岩土工程检测原理试题答案

一、土工原位检测有哪几种方法？简述标准贯入试验的原理和方法。

答：土工原位检测是指在现场地基土层中进行试验，测定地基岩土的各项物理力学特性，作为地基计算分析和工程处理的依据。原位测试可直接测定岩土的力学性质，所测试的是较大范围的岩土体，并可在现场进行重复验证，已在工程中广泛应用。土工原位检测有以下几种方法：

1．钻孔波速试验。这一试验方法属于小应变条件的原位测试方法，在均质的或成层土层中，理论上波速与土层的弹性模量和泊松比有关。因此，如在现场测得了波速，就可计算上的弹性模量和泊松比。为了测定波速，在震源处引发一次冲击，而在离开震源某一距离处放置一检波器，以测定波通过该指定距离所需的时间。

2. 十字板剪力试验。这种方法适用于原位测定饱水软粘土的不排水抗剪强度。由于它避免了钻探时土的扰动以及取土样的扰动，而直接在原位应力条件下测定土的抗剪强度，所以它是一种有效的原位测试方法。

3．标准贯人试验。标准贯人试验是利用规定的落锥能量将圆筒形的贯入器打入钻孔底土中，根据贯人的难易程度来判定土的物理力学性质。

4. 静力触探试验。静力触探试验就是将一金属圆锥形探头，用静力以一定的贯人速度贯人土中，根据测得的探头贯入阻力可间接地确定土的物理力学性能。 5．平板载荷试验。载荷试验是一种最古老的原位测试方法，它是在与建筑物基础工作相似的受荷条件下，对天然条件下的地基土测定加于承载板的压力与沉降的关系，实质上是基础的模拟试验。

6．螺旋压板荷载试验。以螺旋板作为载荷板，旋入地下预定深度，用千斤顶通过传力杆向螺旋压板施加压力，同时测量载荷板的沉降值。当一个深度试验完毕后，可再旋入到下一个深度进行试验，螺旋压板载荷试验可用于砂土，也可用于粘性土，但旋入螺旋板时对土有一定的扰动。

7．旁压试验。通过旁压器弹性膜的横向膨胀，对土施加压力，使土体产生相应的横向变形，从而测得压力与变形的关系曲线，称为旁压曲线，并由此可求得土的变形模量和地基承载力，旁压试验实质上是横向的载荷试验，故也可尔为横压试验。旁压试验按旁压器的就位方式分为预钻式旁压试验和自钻式旁压试验两类。

标准贯人试验是指标准贯入试验是利用规定的落锥能量将圆筒形的贯入器打入钻孔底土中，根据贯入的难易程度来判定土的物理力学性质。

标准贯入装置锤重63.5kg，自由落距76cm，贯入器外径51mm，内径35mm，长500mm,为两个半圆管合成，下部有贯入器管靴。贯入器上端连接外径42mm钻杆。在将贯入器打入上层时，先打入15cm不计击数，续继贯入士中30cm，记录其锤击数即标准贯入击数N。

标准贯入试验对估定砂类土的天然密度是十分有用的，N与砂类土密实度的经验关系见有关规范。

在利用标准贯入击数N估算土的承载力、强度参数和变形参数时，还应考虑有些因素对N值的影响，因此要作相应的修正。例如：杆长的修正、土层自重压力和侧压力的修正、地下水位的修正等。

遇到硬卵石层或食碎石的粘土层，可将贯入器换为锥形探头，即成圆锥动力

触探试验。

二、原岩地应力检测有哪几种？简述其中一种的检测方法并给予评价。

答：地下工程设计时，岩体中的初始应力大小及其分布状态，是十分重要的资料。工程上采用测量方法：

一、应力解除法：既可量测硐室周围较浅部分的岩体应力，又可量测岩体深部的应力。

如图，测定距边墙深度为Z处的

应力，首先钻孔到Z处，将孔底

磨平、磨光，假定钻孔方向与该

处岩体的某一主应力方向重合，

孔底即为应力主平面。在钻孔底

面贴上三个互成120度的电阻应

变片，通过电阻应变仪读出相应

的初始值。然后再用与钻孔直径

相同的套头进行套钻掏槽。掏槽

的结果在钻孔底部形成一个与

周围岩体相脱离的孤立岩柱。作

用于岩芯上的应力被全部解除，

岩芯就会产生相应的变形。测量

岩芯的变形，直接读取应变片的

电阻变化，可换算出岩体应力大

小。采用主应力与主应变间的换算关系。一般情况下，量测浅部岩体应力时，可按平面应力问题计算主应力；如果量测深处岩体应力则按平面应变问题。

二、应力恢复法：测量岩体表面应力：在岩体表面沿不同方向安置3个应变计，测定3个方向的伸缩变形。先读出应变计的初始数，然后沿着与所测应力垂直的方向开挖一狭长槽。挖槽后，槽壁上的岩体应力即被解除，岩体表面上的三个应力计的读数变化。将千斤顶装于槽中，对槽壁施加压力，直到岩体表面应变计读数恢复，这时千斤顶施加的压力就是原法向应力。主要优点：测定岩体应力可不用应力应变关系而直接得出岩体应力。主要缺点：如果槽壁不是岩体的主应力方向作用面，则在挖槽前的槽壁上有剪应力，在应力恢复过程中无法考虑进去。如果应力恢复时岩体的应力和应变关系与应力解除时并不完全相同，也影响测量精度。现场岩体应力测量方法，仍不十分完善，也只是近似方法。

三、桩的检测方法很多，试评价其中两种，你认为哪种方法具有较好发展和应用前景？

答：桩的承载力，包括单桩竖向承载力、群桩竖向承载力和桩的水平承载力，都是桩基础和围挡结构设计的关键所在。桩的检测方法有

1、动力参数法测桩：实质是用敲击法测定桩的基本自振频率，或同时测定桩的频率和初速度，以换算桩的各种设计参数。

2、共振法试桩：基本原理是用强迫振动法使桩产生共振，并根据测得的共振频

率特性曲线，即桩顶响应的幅频曲线，来判断桩的质量、缺陷位置以及垂直和水平容许承载力。测量时，用激振频率范围较大的激振器，由低到高扫频激振，在某一个频率上产生共振，共振频率的高低和响应值，反映桩土体系的动力特性以及桩身的整体性。

3、机械阻抗法：通过测定施加给桩的激励（输入）函数和桩的动态响应函数来识别桩的动态特性。判定桩身混凝土的浇注质量、缺陷类型及其在桩身的位置。阻抗的定义源于电学；用电学的定律和公式来分析动力学问题。

4、应力波法测桩：又称波动方程法，桩为细长杆件，打桩过程不能简单看成刚体的碰撞，而必须考虑应力波在桩身中的传播。通过应力波的检测分析桩的状态和质量。反射波法作为最简明的基桩完整性检测方法，目前应用最为广泛。

四、深基坑工程的土压力和变形如何检测？简述测试方法？

答：深基坑工程常用监测方法：1、基坑支护结构和地面沉降变形监测—经纬仪法：，观测目的：基坑开挖引起的地表运动情况，基坑边坡支护结构的稳定性。观测内容：基坑周边地表的沉降和位移量，基坑边坡的支护结构的水平位移。

观测点的布置：基坑周边典型位置布置地面位移观测点，作水平位移、沉降观测；护坡桩顶或联梁顶布置位移观测点，作水平位移、沉降观测。

观测方法及精度：采用经纬仪投点的方法进行变形值观测；精度较低，一般采用二级变形测量精度要求进行水平位移测量，变形点的点位中误差为 3mm。

每次观测均用相同的观测方法和观测线路；观测期间使用一种仪器，一个人操作，不能更换；加强对基坑各侧沉降、变形观测，特别有建筑物或地下管线的各边坡进行重点观测。

2、基坑边坡和支护结构变形监测

测斜仪监测：反映边坡内在变形情况。

（1）监测原理：

测斜仪是一种可精确地测量沿垂直方向土层或围护结构内部水平位移的工程测量仪器。

当土体产生位移时，埋入土体中的测斜管随土体同步位移，测斜管的位移量即为土体的位移量。

测斜方法测斜管可以用于测单向、双向位移。测双向位移时，由两个方向的测量值求出其矢量和，得位移的最大值和方向。CX-03测斜仪综合误差为：每15m深度测量误差不超过±4mm。

3、土钉、锚杆应力检测方法。目前的土钉、锚杆在基坑开挖过程中的应力检测多数采用应变电测法。

具体如下：使用应变仪量测构件的应变时，可将应变计粘贴在被测土钉的不同部位上，当土钉或锚杆受力产生变形时，应变计与其一起变形，片内金属丝的电阻值也发生变化，通过电阻应变仪测出产生的应变。

4、桩体内力的检测和分析运用桩体内的测斜数据，可分析桩体的内力。

桩体弯矩、剪力和土压力的反算方法