摘要：随着现代化城市的不断扩大及建设，城市的建设项目将越来越多，岩土工程地质勘察将显得更加重要，各种各样的工程地质勘察手段，也将不断地产生和发展，其中作为最常用的手段之一，原位测试技术得到了广泛的应用。在岩土工程地质勘察过程中，为了取得岩土层的各项物理力学指标，通常釆用2种实验方法，即室内试验、现场原位测试,以取得相关的各岩土层的物理力学指标及参数。原位测试是在现场，通过相关的仪器设备对岩石和土层进行测试，通过野外测试分析，并取得岩土层的各项物理力学指标。
关键词：原位测试；岩土工程；地质勘察
1原位测试的主要特点及重要作用
原位测试是岩土工程地质勘察过程中最常用的一种测试手段，是通过一定的仪器设备在野外现场进行测试，在不破坏和不扰动，或者少扰动土体，使被测试的土体处于天然状态下，通过现场测试的手段，以取得岩土层的各项物理力学指标。由于原位测试在不破坏和不扰动状态下进行,虽然各岩土体应力条件复杂。也可以测定在不易取得原状土样的土层中的有关物理力学指标、渗透性指标、工程力学性质；但在实际原位测试过程中，很难直观地、精准地确定岩土体的某个参数，往往是通过多种原位测试方法和室内试验对比、比拟后综合确定。因此在岩土工程地质勘察过程中选择不同的勘察方法和原位测试，将会对岩土层的各项物理力学指标产生一定的差异，不同的岩土层可采用不同的原位测试方法进行，如静力触探适用于沿海地区或洲三角地区，该地区为海相和湖沼相沉积或冲淤沉积地层，大量分布着淤泥、淤泥质土、粉土、粉细砂土、软塑状粘性土，土体中地下水位的埋藏较浅，可以较准确、较客观地反映出各地基土层的强度。动力触探测试：可分轻型、重型、超重型动力触探。一般重型动力触探适合于砾砂、卵石、碎石土，用重型动力触探来评估砾砂、卵石、碎石土的密实度。标准贯入的试验方法：适用于粘性土、粉土和砂土，对于流塑状淤泥和淤泥质土的测定，标准贯入试验也较少使用，原因是软土具有高灵敏度、高压缩，其钻孔则会带来扰动影响，同时也影响标贯击数的精确度。原位测试技术对各种岩、土层来讲，可以进行连续的试验，因此能更好地、更精准地反映出各岩土层的厚度、各岩土体的垂直方向和水平方向的变化状况、以及各岩土层的物理学力学性质指标，由于原位测试技术的不断发展和创新，其已具有更经济、快速、更真实地、较全面地、较直观地反映出岩土体性质的优点。
2原位测试中的常见方法
岩土工程地质勘察中较为常见的原位测试有圆锥动力触探试验、标准贯入试验、静力触探试验、载荷试验、现场剪切试验、十字板剪切试验、旁压试验、扁铲侧胀试验、波速测试、岩体原位测试、块体基础振动测试等。由于勘察场地不同、设计要求不同以及各建筑物不一致，尤其是区域地质条件的复杂变化，因此在选择原位测试方法上，应综合考虑建筑类型、基础设计相关参数、岩土层的具体地质条件、原位测试方法的适用性和地区经验等因素。根据原位测试所得出的成果，应利用地区性经验关系，估算区域内各岩土层的物理力学指标及参数和地基承载力，应注意把各原位测试间及其与钻探、室内试验的相关参数进行对比，同时应结合具体工程项目及建筑物状况的实际情况，结合区域地层地质条件，考虑原位测试时的工作试验方式和方法，野外现场的试验条件、试验设备的使用情况等因素对数据的影响。
3原位测试的一般适用条件
3.1圆锥动力触探
圆锥动力触探是利用一定质量的落锤，以一定高度的自由落距将标准规格的圆锥形探头打入土中，然后依据贯入击数或动贯入阻力判别土层的变化，确定土的工程力学性质，对地基土做出岩土工程地质评价。圆锥动力触探可分为轻型、重型和超重型3种。轻型主要用于验槽和地基处理检测，贯入深度小于4.00m，适用于一般粘性土、素填土和粉土或软土经过加固处理后的复合地基土，重型适用于一般中粗砂、砾砂、圆砾和卵石，以及中密以下的碎石土和极软岩，触探深度不宜超过12~16m。超重型适用于较密实的卵石、碎石土、极软岩和软岩。
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3.2标准贯入试验
标准贯入试验是用质量63.5kg的重锤，按照规定的落距（76cm），自由下落将标准规格的贯入器打入地层，根据贯入器在贯入一定深度得到的锤击数，判定土层的性质。适用于一般粘性土、粉土、砂类土、花岗岩类的风化残积土，全风化岩以及坚硬土状结构的强风化岩。
3.3静力触探试验
静力触探试验是用静力将探头以一定的速率压入土中，利用探头内的阻力传感器，将土层的阻力转换为电信号，然后由仪表测量出来。适用于软土、粘性土、粉土、砂类土及含少量碎石的土层，具有勘探和测试双重功能。
3.4十字板剪切试验
十字板剪切试验是用标准十字板探头插入土中的试验深度，以一定速率扭转，量测土破坏时的抵抗力矩，测定土的不排水抗剪强度和残余抗剪强度。适用于测定饱和软弱状粘性土的不排水抗剪强度及灵敏度等参数，测试深度不宜大于30m。对于含有砂层、砾石、树根及大量贝壳和大量未分解的腐植层时不宜采用，由于其贯入设备与静力触探通用，且都用于软土地区，因此二者通常联合使用，并与钻探取样成果结合，大大提高勘察效率，降低勘察成本，丰富成果参数。
4原位测试成果的应用
4.1圆锥动力触探
通过圆锥动力触探试验，可以获取岩土层的相关物理力学指标，判断岩土层的力学性质，进行地层的分层，评定砂土的孔隙比和密实度，粉土和粘性土的状态，判定地基土的均匀性状况及地基土承载力、岩土体的强度、变形指标参数，同时还可以查明土洞、滑动面、软硬土层界面，检验地基土加固处理的效果，确定桩基础的持力层和可估算单桩竖向承载力等，而且具有钻探和测试双重功能。
4.2标准贯入试验
根据标准贯入试验击数可以确定各岩土层的地基承载力，确定砂土的密实度、粘性土的状态和无侧限抗压强度，确定土的抗剪强度、地基土的变形模量和压缩模量，预估单桩极限承载力，判定饱和砂土、粉土的地震液化的可能性及液化等级，可计算各岩土层的剪切坡速，判断风化残积土及全风化、强风化岩界线以及风化程度，目前仅限于花岗岩地区，用标准贯入实测击数来划分残积土、全风化岩、强风化岩的界限。
4.3静力触探试验
根据静力触探试验所得的触探曲线，可进行岩土层的划分、确定土的类别和各岩土层的物理力学指标，确定各岩土层的承载力和变形模量，软粘土的不排水抗剪强度、砂土的内摩擦角和相对密实度及密实度的界限，判断软弱土的塑性状态，预估饱和粘性土的天然重度和单桩承载力，检查素填土及其他人工加固地基的密实程度和均匀性，判定地震时饱和砂土、粉土液化的等级。
5结论
原位测试技术的优点在于：是在野外工程现场实地进行测试，无需对测试土层进行采样，尤其是对于难取样土层更加有利，既减少了取土样的扰动，又解决了因取样难无法获得土层的物理力学性质指标等问题。原位测试是岩土工程地质勘察过程中的重要测试手段和方法，由于原位测试方法各异，针对不同的地层，选择不同的原位测试方法进行测试，以取得各岩土层的各项物理力学指标，以确保岩土工程地质勘察取得较精准的、各岩土层的物理力学性质指标。
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论文作者:董宇
论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期
论文发表时间:2019/5/23
标签：岩土论文; 原位论文; 测试论文; 土层论文; 力学论文; 静力论文; 粘性论文; 《基层建设》2019年第4期论文;