摘要:岩土工程勘察在工程建设中的主要作用是确定岩土层地层结构、岩土力学特性、形成的原因以及确定其基础下软弱和坚硬分布等,在这个基础上通过结合施工条件以及工程设计等要求,对工程技术进行更合理的评价,对地基的基础形式可行性进行分析,提供可靠依据,同时给出解决方案,来包管工程建设的质量。因此文中对在岩土工,程勘察中,岩土室内试验技术探究及分析,并对其应用进行简单分析。
关键词:岩土工程;勘察;室内试验;应用
引言
岩土勘察是岩土设计和施工的基础。岩土工程室内测试包含腐蚀性试验,工程岩体测试和土工试验三个项目。需要对取样和试验操作都严格监督控制,以确保其测试结果的准确性及可靠性。在岩土工程勘测过程中,需要考虑到不同阶段的不同要求,以及实际工程施工和设计、地基处理等问题,正确反映出地质的条件、岩土特性等的影响,从而对技术进行评价,提出具体问题及解决方案。
一、取样的标准
在岩土工程勘察过程中,正确选取岩土样品可以提升岩土层工程性状的反应程度,以此来增加工程数据精确性。在选取岩土测试样品的时候,必须让样品保持在原状态,使结果更为可靠、有效。标准如下:
(1)在测试样品的各项参数过程中,必须保证所测样品的天然状态性质不会发生任何改变。需要严格控制外界因素对测试样品的影响,在天然的状态下进行测验,避免在测定参数过程中造成干扰。
(2)岩土的测验样品应该有一定的代表性,可完全地反映出岩土层的位置、岩土质量以及其工程性状等特性。
(3)为增强检验得出的数据的精准性,在对样品取样时,需要使样品的原有的性质不发生变化,其自身结构和含水率等不出现扰动。如果有扰动现象发生,则必须对测试样品重新选择,以此保证测验出的结果和天然岩土的工程特征、性状一致。
(4)需合理地对产品的规格、数据进行选取,根据岩土勘察的要求对所需参数进行设置,确保样品能够满足检验的所有要求。在对样品进行检验的整个过程中,一般要求土体长度在 200mm 左右,直径在 70mm 以上;而在岩石单轴抗压强度的试验过程中,要求样本标准为50mm×100mm的 试件,样本的数量在 3块到6 块。对于特殊性检验项目,岩土测验的样品标准确定指标有:样品颗粒最大直径、试验方法、试验仪器等。
在对样品进行制备时,需切削圆柱土体,在此过程中,如果有遇到层状土时需要特别关注层次走向。
二、岩土工程试验
在岩土工程勘察中,岩土试验主要涵括了岩体变形试验、岩体应力测验、岩体强度测试、岩块试验、岩土原位测试。而对于岩土室内试验,需要检验样品中的土体密度、吸水性、膨胀性、颗粒密度、三轴压缩强度、单轴抗压强度、单轴压缩变形等指标。
三、岩土室内试验中单轴抗压强度试验及其应用
岩土的单轴抗压强度试验是最为重要的内容。单轴抗压强度是在单向受压条件下,岩石试件破坏时的极限压应力值。其测定一般使用单轴抗压强度仪器来进行,当然,三轴的仪器也可以作为单轴来使用的。工程上常用的抗压强度指标有干燥抗压强度、饱和抗压强度、冻结后抗压强度等。
单轴抗压强度试验的作用是对岩石的强度进行分级以及对岩性进行相应描述,它也可以用来测定规则的岩石样品的单轴抗压强度。在岩土室内试验中,该试验依据含水状态的差异,分天然抗压强度和饱和抗压强度。从岩土体的强度等级进行分类,就可以划分成坚硬岩、较硬岩、较软岩、软岩、极软岩五类。
四、岩土室内试验中的土工试验及其应用
目前来说,土体一般分为两类:一般土、特殊土。对于一般土来说,根据不同的粒组和粒的直径,可以细分为细粒土、粗粒土以及巨粒土几类。在土工试验中,主要是对细粒土进行检验分析,从土体的物理性质指标、力学性质指标和物理状况指标等方面进行性质分析和检验。
4.1力学性质指标
力学性质指标中,比较常用的有:抗剪强度指标、压缩系数、回弹模量、压缩指数、无侧限抗压强度、承载比等。
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4.1.1 力学性质指标在工程中应用
一般来说,与强度相关的工程与该类指标相关度比较大,而该类工程主要包括了以下几个方面的问题:①对以土为主体的土工构筑物的稳定性问题分析,比如路堤、土坝等边坡结构的稳定性问题,需要相关人员针对土体材料的构成和它的稳定性进行严格检验;②土体构筑物存在土压力问题,即环境的问题。比如地下结构和挡土墙等的周围土体,一旦它们遭到强度破坏,就将对墙体造成比较大的侧压力,就有可能造成构筑物的滑动甚至倾覆;③以土为主体的工程构筑物,容易存在承载力的问题,例如:地基下土体产生整体滑动或者局部剪坏区的不断发展所致的地基形变变大甚至于不均,都会将土体上层结构破坏,引发事故。
所以,土体的强度问题至关重要,对于土工设计以及验算来说,它也是很重要的理论依据以及指标。压缩试验便是其中关键的项目,能够测试土体的一维变形特性,它也作为一个比较特殊的项目为预估地基沉降提供了关键数据。
4.2 物理状况指标
目前来说,土样物理状态检验主要是指对其塑性指数、塑限含水率、相对密度、液限含水率液性指数等数据进行一些测验。对于细粒土,其含水率的不同将会引起其状态不尽相同,相关人员需要对其进行确定,并对其颗粒粘性以及直径进行确定。
4.2.1 物理状况指标在工程中应用
在岩土物理状态指标测验中,塑限含水率可以直接反映胶体黏粒的多少。
在实际工程中,物理状态指标检测中塑限、缩限、液限有很大的价值,能够很好反映出土体力学特性。塑限可以表示土含水率的最小值,液限则可以表示土可塑的状态含水率的最大值,如果土的含水率比缩限低,那只要水一蒸发,土体积就不会变小。土由粘滞状态变成可塑的状态,继而转为半固体状态,它的都是性质逐渐改变的。因此,在两者之间确定一个界限,是具有随机性的。
一般来说,,相关人员可用搓条法在土体进行物理状态指标检验过程中对其塑限含水率进行测验,采用圆锥仪法对其液限含水率测量,或者利用联合法直接对上述两项进行测量。
4.3 物理性质指标
从某种意义上来说,土的物理性质指标在一定程度上不单单可以对岩土层工程性质进行描述,更是在实际工程应用中有重要价值。该指标主要涵括了9个方面:土体颗粒比例、饱和度、湿度、浮密度、饱和密度、干密度含水率、孔隙比、孔隙率。
在工程检验和设计中,对该指标进行检验可更为准确可靠地分析岩土的性质,增加该指标测验结果的准确度。在以上9个方面中,土的含水率、比重以及密度都可以利用相关仪器进行相应的测量,其他的指标没法直接测定,但是可以有相关数据计算而得。
五、腐蚀性试验及其应用
在一定程度上,水和土可对建筑物产生腐蚀的作用,从而对其安全可靠性造成影响。因此除非有充分的测试和资料验证现场水和土不会对建筑物造成任何腐蚀,否则需要对工程现场水与土进行取样检验并进行腐蚀性评价。
在测量土对混凝土结构的腐蚀性时,需要测试的指标包括 、HCO3-、 、 的易溶盐、PH值等;土对于钢材料结构的腐蚀性分析包括极化电流密度、PH值、质量损失和电阻率等指标的分析;而水对混凝土结构来说,测验指标包括侵蚀性 、 、HCO3-、 等指标的分析测量。如果对腐蚀的强度进行分类,就有微、弱、中、强几个等级。
六、结论
综上,可以看出在实际的工程建设中,岩土工程勘察中的室内测试技术起着至关重要的作用,它不仅会对工程勘察报告的准确性造成一些影响,同时也会直接工程项目的经济与安全性。所以在室内测试中,工作人员需要严格相关规定对相应指标进行正确测量,重视测试中的每一个环节,保证测试质量以及结果的正确性。
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[4]王俊.岩土工程勘察中岩土室内试验技术应用探讨[J].城市建设理论研究(电子版),2013-03-03
论文作者:黎曜炜
论文发表刊物:《基层建设》2017年1期
论文发表时间:2017/4/11
标签:岩土论文; 抗压强度论文; 指标论文; 样品论文; 工程论文; 室内论文; 测试论文; 《基层建设》2017年1期论文;