岩土工程地质勘察中的原位测试技术分析

岩土工程地质勘察中的原位测试技术分

析

摘要：传统岩土工程地质勘察工作中，一般采用现场取样然后送至试验室进

行检验的方式，相比之下，原位测试方式更加便捷，可以在岩土原本的位置进行

相应的检验工作，相应的检测效率更高，且能够有效避免环境因素对检测结果的

影响。当前，岩土工程地质勘察中原位测试技术水平不断提升，在相应的测试工

作中的应用也更加广泛，有效促进了岩土工程事业的进一步发展。本文对原位测

试在岩土工程地质勘察中的应用进行了分析，以供参考。

关键词：岩土工程；地质勘察；原位测试技术

1岩土工程地质勘察中原位测试技术应用的重要性

原位测试技术是指在岩土工程领域中，通过对现场土体或岩体性质进行直接

观测和测试的一种技术手段。能够提供实际场地情况下的岩土参数和性质的数据，为工程设计和施工提供准确的基础数据和依据。岩土工程地质勘察中，原位测试

技术是一项非常重要的工作内容。其应用的重要性主要体现在以下几个方面：（1）提供实地工程材料特性。原位测试技术可以直接在现场对地层进行测试，

获取实地土体和岩体的工程性质参数。例如，通过钻孔轻型动力触探、静力触探

等测试，可以获得土壤的质地、密实度、压缩模量、抗剪强度等信息，岩石的强度、岩性等信息。这些参数对地质勘察、土石方工程设计、基础工程设计等具有

重要指导意义。（2）评估地下水情况。原位测试技术可以评估地下水位和水文

地质特征。例如，通过水位测量、渗透性试验等原位测试技术，可以确定地下水

位的高程、水位变化规律以及周边地下水的渗流特性，从而为排水设计、土石方

工程设计等提供依据。（3）判定地质灾害风险。原位测试技术可以预测岩土工

程中的地质灾害风险，如滑坡、地震液化等。例如，通过钻孔回弹仪测试、地震

剪切波传播速度测试等技术，可以估测土壤和岩石的抗震性能，为地震设计和地

质灾害防治提供依据。（4）监测工程变形和稳定性。原位测试技术可以实时监

测岩土工程的变形和稳定性。例如，通过沉降仪、应变计等原位测试技术，可以

实时、连续地监测土体和岩体的变形和变形速度，及时发现并采取相应措施，保

证工程的稳定性和安全性。

2岩土工程地质勘察中原位测试技术的应用

2.1圆锥动力触探（CPT）

CPT是一种常用的土层性质和地下水位测试方法，适用于大部分土层。它通

过测量推力和摩阻力的变化来确定土层的力学性质、土壤类型、地下水位和地下

水的渗透性。CPT可以提供详细的土壤参数，如侧摩阻力、端摩阻力、孔隙水压

力等，这些参数对土层和地下水的工程性质具有重要的指示作用。CPT测试是通

过将一根锥形探头推入地下，实时测量推力和摩阻力的变化来获得土层的信息。

推力是指探头受到的垂直加载力，摩阻力是指探头受到的水平阻力，它们的变化

反映了土层的力学性质和孔隙介质的特性。CPT测试还可以进行测定地下水位和

测量土层的电阻率，从而获得土层的水文地质信息。CPT结果可以用于地质分层、承载力分析、沉降预测等土地工程设计中。地质分层是指根据CPT测试结果将土

层分为不同的地质层，这对土地开发和施工有重要的指导意义。承载力分析是利

用CPT结果确定土层的承载力，从而评估土地的可承载性。沉降预测是根据CPT

测试结果和地下水位来预测土地在施工和使用过程中的沉降情况，以避免地基沉

降带来的不可逆性损害。

2.2标准贯入试验（SPT）

SPT是一种常用的原位测试方法，用于确定土层的强度性质和土壤类型。在

测试中，通过给定的重锤从一定高度自由落下，打击土样器使其插入土层，然后

记录下击数和击入深度等参数。SPT测试的主要目的是测定土壤的抗力、摩擦、

承载力等性质。通过反复重复击入土样器，并记录下击数和击入深度的变化情况，可以了解土壤的稠密度和抗剪强度等参数。根据SPT结果，还可以计算出土壤的

摩擦角、内聚力等力学参数，这对于建筑物的承载力和沉降评估是非常有价值的。SPT测试是一种相对简单和经济的原位测试方法，广泛应用于土木工程和土建设

计中。其测试结果可用于土壤分类、地质分层、地基设计和工程施工等方面。然

而，需要注意的是SPT测试结果受到土壤湿度、土层的颗粒大小和粘聚力等因素的影响，故在实际应用中需要对测试结果进行合理解释和分析。

2.3静力触探试验（CPTU）

CPTU是将静力触探法与CPT技术结合起来的测试方法。它通过测量推力、侧摩阻力和孔隙水压力的变化来获取更为详细的土层信息。与传统的CPT相比，CPTU在推进的过程中同时测量孔隙水压力的变化。孔隙水压力是指土层中的水压力，通过测量孔隙水压力的变化可以获取土层的渗透性和孔隙水压强度等参数。这些参数对土层的稳定性、渗透性和水文特性的研究具有重要意义。CPTU结果可以应用于土层侧限的分析、土壤压缩性和应力应变关系的研究以及地下水对土层响应的评估。通过分析CPTU的推力、侧摩阻力和孔隙水压力等参数的变化，可以确定土层的强度特性、应力状态以及孔隙水的运动和渗透性等。这对于土质地基的设计和土工工程的安全性评估具有重要意义。

2.4十字板剪切试验

十字板剪切试验是一种用于测量土壤或岩石在一定拟静止载荷下的剪切强度的原位测试方法。具体操作步骤如下：（1）在岩土体中选择适当的位置进行试验，通常需要钻取孔洞或槽状坑。确保试验位置代表性良好，且与预期工程场地条件相符。（2）安装十字板装置。十字板装置由一个给定尺寸的十字形板与固定框架组成。将固定框架的四个角固定在孔洞或槽状坑内。（3）施加拟静止载荷。通过向十字板施加水平力或垂直力，使得岩土体产生剪切应力。在施加载荷的过程中，测量十字板的位移并记录下来。（4）根据位移与应力关系来计算剪切强度。根据土壤或岩石的位移与应力关系，可以得出剪切强度参数，如剪切强度角、极限剪切强度等。（5）分析试验结果。利用剪切强度参数，可以评估岩土体的稳定性和土体的剪切性能。根据实际工程需求，进行相应的数据处理和分析。

2.5载荷试验

载荷试验是一种用于评估地基土或岩石的承载能力和变形特性的实验方法。主要包括静载试验、动载试验和静动力触探试验等。静载试验是最常见的载荷试