.2 地质第雷五达章：地下工程中的无损检测
3）电磁波速的测定方法
②宽角反射折射
v (x22 x12 ) /(t22 t12 )
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5.2 地质第雷五达章：地下工程中的无损检测
4）天线的选择
中心 频率 (MHz)
10 25 50 100 200 500 800 1000
分辨率 (m) 2 1,0 0,5 0,25 0,125 0,05 0,03 0,025
最大 穿透深度
(m) 60 50 40 25 12 6 2,5 1,5
注: 目标体的尺寸至少是目标体深度的1/10，对象所处深 度超过雷达探测距离的50%，应排除该方法。
h t v 2
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5.2 地质第雷五达章：地下工程中的无损检测
2）组成结构
天线：将高频电磁波从地质雷达传输线耦合到传播介质或有传播介质耦合到传 输线； 发射机：产生所需功率的电平的高频电磁波； 接收机：接收微弱目标信号，并将信号放大到可以使用的电平； 分析显示：分析信息并显示。
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6）剖面法
2天线间距固定，沿测线同步移动。
第一章岩土工程勘察PPT课件
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• 2）主要任务 • 详勘的任务就在于针对具体建筑物地基或具体的地质问题，为进行施工图设计和施工提供
可靠的依据或设计计算参数。因此必须查明建筑物范围内的地层结构、岩石和土的物理力 学性质，对地基的稳定性及承载能力作出评价，并提供不良地质现象防治工作所需的计算 指标及资料，此外，还要查明有关地下水的埋藏条件和腐蚀性、地层的透水性和水位变化 规律等情况。 • 详勘的手段主要以勘探、原位测试和室内土工试验为主，必要时可以补充—些物探和工程 地质测绘及调查工作。 • 详细勘察的勘探孔深度以能控制地基主要受力层为原则。当基础短边不大于5m，且在地 基沉降计算深度内又无软弱下卧层存在时，勘探孔深度对条形基础一般为3b（b为基础宽 度），对单独基础为1.5b，但不应小于5m。
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• 在设计建筑物之前，必须通过各种勘察手段和测试方法进行岩土工程勘察，为设计和施工 提供可靠的工程地质资料。
• 岩土工程勘察的目的： 建筑场地岩土工程勘察是工程建设的先行工作，目的在于以各种勘察手段和方法，调查研究
和分析评价建筑场地和地基的工程地质条件，为工程建设规划、设计和施工提供所需的工 程地质依据。以充分利用有利的自然地质条件，避开或改造不利的地质，保证建筑物安全 和正常使用。 • 建筑场地的工程地质条件：一般包括岩土的类型及其工程性质、地质构造、地形地貌、水 文地质条件、不良地质现象和可资利用的天然建筑材料等。 • 建筑场地岩土工程勘察必须遵守国家标准《岩土工程勘察规范》（GB 50021—2001）的 有关规定。
岩土工程测试与监测技术 测试基础知识PPT学习教案
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2.3.2.1单磁路电感传感器
单磁路电感传感器由铁芯、线圈和衔铁组成，当 衔铁运动时，衔铁与带线圈的铁芯之间的气隙发生 变化，引起磁路中磁阻的变化，因此，改变了线圈 中的电感。线圈中的电感量L可按下式计算：
L W 20S0 2
上式表明，电感量与线圈的匝数平方成正比，与 空气隙有效导磁截面积成正比，与空气隙的磁路长度 成反比，因此，改变气隙长度和改变气隙截面积都能 使电感量变化，从而形成三种类型的单磁路电感传感 器。它可做成位移的电感式传感器和压力的电感式传 感器，也可做成加速度的电感式传感器。
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2 常用传感器的类型和工作原理
2.4 应变片式传感器
电阻应变式传感器具有结构简单、体积小、使 用方便、性能稳定、灵敏度高、测量精度高等诸 多优点，因此是目前应用最广泛的传感器之一。 它是利用电阻应变效应，由电阻应变片和弹性元 件组合起来的传感器。通过测量电阻应变片的电 阻值变化，可以用来测量位移、加速度、力、力 矩、压力等各种参数。
岩土工程勘察-原位测试
静力触探首先在荷兰研制成功，因此静力触探 也叫“荷兰锥”试验。
按测量机理分：机械式静力触探和电测式静力 触探
按探头功能分：单桥静力触探、双桥静力触探、 孔压静力触探
电测式静力触探的优点： （1）测试连续、快速，效率高，功能多，兼 具勘探与测试双重作用； （2）测试数据精度高，再现性好； （3）采用电测技术，便于实现测试工程的自 动化，测试成果可由计算机自动处理，减少了 工作强度。
优点： （1）设备简单，且坚固耐用； （2）操作及测试方法容易，一学就会； （3）适用性广； （4）快速，经济，能连续测试土层； （5）有些动力触探，可同时取样，观察描述； （6）经验丰富，使用广泛。
分类： 依据为穿心锤的重量和探头类型
轻型（穿心1锤 0k g重 ）
圆锥动力触 中 重 超探型 型 重2（ 6（ 型831k.5（ 2gk） 0kg）g）
载荷试验按承压板的形状有平板与螺旋板之分 按用途可分一般载荷和桩载荷
我们主要讲的是浅层平板静力载荷测试
优点：对地基土不产生扰动，结果最可靠、最 具有代表性，可直接用于工程设计。是确定承 载力的最主要方法。
缺点：价格昂贵、费时
二、测试设备与方法
（一）仪器设备
1. 承压板 ✓ 要有足够的刚度，面
测试原理：通过旁压器在竖直的孔内加压，使 旁压膜膨胀，并由旁压膜将压力传给周围土体， 使土体产生变形直至破坏，并通过量测装置测 出施加的压力和土体变形之间的关系，然后绘 制应力—应变关系曲线。根据这种关系对孔周 所测土体的承载力、变形性质等进行评价。
岩土工程勘察-第一章-绪论PPT课件
23.铁路工程特殊岩土勘察规程【TB 10038-2001】
24.铁路工程不良地质勘察规程【TB 10027-2001】
25.铁路路基设计规范【TB 10001-2005】
26.铁路桥涵地基和基础设计规范【TB 10002.5-2005】
27.水利水电工程地质勘察规范【GB 50287-99】
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目前执行注册土木工程师(岩土)执业及管理工作 暂行规定（2009年9月1日至2012年8月31日） 明年正式推行：注册土木工程师（岩土）执业管 理制度
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四、本课程学习目的、内容与基本要求
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学习目的 1、掌握岩土工程勘察的基本理论和技术技能； 2、基本掌握采用勘探、原位测试及室内试验手段
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同时对于所提供的资料，设计单位如何应用也 很少了解和过问，使得勘察工作与设计、施工严重 脱节，对工程建设产生了不利的影响，也影响了勘 察工作社会地位和经济效益的提高；这种体制很显 然不能适应社会主义市场经济的需要。
一、是侧重定性分析，定量评价不够；二、 是侧重于“宏观”研究，结合工程具体较差，在 建筑结构、基础方案和地基处理措施等方面，往 往缺乏权威性意见和建议。
17.公路工程地质勘察规范【JTJ 064-98】
18.公路土工试验规程释义手册【JTG E40-2007】
第1章岩土工程测试技术概述-new
（2）土的界限含水量试验 随着含水量的变化，粘性土由一种 稠度状态转变为另一种状态，相应于 转变点的含水量叫做界限含水量，也 称为稠度界限。
液限ω L：土从液体状态向塑性状态过度的界限含水量。 塑限ω p：土由塑性体状态向脆性体固体状态过渡的界限 含水量。 缩限ω n：当土达到塑限后继续变干，土的体积随含水 量的减少而收缩，但达某一含水量后，土体积不在收缩， 这个界限含水量称为缩限。
（5）土的击实试验 击实试验是用锤击增加土密度的一种方 法，是利用标准化的击实仪器和规定的标 准方法测出土的最大干密度及最优含水量， 为岩土工程设计提供依据。
（6）土的渗透试验
土的渗透试验的目的是测定土的渗透 系数，它是工程设计与施工中，选择开挖 工程排水、降水方法，计算边坡稳定性， 确定河堤断面浸润线、估算岩土体中静水 压力和动水压力的重要指标。主要试验方 法包括：常水头法和变水头法。其中，常 水头渗透试验适用于透水性较大的粗粒土， 变水头渗透试验适用于透水性较小的细粒 土（粉土、粘性土）。
（10）土的无侧限抗压强度试验 无侧限抗压强度是指土样在无侧向压 力条件下，抵抗轴向压力的极限强度，相 当于三轴试验中不固结不排水剪试验(UU) 的特殊情况，即围压σ 3＝0。表示符号为qu。 通常，土的无侧限抗压强度试验适用于测 定饱和粘土的无侧限抗压强度与灵敏度。
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1.1.2.3 现场监测技术
现场监测技术在水电工程大型地下厂房群、城市地铁建设中的车站及区间隧道、大型 城市地下空间、复杂条件下矿山巷道、大断面隧道、高陡边坡加固等工程施工中，由于信 息法施工的普及，现场监测成为保证上述工程安全施工的重要手段。 （1）岩土工程现场监测涉及的领域众多 （2）岩土工程现场监测的分类 按开展监测的时间：施工期监测和运营期监测。 按监测的建筑物类型：大坝监测、地下洞室监测、隧道监测、地铁监测、基坑监测、 边坡监测、支档结构监测等。 按影响因素：对人类工程活动进行的监测、自然地质灾害监测，如滑坡、崩塌等。 按监测物理量的类型：变形监测、应力（压力）应变监测、渗流监测、温度监测和动 态监测等。 按监测变量：原因量和效应量监测。原因量即环境参量，由于它们的变化引起建筑物 性态的变化；效应量是建筑物对原因量变化而产生的响应。
1.2.2 发展趋势
（1）国产的岩土工程现场监测仪器的信息化程度较低， 急需对先进的国外监测仪器进行消化吸收，提高国产化率，减 低监测仪器的成本。
（2）发展岩土工程施工自动监测系统，提高监测的可靠
性，同时应降低自动监测系统的造价，便于广泛使用。 （3）研制施工期监测信息预测预报系统软件。 （4）积极发展第三方监测，全面提高地下工程安全施工 的水平。
ຫໍສະໝຸດ Baidu
1.1.2 岩土工程测试的内容
1.1.2.1室内试验技术
室内试验主要有土的物理力学指标室内测试试验、岩石的 物理力学指标室内测试试验、利用相似材料完成的岩土工程模 型试验和采用数值方法完成的数值仿真试验。 （1）土的室内实验在《土力学》和《土动力学》中进行讲 解，主要试验有：土的含水率试验、土的密度试验、土粒比重 试验、土的颗粒分析试验、土的界限含水率试验、砂的相对密 度试验、击实试验、承载比试验、回弹模量试验、渗透试验、 固结试验、黄土湿陷试验、三轴压缩试验、无侧限抗压强度试 验、直接剪切试验、反复直剪强度试验、土的动力特性试验、 自由膨胀率试验、膨胀率试验、膨胀力试验、收缩试验、冻土 密度试验、冻土温度试验、未冻含水率试验、冻土导热系数试 验、冻胀量试验和冻土融化压缩试验。
（4）监测数据的分析和反馈技术提高迅速。先进的三
维地质建模软件、数据库系统，数据挖掘和专家系统等都在 逐步应用。 （5）国内很多地方对实行“第三方监测”进行了探索 和实践，实施城市地下工程施工“第三方监测”是保证施工 安全和工程质量十分重要的举措，有效地避免了施工过程中 可能发生的事故。 （6）对于大型重要的岩土工程，监测不仅在施工过程 中开展，而且在运营过程中也要进行，岩土工程的运营期间 的长期健康监测系统的建立研究已经发展为岩土工程领域的 重要课题之一。
1.2岩土工程测试技术发展现状
1.2.1 发展现状
（1）新的测试设备不断出现，如采用全站仪进行表面 水平位移观测，梁式倾斜仪进行深层侧向位移观测，采用磁 环式沉降仪进行分层沉降观测。 （2）大型工程的自动监测系统不断出现，如软基加固、 公路路基、基坑支护等工程现场监测很多采用了先进的实时 自动化监测 （3）一系列新兴技术用于岩土工程测试中，如光纤维传 感技术在岩土工程现场监测 。
（2）岩石的室内实验在《岩石力学》中进行讲解，主要试验有：含水率 实验、 颗粒密度实验、块体密度实验、吸水性实验、渗透性实验、膨胀性 实验、耐崩解性实验、冻融实验、岩石断裂韧度测试实验、单轴压缩强度和 变形实验、三轴压缩强度和变形实验、抗拉强度实验、 直剪强度实验、点 荷载强度实验。
（3）相似材料模型试验主要在《模型试验》中进行讲解。该试验采用相 似理论，用与岩土工程原型力学性质相似的材料按照几何常数缩制成室内模 型，在模型上模拟各种加载和开挖过程，研究岩土工程的变形和破坏等力学 现象。模型试验种类繁多，主要试验有：岩土工程开挖施工过程围岩破坏规 律试验、岩土工程加固机理研究、地下工程开挖引起的地表损害规律研究、 岩爆机理研究、地下洞室群支护设计优化分析、离心模型试验、光弹模型试 验等。 (4)数值仿真试验主要在《有限单元法》等课程中进行讲解。数值仿真 试验利用计算机进行岩土工程问题的研究,具有可以模拟大型岩土工程、模 拟复杂边界条件、成本低、精度高等特点。岩土工程数值仿真试验主要的数 值方法有：有限元法、离散元法、有限差分法、不连续变形法、颗粒流法、 流形单元法、无单元法等
1.1.2.2原位测试试验技术
在原位测试方面，地基中的位移场、应力场测试，地下结构表面的
土压力测试，地基土的强度特性及变形特性测试等方面是研究的重点。
原位测试技术可以分为土体的原位测试试验和岩体的原位测试试验两类。 （1）土体的原位测试试验在《基础工程》中讲解。主要有：静载荷
试验、静力触探试验、标准贯入试验、轻便触探试验、十字板剪切试验、
岩土工程测试技术
任建喜 年延凯 谷拴成 于濂洪 郅 彬
武汉理工大学出版社 2009
1 绪论
1.1 岩土工程测试的意义和内容 1.2岩土工程测试技术发展现状
1.1 岩土工程测试的意义和内容
1.1.1 岩土工程测试的意义
岩土工程测试就是对岩土体的工程性质进行观测和度量，得到岩 土体的各种物理力学指标的试验工作。 （1）岩土工程测试技术不仅在岩土工程建设实践中十分重要，而 且在岩土工程理论的形成和发展过程中也起着决定性的作用，测试处 于基础地位。理论分析、室内外测试和工程实践是岩土工程分析三个 重要的方面。理论分析指导工程实践，而测试又是理论分析的基础。 （2）岩土工程测试技术是保证岩土工程设计的合理性的重要手段。 （3）岩土工程测试技术是大型岩土工程信息化施工的保障，现场 测试已经成为岩土工程施工不可分割的重要组成部分。 （4）岩土工程测试技术是保证大型重要岩土工程长期安全运行的 重要手段。