岩土工程原位试验参考课件
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岩土工程原位试验
华南理工大学土木工程系
引言
• 试验工作在工程勘察中占有很重要的位置。它不仅为学科理论 的研究与发展所必需，而且也为岩土工程设计提供资料所必需。
•
就土工试验而论，可分为室内试验和原位试验 （或原位
测试）。两者合称为实验土力学。
•
土的室内试验具有很多优点，但由于室内试验需要取样，
样品小，易受扰动，代表性差，所测力学指标严重“失真”，
•
在工程勘察中，可以大量使用土的原位测试技术，只须
对需要做对比的土层或关键部位配以少量钻探和室内试验即可。
这样做的目的是，可以建立很多适合勘察现场的经验关系，提
高土的原位测试精度，大量减少工程地质钻探和室内试验费用，
缩短勘察周期。
• 土的原位测试方法很多，但可以归纳为下列两类：
•
（1）土层剖面测试法：
• 取样技术要求
• 试样采取的工具和方法可按表2选择
• 特殊要求
• 在钻孔中采取Ⅰ、Ⅱ级砂样时，可采用原状取砂器，并按相应的现行 标准执行。
•
在钻孔中采取Ⅰ、Ⅱ级土试样时，应满足下列要求：
•
1、在软土、砂土地层中宜采用泥浆护壁；如使用套管，应保持
管内水位等于或稍高于地下水位，取样位置应低于套管底三倍孔径的
• 3、原位测试技术的重要性正在逐渐被广泛承认，测试 技术逐渐成熟，相应法规日趋完善，它将发挥越来越大 的作用。
练习
• 1、下列不属于原位测试手段的是
（
）。
A. 静力载荷试验
B. 标贯试验
C. 动力触探试验
D. 压缩试验
答案：D
• 2、所谓原位测试就是在土层原来所处的位 置基本保持土体的天然结构、天然含水量 以及天然应力状态下，测定土的（）指标。 A
原位试验
• 实验室一般使用小尺寸试件，不能完全确切地反映天 然状态下的岩土性质，特别是对难于采取原状结构样 品的岩土体。因而有必要在现场进行试验，测定岩土 体在原位状态下的力学性质及其他指标，以弥补实验 室测试的不足。许多试验方法是随着对岩土体的深入 研究而发展起来的。 野外试验亦称现场试验、就地试验、原位测试。 原位测试：是指在岩土体原有的位置上，在保持 岩土的天然结构、天然含水量以及天然应力状态条件 下测定岩土性质。 原位测试可分为土体原位测试和岩体原位测试
• （A）工程力学性质
• （B）抗压强度 （C）物理性质
• （D）纵波波速
取样
• 不扰动土试样的采取方法
• 击入法，压入法，回转法
• 土试样质量等级；
级别
扰动程度
试验内容
Ⅰ
不扰动
土类定名、含水量、密度、强度试验、固结试验
Ⅱ
轻微扰动
土类定名、含水量、密度
Ⅲ
显著扰动
土类定名、含水量
Ⅳ百度文库
完全扰动
土类定名
不扰动是指原位应力状态虽已改变，但土的结构、密度和含水量变 化很小，能满足室内试验各项要求
距离；
•
2、采用冲洗、冲击、振动等方式钻进时，应在预计取样位置1m
以上改用回转钻进；
•
3.下放取土器前应仔细清孔，清除扰动土，孔底残留浮土厚度
• 1．土的原位测试优点 • 土的原位测试技术在工程勘察中占有很重要的位置。这是因为它
与钻探、取样、室内试验的传统方法比较起来，具有下列明显的 优点： （1）可在拟建工程场地进行测试，不用取样。避免由于钻探取 样产生的不同程度扰动（取样时的应力解除、样品运输中的碰撞 及制样中的扰动等）。因此，室内试验所测“原状土”的物理力 学性质指标往往不能代表土层的原始状态指标，大大降低了所测 指标的工程应用价值。 （2）原位测试涉及的土体积比室内试验样品要大得多，因而更 能反映土的宏观结构（如裂隙、夹层等）对土的性质的影响。 （3）很多土的原位测试技术方法可连续进行，因而可以得到完 整的土层剖面及其物理力学性质指标，因而它是一门自成体系的 实验科学。 （4）土的原位测试，一般具有快速、经济的优点。如用静力触 探车进行测试．8h可触探120--300m，并可自动记录、打印和处 理成果，速度之快是钻探、取样、室内试验所无法比拟的。
• 可获得连续的土层剖面，具有可连续进行测试、快速、经济的优点。 它主要包括静力触探、动力触探、土的压入式板状膨胀仪测试及电阻 率法等。
•
（2）专门测试法。
• 可得到土层中关键部位土的各种工程性质指标，精度高，测试成果可 直接供设计部门使用，其精度一般可超过钻探和室内试验成果的精度。 它主要包括载荷测试、旁压测试、标准贯入测试、抽水和注水实验及 十字板剪切测试等。
学性质指标的测定、土的动力特性试验、粘土矿物分析等 等。 • 岩石的室内试验，包括岩石水理性质试验、岩石强度和变 形试验、岩石结构面抗剪强度试验、岩石软弱夹层剪切蠕 变试验、岩石点荷载强度试验等等。
• 优点:土的室内试验，历史较久，经验也比较丰富， 其主要优点是，试验时的边界条件和排水条件都 很易控制，清楚明了，试验中的应力路径可事先 选定；对小应变来说，土样中的应变场是均一的， 所测土的物理力学性质指标已得到公认。
•
• 土的专门测试法和土层剖面测试法，经常配合使用，点面 结合，既提高了勘测精度，又加快了勘测进度。
观点
• 1、工程设计中的土工计算成果的可靠性，主要取决于 所选计算参数，所选参数精度的重要性远比所选的计算 方法要重要得多。
• 2、可靠的土质参数，只能通过原位测试取得。因此， 在工程勘察中，不进行原位测试是没有质量保证的；特 别是在大型工程勘察中，它是不可缺少的手段。
且费时费力。为了克服室内试验的致命弱点，土的原位测试技
术就应运而生了。
•
土的原位测试，一般指的是在工程地质勘察现场，在不扰
动或基本不扰动土层的情况下对土层进行测试，以获得所测土
层的物理力学性质指标及划分土层的一种土工勘察技术。
•
这里的土层包括粘性土、粉土、砂性土、碎石土及软弱岩
层等。
室内试验
• 室内岩土试验可分为土体的室内试验和岩石的室内试验。 • 土体的室内试验，包括土的物理性质指标的测定、土的力
• 2、土的原位测试缺点
•
（1）难于控制测试中的边界条件，如测试周围土层的排
水条件和应力条件。
•
（2）测试成果和边界条件的关系和测试机理的科学解释
有待于进一步明确，但到目前为止，土的原位测试技术所测出
的数据和土的工程性质之间的关系，仍是建立在大量统计的经 验关系之上的。
• 3．土的原位测试与传统的钻探、取样、室内试验的 关系
华南理工大学土木工程系
引言
• 试验工作在工程勘察中占有很重要的位置。它不仅为学科理论 的研究与发展所必需，而且也为岩土工程设计提供资料所必需。
•
就土工试验而论，可分为室内试验和原位试验 （或原位
测试）。两者合称为实验土力学。
•
土的室内试验具有很多优点，但由于室内试验需要取样，
样品小，易受扰动，代表性差，所测力学指标严重“失真”，
•
在工程勘察中，可以大量使用土的原位测试技术，只须
对需要做对比的土层或关键部位配以少量钻探和室内试验即可。
这样做的目的是，可以建立很多适合勘察现场的经验关系，提
高土的原位测试精度，大量减少工程地质钻探和室内试验费用，
缩短勘察周期。
• 土的原位测试方法很多，但可以归纳为下列两类：
•
（1）土层剖面测试法：
• 取样技术要求
• 试样采取的工具和方法可按表2选择
• 特殊要求
• 在钻孔中采取Ⅰ、Ⅱ级砂样时，可采用原状取砂器，并按相应的现行 标准执行。
•
在钻孔中采取Ⅰ、Ⅱ级土试样时，应满足下列要求：
•
1、在软土、砂土地层中宜采用泥浆护壁；如使用套管，应保持
管内水位等于或稍高于地下水位，取样位置应低于套管底三倍孔径的
• 3、原位测试技术的重要性正在逐渐被广泛承认，测试 技术逐渐成熟，相应法规日趋完善，它将发挥越来越大 的作用。
练习
• 1、下列不属于原位测试手段的是
（
）。
A. 静力载荷试验
B. 标贯试验
C. 动力触探试验
D. 压缩试验
答案：D
• 2、所谓原位测试就是在土层原来所处的位 置基本保持土体的天然结构、天然含水量 以及天然应力状态下，测定土的（）指标。 A
原位试验
• 实验室一般使用小尺寸试件，不能完全确切地反映天 然状态下的岩土性质，特别是对难于采取原状结构样 品的岩土体。因而有必要在现场进行试验，测定岩土 体在原位状态下的力学性质及其他指标，以弥补实验 室测试的不足。许多试验方法是随着对岩土体的深入 研究而发展起来的。 野外试验亦称现场试验、就地试验、原位测试。 原位测试：是指在岩土体原有的位置上，在保持 岩土的天然结构、天然含水量以及天然应力状态条件 下测定岩土性质。 原位测试可分为土体原位测试和岩体原位测试
• （A）工程力学性质
• （B）抗压强度 （C）物理性质
• （D）纵波波速
取样
• 不扰动土试样的采取方法
• 击入法，压入法，回转法
• 土试样质量等级；
级别
扰动程度
试验内容
Ⅰ
不扰动
土类定名、含水量、密度、强度试验、固结试验
Ⅱ
轻微扰动
土类定名、含水量、密度
Ⅲ
显著扰动
土类定名、含水量
Ⅳ百度文库
完全扰动
土类定名
不扰动是指原位应力状态虽已改变，但土的结构、密度和含水量变 化很小，能满足室内试验各项要求
距离；
•
2、采用冲洗、冲击、振动等方式钻进时，应在预计取样位置1m
以上改用回转钻进；
•
3.下放取土器前应仔细清孔，清除扰动土，孔底残留浮土厚度
• 1．土的原位测试优点 • 土的原位测试技术在工程勘察中占有很重要的位置。这是因为它
与钻探、取样、室内试验的传统方法比较起来，具有下列明显的 优点： （1）可在拟建工程场地进行测试，不用取样。避免由于钻探取 样产生的不同程度扰动（取样时的应力解除、样品运输中的碰撞 及制样中的扰动等）。因此，室内试验所测“原状土”的物理力 学性质指标往往不能代表土层的原始状态指标，大大降低了所测 指标的工程应用价值。 （2）原位测试涉及的土体积比室内试验样品要大得多，因而更 能反映土的宏观结构（如裂隙、夹层等）对土的性质的影响。 （3）很多土的原位测试技术方法可连续进行，因而可以得到完 整的土层剖面及其物理力学性质指标，因而它是一门自成体系的 实验科学。 （4）土的原位测试，一般具有快速、经济的优点。如用静力触 探车进行测试．8h可触探120--300m，并可自动记录、打印和处 理成果，速度之快是钻探、取样、室内试验所无法比拟的。
• 可获得连续的土层剖面，具有可连续进行测试、快速、经济的优点。 它主要包括静力触探、动力触探、土的压入式板状膨胀仪测试及电阻 率法等。
•
（2）专门测试法。
• 可得到土层中关键部位土的各种工程性质指标，精度高，测试成果可 直接供设计部门使用，其精度一般可超过钻探和室内试验成果的精度。 它主要包括载荷测试、旁压测试、标准贯入测试、抽水和注水实验及 十字板剪切测试等。
学性质指标的测定、土的动力特性试验、粘土矿物分析等 等。 • 岩石的室内试验，包括岩石水理性质试验、岩石强度和变 形试验、岩石结构面抗剪强度试验、岩石软弱夹层剪切蠕 变试验、岩石点荷载强度试验等等。
• 优点:土的室内试验，历史较久，经验也比较丰富， 其主要优点是，试验时的边界条件和排水条件都 很易控制，清楚明了，试验中的应力路径可事先 选定；对小应变来说，土样中的应变场是均一的， 所测土的物理力学性质指标已得到公认。
•
• 土的专门测试法和土层剖面测试法，经常配合使用，点面 结合，既提高了勘测精度，又加快了勘测进度。
观点
• 1、工程设计中的土工计算成果的可靠性，主要取决于 所选计算参数，所选参数精度的重要性远比所选的计算 方法要重要得多。
• 2、可靠的土质参数，只能通过原位测试取得。因此， 在工程勘察中，不进行原位测试是没有质量保证的；特 别是在大型工程勘察中，它是不可缺少的手段。
且费时费力。为了克服室内试验的致命弱点，土的原位测试技
术就应运而生了。
•
土的原位测试，一般指的是在工程地质勘察现场，在不扰
动或基本不扰动土层的情况下对土层进行测试，以获得所测土
层的物理力学性质指标及划分土层的一种土工勘察技术。
•
这里的土层包括粘性土、粉土、砂性土、碎石土及软弱岩
层等。
室内试验
• 室内岩土试验可分为土体的室内试验和岩石的室内试验。 • 土体的室内试验，包括土的物理性质指标的测定、土的力
• 2、土的原位测试缺点
•
（1）难于控制测试中的边界条件，如测试周围土层的排
水条件和应力条件。
•
（2）测试成果和边界条件的关系和测试机理的科学解释
有待于进一步明确，但到目前为止，土的原位测试技术所测出
的数据和土的工程性质之间的关系，仍是建立在大量统计的经 验关系之上的。
• 3．土的原位测试与传统的钻探、取样、室内试验的 关系