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摘要：土工试验与原位测试是岩土工程、地质工程中的重要内容之一。无论是高层建筑、高速公路和机场，还是铁路、车库和隧道等，这些工程建设项目都与它们赖以存在的岩土体有着密切的关系。我国地域辽阔，自然地理环境各不相同，岩土体的种类各种各样，其工程性质也千变万化，因此，本文就原位测试与室内土工试验的比较进行分析。
关键词：原位测试；土工试验；比较
引言：
土工试验是岩土工程勘察设计中非常重要的一部分，无论是发电厂、建筑、道路等这些建设工程项目都与它们赖以存在的岩土体有着密切的关系。我国地域辽阔，自然地理环境复杂，岩土体的种类繁多，其工程性质也千变万化。因此，有效的利用土工试验方法提供可靠的岩土性质参数指标，对整个建设项目设计工作都是非常重要的。
一、土工试验与原位测试作用
岩土体是自然界的产物，其形成过程、物质成分以及工程特性是极为复杂的，并且随受力状态、应力历史，加载速率和排水条件等的不同而变得更加复杂。所以，在进行各类工程项目设计和施工之前，必须对工程项目所在场地的岩土体进行土工试验及原位测试，以充分了解和掌握岩土体的物理和力学性质，从而为场地岩土工程条件的正确评价提供必要的依据。
土工试验是对岩土试样进行测试，并获得岩土的物理性指标、力学性指标、渗透性指标以及动力性指标等的实验工作，从而为工程设计和施工提供参数，是正确评价工程地质条件不可缺少的依据。
所有的工程建设项目，包括高层建筑、高速公路、机场、铁路、隧道等的建设，都与它们赖以存在的岩土体有着密切的关系，在很大程度上取决于岩土体能否提供足够的承载力，取决于工程结构不至于遭受超过允许的地基沉降和差异变形等，而地基承载力和地基变形计算中的参数又主要是由土工试验来确定的，因此，土工试验对于各类工程项目建设是不可缺少的。
原位测试是指在保持岩土体天然结构、天然含水率以及天然应力状态的条件下，测试岩土体在原有位置上的工程性质的测试手段。原位测试不仅是岩土工程勘察的重要组成部分，而且还是岩土工程施工质量检验的主要手段。
采用原位测试方法对岩土体的工程性质进行测定，可不经钻孔取样，直接在原位测定岩土体的工程性质，从而可避免取土扰动和取土卸荷回弹等对试验结果的影响。它的试验结果可以直接反映原位土层的物理力学性状。某些不易采取原状土样的土层（如深层的砂）只能采用原位测试的方法，原位测试还可在较大范围内测试岩土体，故其测试结果更具有代表性，并可在现场重复进行验证。目前，各种原位测试方法已受到越来越广泛的重视和应用，并向多功能和综合测试方面发展。
二、土工试验与原位测试对比
室内试验与原位测试的对比情况
从表1中可见，土工试验与原位测试的优缺点是互补的，它们是相辅相成的。
表1室内试验与原位测试对比
室内土工试验结果会由于试样扰动而受到影响，因此，在利用室内试验得出的岩土参数时必须小心对待。原位测试可避免取土扰动对试验结果的影响，但是，原位测试也有其难以克服的局限性，首先，原位测试的应力条件复杂，一般很难直观地确定岩土体的某个参数，因此在选择计算模型和确定边界条件时将不得不采取一些简化假设，由此引起的误差也可能使所得出的岩土体参数不能理想地表征实际土体的性状，特别是当原位测试中的土体变形和破坏模式与实际工程不一致时，例如十字板剪切试验的剪切和破坏模式与土坡或地基的实际破坏形式是大相径庭的，事实上已有资料表明十字板剪切试验得出的强度高于室内无侧限压缩试验结果；其次，原位测试一般只能测定现场荷载条件下的岩土体参数，而无法预测荷载变化过程中的发展趋势。因此，对于岩土体参数的测定，仅仅依靠原位测试也是不行的。
关于对室内试验结果影响最大的取土扰动，现有的取土技术，已经足以使取土扰动的影响降低到最小限度，目前，取土技术已经引起足够的重视，并且一致认为，在软土中采用薄壁取土器可以取得质量最好的原状土，但是，由于其操作过于繁琐，在推广过程中遇到一定困难。至于取土时无法避免的应力释放引起的土样扰动，可采取室内再固结等方法予以减轻甚至消除。
三、土工试验与原位测试项目
室内土工试验大致可以分为以下五类：
土的物理性质试验：包括土的含水率试验、密度试验、比重试验，颗粒分析试验、界限含水率试验（液限、塑限和缩限试验）等。
土的力学性质试验：包括土的固结试验、抗剪强度试验、击实试验、静止侧压力系数K试验、流变试验等。
土的水理性质试验：包括土的渗透试验、湿化试验等。
土的动力性质试验：包括土的振动三轴试验、共振柱试验、动单剪试验等。
土的特殊性质试验：包括非饱和土试验、黄土湿限试验、膨胀率试验、膨胀力试验、收缩试验、有机质试验等。
原位测试可分为定量方法和半定量方法。定量方法是指在理论上和方法上能形成完整体系的原位测试方法，例如，静力载荷试验、现场直接剪切试验、旁压试验、十字板剪切试验、渗透试验等；半定量方法是指由于试验条件限制或方法本身还不具备完整的理论用以指导实验，因此必须借助于某种经验或相关关系才能得出所需成果的原位测试方法，例如，静力触探试验、圆锥动力触探试验、标准贯入试验等。
四、结束语
室内土工试验拥有明确清晰的试验条件，它可以有效控制试验时的边界条件、排水条件、应力条件和应变速率等。但是室内土工试验需要取样和制样，而在这两个过程中存在对土样的扰动，室内土工试验结果因此会受到影响。同时，室内土工试验通常运用小尺寸试样，而岩土工程涉及的都是较大区域，这可能使得小尺寸试样缺乏代表性。原位测试则不需要采样，从而最大限度地减少对土样的扰动。它所测定的土体体积大并且代表性好，对难以取样的土层，仍能通过现场原位试验评定岩土的工程性能。但是，原位测试也有其难以克服的局限性。首先，原位测试的应力条件复杂，使得在确定参数是将不得不采用一些简化假设。另外，原位测试一般只能测定现场载荷条件下的岩土体参数，无法预测荷载变化过程中的发展趋势。
参考文献：
[1]康丽月.工程勘察中土工试验与原位测试重要性分析[J].世界有色金属,2017(11):189-190.
[2]汪洋. 哈法亚油田地基承载力与岩土原位测试参数相关性研究[D].中国地质大学(北京),2016.
论文作者:陈雪
论文发表刊物:《防护工程》2019年第5期
论文发表时间:2019/6/18
标签：原位论文; 岩土论文; 土工论文; 测试论文; 室内论文; 方法论文; 条件论文; 《防护工程》2019年第5期论文;