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摘要：原位测试技术是岩土工程的一个重要支流，是在土天然所处在的位置进行工程性能的测试的一种技术。而我国辽阔的地域形成了种类复杂的地质条件，这就决定了原位测试技术必须灵活多变，能够根据不同的岩土条件和设计要求等因素，选用合适的测试方法，进行较为精确地勘察。本文将从原位测试技术中的载荷试验，标准贯入试验和波速测试这三种主要测试方法，讨论原位测试技术在不同土质的岩土工程勘察的应用。
关键词：原位测试技术；岩土工程；勘察
岩土工程是一门隶属于土木工程的新兴学科，在内容上结合了土力学等各大力学的知识，并将其应用在了工程建设上。岩土工程的主要研究方向是关于岩土体的稳定性、岩土体的治理及利用等等问题。而岩土体作为一种性质较为特殊的材料，随着地理环境的改变而拥有着复杂性和多变性，特别是在大型工程中，岩土问题往往是影响工程预算、工程质量的关键因素，所以岩土工程勘察作为工程建设项目的前期工作之一，为一项工程之后的方案选择、设计及施工提供了依据，岩土工程勘察在整个工程中的重要性就不言而喻了。而原位测试技术可以取得的基本参数，非常具备代表性的、反映土壤实际的，如地质剖面的几何参数、岩土原位初始应力形态等等，所以原位测试是在具有重要意义的同时，在较为广泛的范围内应用的技术。
1 通过载荷试验的应用对岩土的承载力和变形特性进行了解。
载荷试验作为原位测试技术中的一种重要勘察手段，主要是指平板载荷试验。根据所测试岩土的深度，平板载荷试验大致可分为三种类型：浅板载荷试验、深板载荷试验和螺旋板载荷试验。它被用来确定在压力范围内的压力范围内岩石和土壤的承载力和变形特性。
载荷试验的工作范围有着明确的规定，埋深在三米以上的地基土，应该对应使用浅层平板荷载；超过三米或且在地下水位以上的地基土，应该采用深层平板载荷试验；而更深层的地基土与地下水位以下的地基土，应该采用螺旋板载荷试验。在安排载荷试验的时候，不仅应该选用较为土质具有代表性的地点，还应该安排数量不小于三的实验点，而且当多勘察的岩土有着明显的不均匀时，还应该额外添加试验点。
由于本文篇幅有限，不对各类载荷试验的技术要求做分别的讨论，只对常规的技术要求作出探讨。
平板载荷试验是指在刚性承压板上逐级加荷，使地基土产生变形、沉降等多种情况，再将其量化，通过数据分析得到其各项参数。具体技术要求如下：
（1）承压板尺寸：理论上来说，承压板尺寸对最后的参数结果是不会产生影响的，但在实际操作中，由于情况的复杂性，所以在面对不同情况的时候，应该对承压板的尺寸做出相应的变化，以适应地基土的不同性质，得到较为准确地数值。
（2）加荷方式：常见的载荷试验加荷方式有
①常规慢速法，是通过在规定时间之内，承压板的沉降达到规定的数值之后，才可以施加下一级荷载。
②即快速法，它的快速在于所加荷载持续一段时间后就可以施加下一级荷载，无需控制其沉降速度在某个区间内。
③等沉降速率法，这种方法不分载荷等级，在试验过程中只需要保持指定的沉降等速率，直到试验呈现破坏状态。
方法①和方法②的区别较小，在应用中应该格外注意
（3）实验结束条件：一般来说，应该尽可能进行到实验土层达到破坏阶段，然后终止实验，这样得到才是较为准确地岩土相关参数。
特别的，承压板通常埋深为零，但在个别情况下为了发掘地基土承载力的潜力，可以根据实际情况进行有一定埋深的嵌入式载荷试验。
载荷试验是原位测试技术中用于岩土工程勘察中的一项常用的技术，其原因在于载荷试验可以用于许多参数的测定，节约了人力、物力。但平板载荷试验同样有着它的局限性，具体表现在平板载荷试验能够较为准确地反映的地基土范围较小，而且当该范围内的地基土是非均质土，还会使试验结果存在比较严重的误差，对后续的数据分析造成困难，更甚至会对结果造成难以避免的错误。
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2 标准贯入试验了解土层的变化及其工程性质
标准贯入试验作为动力触探的一员，利用锤击所产生的动能，将贯入器打入钻孔孔底的途中，再根据打入的土的贯入阻抗，通过分析判断土层的变化和土的工程性质。
任何试验都有其优劣势，标准贯入试验也不例外。它的优点在于所使用的设备较为简单，操作也很方便，能够适应的土层类型比较广。确定在于这种方法比较容易受到外界因素的干扰，需要对最后的数据进行较为复杂的数学处理，对数据处理的专业性要求比较高。
标准贯入试验的技术要点如下：
（1）试验孔需要采用回转钻进的方式进行施工，且需要保持孔内水位始终略高于地下水位。当钻至标高以上15cm后，应该暂停施工，清理残土后再进行试验。
（2）应该采用能够自动脱钩的自由落锤法进行锤击，并采取各种措施减小摩阻力，保持贯入器、导向杆等的垂直度，从而保证锤击时的稳定。
标准贯入试验的成果主要应用于确定地基承载力；确定粘性土、砂土的变性参数和抗剪强度；对饱和沙土、粉土的地震液化等等，可以说是一种施工技术比较简单，而成果应用较为广泛的一种实用技术。
3 波速测试了解土的弹性性质
波速测试通过弹性波在图中的传播速度反映图的弹性性质，能够对工程抗震、动力机器基础设计产生实际的意义。
虽然自然界中的大部分岩石都是可以被看做是弹性体的，但是地基土的通常含有比较高的水分，这使土在受到压缩时通常会表现出不可压缩的性质。这就对波速测试产生了比较大的影响。比较水和土的物理性质时会发现，在常温状态下一个处于液体状态，一个处于固体状态，而压缩波的性质决定了它反映出的应该是水的性质，而不是土的相关性质，所以不应该选用会在水中传递的压缩波，而应该采用剪切波，使土的变形只受到土的骨架的剪切变形的控制。特别的，瑞利波在今年来逐渐替代了剪切波，越来越多的被波速检测所采用。这时因为剪切波的检测是比较困难的，而瑞利波不仅检测简单，而且能够降低误差、提高精度。
波速测试中用于测定各类岩土体的类型不同的波的波速，可以根据任务要求，分别采用单孔法、跨孔法或者面波法。
单孔法波速测试的技术要求一般有四个方面：测试孔应该保持垂直；需要将三分量检波器固定在预订深度，而且应该注意紧贴孔壁；在采用激振时可以采用地面激振或者孔内激振；测点在布置是应该注意，其垂直间距应该取1~3m，层位发生变化的地方应该加大密度，而且自下而上的逐点测试。
跨孔法波速测试的技术要求，主要体现在在不同测试深度时，需要对振源孔、测试孔、激振孔、检波器等等设备的布置进行不同的距离要求，保证测量精度，减小环境因素变化所造成的误差。
面波法波速测试通常采用瞬态法或者稳态法，一般采用低频检波器，其道间距是根据具体的场地条件的试验进行确定的。
结束语
岩土工程勘察作为整体工程的先驱，所得到的数据将会成为其后几乎所有部门的重要参考，而原位检测技术能够测试岩土条件的各项数据，在实际工程中的应用也是非常广泛的。而原位检测技术又能够细分为许多试验手段，对应着不同的岩土条件和测试项目。本文只选取了较为具有代表性的三种方法，对它们的应用、技术要求等进行了一定的谈论，并不算非常深入。而原位测试技术的应用难点也在于，不同手段对应不同的施工方法，且不同的仪器设备又会对实验结果产生不同的影响，不仅对测试人员的要求比较高，而且原位测试技术还要求具有一定的地区性经验估算。但是随着我国高级人才源源不断的被培养出来，相信在未来原位测试技术会更多、更好的在岩土工程勘察中进行应用，为工程安全打下坚实的基础，让我国的建筑行业从以往量大质差的模式转变为质量过硬的发展方向。
参考文献：
[1] 李永乐等.岩土工程勘察[M].郑州：黄河水利出版社，2004.
[2] 王奎华.岩土工程勘察[M].北京：中国建筑工业出版社，2015.
[3] 童立元等.岩土工程现代原位测试理论与工程应用[M].南京：东南大学出版社，2015.
论文作者:赵翊1,李帅 2,郭利娜 3
论文发表刊物:《基层建设》2018年第11期
论文发表时间:2018/6/5
标签：岩土论文; 载荷论文; 测试论文; 原位论文; 波速论文; 技术论文; 地基论文; 《基层建设》2018年第11期论文;