岩土工程测试技术实习报告

2011-2012学年第一学期 岩土工程测试技术实习报告

系 别：土木与材料工程系 班 级：0124092 学 号：0124092-25

目录

一 前言

二 实习目的及要求 三 实习安排 四 实习内容 五 实习总结和感想

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一 前言

岩土工程原位测试是岩土工程勘察与地基评价中的重要手段之一，是利用一定的试验手段在天然状态（天然应力、天然结构和天然含水量）下，测试岩土的反应或一些特定的物理、力学指标，进而依据理论分析或经验公式评定岩土的功能性能和状态。原位测试技术是岩土工程的一个重要分支，它不仅是岩土工程勘察的重要组成部分和获得岩土体设计参数的重要手段，而且是岩土工程施工质量检验的主要手段，并可用于施工过程中岩土体物理、力学性质及状态变化的检测。

岩土测试的目的在于获得有代表性的、能够反映岩土体现场实际下的岩土参数，认识岩土体的空间分布特征和物理力学特性，为岩土工程设计和治理提供工程设计参数。这些参数包括：

（1）岩土体的空间分布几何参数（如土层厚度）；

（2）岩土体的物理参数和状态参数（如土的容重和颗粒土的 实度）；

（3）岩土体原位初始应力状态和应力历史参数（如静止侧压力系数和超固结比）；

（4）岩土体的强度参数（如粘性土的不排水抗剪强度）； （5）岩土体的变形性质参数（如土的变形模量）； （6）岩土体的渗透性质参数（如固结参数和渗透参数）。 除了获得被测试岩土体的物理力学性质和渗透性质参数外，原位测试的试验结果还可以直接应用于岩土工程实践。笼统地讲，原位测

试可以用于以下几方面：

（1）浅基础的设计，包括地基承载力的确定和进行浅基础的沉降计算；

（2）深基础的设计，主要用于单桩竖向承载力和水平向承载力计算；

（3）砂性土地基的液化评价； （4）地基加固效果监测与评价； （5）土质边坡滑动面的确定。

各种原位测试的方法都有各自的适用性，表现在一些原位测试手段只适用于一定的地基条件，并且在评价岩土体的某一工程性能参数时有些能直接测定，而有些参数只能通过经验积累间接估算。并且每一种原位测试方法都有它的侧重面，也就是主要用来测定某一个参数，所以在实际选择原位测试方法时应合理的选择，发挥现有仪器的最大性能，尽量减少试验结果测量对象真实性质、性能和参数的差别。对每个原位测试方法的原理清晰、技术要点具体可行、理论与实践相结合，对各种原位测试技术的适用范围有所界定，这是作为一个工程地质工作者应具备的能力。

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二 实习目的及要求

1 实习目的

通过实习和实践教学活动使我们对教材中的岩土工程原位测试

基础理论、基本原理通过感性认识加深理解，同时进行基本功训练，使我们掌握各种地质条件下岩土原位测试的基本工作方法和操作技能，为后续相关课程的学习以及以后的工作打下良好的基础。全面提高我们的观察能力、动手能力、实践能力以及综合分析和解决问题的能力。通过现场实验的操作训练，锻炼我们吃苦耐劳的能力，为以后艰苦的野外工作做好准备。

另一方面这次实习还培养我们对试验资料的整理和成果应用的能力，原位测试只是一种技术手段，目的是为了工程设计和应用实践服务，在整理资料、分析和应用中，我们可以学到各种原位测试的资料整理和成果判译的方法。正确合理地应用原位测试技术来为我们的工作服务，这才是我们这次实习的最终目的。

2 实习要求

（1） 在实习过程中，必须服从有关技术人员和指导老师的指挥

和安排，认真听取讲解，并做好笔记（包括必要的附图）；

（2） 认真做好现场及讲座笔记，现场参观要不耻下问；

（3） 遵守现场相关规章制度，关心他人及自身安全； （4） 注意自己的言行，行为要得体；

（5） 实习过程中不允许无故请假、旷课、早退。

三 实习安排

星期一 发放实习资料 实习动员和指导 星期二 实验室认识仪器

星期三 现场岩土原位测试操作

（静力触探试验 轻型圆锥动力触探试验 扁铲侧胀试验 十字板剪切试验） 星期四 物探知识讲座

星期五 地基处理现场参观学习 试验数据处理 编写实习报告

四 实习内容

（一）实习前培训与指导

2011年12月5日，也就是实习的第一天，由郝延周老师为我们进行实习前的培训和指导。这次培训的主要内包括以下四个方面的内容：

（1）载荷试验

载荷试验（Plate Load Test，简称PLT）是在现场用一个刚性承压板逐级加荷，测定天然地基、单桩或复合地基的沉降随载荷的变化，借以确定它们承载能力的现场试验。根据承压板的形式和设置深度及特点，可以将载荷试验分为浅层、深层平板载荷试验和螺旋板载荷试验。其中浅层平板载荷试验最为常用，主要适用于地表浅层地基上，包括各种填土和含碎石的土。载荷试验可用于以下目的：

A、确定地基土的比例界限； B、确定地基土的变形模量； C、估算地基土的不排水抗剪强度； D、确定地基土的基床系数。 （2）静力触探试验

静力触探试验（Static Cone Penetration,简称CPT）是利用准静力以恒定的贯入速率将一定的规格和形状的圆锥探头通过一系列探杆压入土中，同时测记贯入过程中探头所受到的阻力，根据测得的贯入阻力的大小来间接判定土的土的物理力学性质的现场试验方法。静力触探试验适用于软土、粘性土、粉土、砂类土和含有少量碎石的

土层。与传统的钻探方法相比，静力触探试验具有速度快、劳动强度低、清洁、经济等优点，而且可以连续获得地层的强度和其它方面信息，不受取样扰动等人为因素的影响。结合地区经验结果可以用来土类的命名，土层的划分，地基土物理、力学、渗透性质相关参数的测定，以及地基承载力的测定和地基土液化的可能性的评价。

（3）圆锥动力触探试验

圆锥动力触探试验（Dynamic Penetration Test,简称DPT）是利用一定的锤击能量，将一定规格的圆锥探头打入土中，根据打入土中的难易程度（贯入阻力的大小或贯入一定深度的锤击数）来判别土的性质的一种现场测试方法。DPT按锤击能量的不同，划分为轻型、重型和超重型三种。在工程实践中，应根据土层的类型和试验土层的坚硬程度与密实程度来选择不同类型的试验设备。DPT适用于不同的土类，设备相对简单、操作方便、适应性广，并有连续贯入的特性，但试验误差较大，再现性较差。根据DPT指标可以进行地基土的力学分层，评价地基土的均匀性和物理性质，查明土洞、滑动面、软硬土层界面的位置。再结合地区经验还可以评定地基土的强度、变形参数和天然地基承载力。

（4）标准贯入试验

标准贯入试验（Standard Penetration Test,简称SPT）是一种现场用63.5kg的穿心锤，以76cm的落距自由下落，将一定规格的带有小型取土筒的标准贯入器打入土中，记录打入30cm的锤击数（即标准贯入击数N），并以此评价土的工程性质的原位试验。SPT实际上

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仍属于动力触探范畴，所不同的是，其贯入器是由两个半圆筒合成的取土器。利用标准贯入锤击数N，并结合地区经验，可以来评价地基土的物理状态和力学性能参数，计算天然地基的承载力以及单桩的极限承载力以及场地成桩的可能性评价，砂土和粉土的液化可能性评价等。另外，SPT的缺点是离散性大，所以只能粗略地评定土的工程性质。

（5）十字板剪切试验 扁铲侧胀试验 现场基桩动测试验 十字板剪切试验在我国沿海地区被广泛使用，适用于均质饱和软粘土，是一种有效的测定土的不排水抗剪强度的试验方法。

扁铲侧胀试验是一种在国外运用较广的原位测试方法，在国内目前仍处于积累工程经验阶段。这种方法是利用小应变条件下土的应力-应变关系，近似于弹性阶段土的性质，所以测试结果的重复性比较好。

现场基桩动测试验是工程物探方法的一种，是利用基桩动测仪现场检测桩的质量和质量问题的评价。关于基桩动测仪会在实验室认识仪器的过程中做详细介绍。

（二） 相关仪器的介绍

实习的的第二天我们所进行的的相关仪器的介绍和操作演示。主要仪器有轻型圆锥动力触探仪，扁铲侧胀仪（测控箱、DMTM-1扁铲测控仪），RS-1616(S)型基桩动测仪，CLD-3型轻便静探-十字板剪切两用仪（包括DN-1型多用数显仪），标贯试验仪等（见下图）。

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（三） 现场原位测试及数据处理、分析

实习的第三天我们进行了现场原位测试试验的操作，地点是在

我学校的山顶小操场和文管学院的一片空地上。这一天我们主演进行了扁铲侧胀试验、轻型圆锥动力触探试验和静力触探试验。每个试验具体的试验操作步骤、技术要求、注意事项如下： 1静力触探试验

（1）、野外测试的关键步骤

布孔位 平整场地 安装触探机 调平机座 连接反力装置 连接探头、测量电缆、探杆 检查测量仪表，并调零 将连着探杆的探头压入地下 记录深度值和测量仪表的数据。 （2）、技术要求

a、触探机就位后，应调平机座，使用水平尺校准，使贯入压力保持竖直方向，并使机座与反力装置衔接、锁定。

b、一般触探试验中，使布置的触探孔距原有钻孔至少2m。 c、触探主机应以轴向压力将探杆压入，对于前5m的探杆，弯曲度不得大于0.05%，后续探杆的弯曲度，在触探深度小于10m，不得大于0.2%；深度大于10m时，不得大于0.1%。

d、触探机的贯入速率应控制在1-2cm/s，一般为2cm/s；使用手摇式触探机时，手把转速应力求均匀。

e、使用记读式仪器，每贯入0.5m（或0.1m、0.2m）应记录一次读数。

f、在地下水埋藏较深的地区使用探头触探时，应先使用外径不小于孔压探头的单或双桥探头开孔至地下水位以下，而后向孔内注水与地面平，再换用孔压探头触探。

g、使用孔压探头时，在整个贯入过程中不得提升探头。 h、当在预定深度进行孔压消散试验时，应从探头停止贯入之时起，用秒表记时。

i、当移位于第二个孔时，应对孔压探头的应变腔和滤水器重新进行脱气处理。 （3）、试验的终止

遇下列情况时应终止静力触探试验的贯入： a、要求的贯入长度或深度已经达到；

b、圆锥触探仪的倾斜度已经超过了量程范围； c、触探主机负荷达到其额定荷载的120%时； d、贯入时探杆出现明显弯曲； e、反力装置失效；

f、探头负荷达到额定荷载时；

g、记录仪器显示异常。

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（4）、试验数据及处理见附页（静探数据表和处理过程）

大家在下地锚

2轻型动力触探

（1）先用轻便钻具钻至试验土层标高以上0.3m处，然后对土层进行连续触探；

（2）试验时，穿心锤落距为0.50±0.02m，记录每打入0.30m所需的锤击数；

（3）如想取样，则需把触探杆拔出，换钻头进行取样。 （4）一般用于触探深度小于4m的土层。

3扁铲侧胀试验

（1）、试验方法与技术要求

膜片的标定

膜片的标定是为了克服膜片本身的刚度对试验结果的影响，通过标定可以得到膜片的标定值△A和△B，可用于对A、B、C读数进行修正；

△A是采用率定气压计通过对扁铲探头抽真空，使膜片从自由位置回缩到距离基座0.05mm时所需的压力；

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△B是通过对扁铲探头充气，使膜片从自由位置到B点时所需的

气压力。 A. 标定过程

△A：关闭排气阀，用率定气压计对扁铲探头抽气，膜片在大气压力作用下从自然位置移向基座，待蜂鸣声响起（此时膜片离基座小于0.05mm）停止抽气；缓慢加压直到蜂鸣声停止时（膜片离基座为0.05±0.02mm）记下测控箱的读数，即为△A。

△B ：读取△A读数后继续对扁铲探头施加压力，直到蜂鸣器再

次响起（膜片离基座为1.10±0.03mm）时的气压值即为△B 。 注：标定过程，抽气和加压均应缓慢进行。 △A和△B 的合理范围

△A：在5-25kPa之间，理想的值为15kPa。

△B ：在10-110kPa之间，理想的值为40kPa。

B.试验步骤 a. 准备工作

气电管路在探杆上的连接。静力触探贯入探头时管路贯穿探杆；钻机开孔锤击贯入探头，可按一定的间隔直接用胶带绑在钻杆上。 逐根连接探杆。

检查测控箱、气压源等设备是否完好，提前估算气压源是否满

足测试的要求，彼此用气电管路连接。

地线接到测控箱的地线插座上，另一端接到探杆或贯入机具基座上。

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检查电路是否连通。 b. 测试过程

扁铲探头贯入速率应控制在2cm/s左右，试验点的间距取20-50cm。贯入过程中排气阀始终是打开的。当探头达到预定深度后： 试验前标定△A和△B 符合要求 DTMT-1型扁铲测控仪上设置相应的工程参数 测试（包括A、B、C读数） 试验后标定△A和△B 符合要求 测试下一个贯入深度。 (2)试验数据处理及分析见附页

扁铲侧胀（DM-TM扁铲测控仪、测控箱）

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4十字板剪切试验步骤

A、钻探开孔、下套管 十字板头、离合器、导轮、试验探杆等逐节拧紧下至孔底 接导杆、安装底座，并固定在套管上 安装传动装置并调整 安装量表并调零 剪切试验 下一点测试。

B、试验数据及处理见附页（十字板剪切数据表和处理过程）

十字板剪切实验原理

DN-1型记录仪

CLD-3轻便型静探-十字板剪切两用仪 5标准贯入试验步骤

A、标准贯入试验需与钻探结合，以钻机设备为基础。按以下技术要求和步骤进行：

回转钻进开孔 至试验位置土层标高以上15cm处，清孔换标准贯入器并量得深度尺寸 开始贯入试验

记录贯入30cm的锤击数 提出贯入器，取出土样进行鉴别描述，并记录 换钻具进行下一深度的试验。

B、试验数据及处理见附页（标准贯入试验数据表和处理过程）。

标贯试验

（四）工程物探的一些知识

实习第四天的安排是王义明老师的工程物探讲座。

和我们所学专业有关的是的内容主要是利用一些间接的方法来检验已建成建筑物的工程质量，以及对已发生质量问题的工程进行质量问题评估，并为解决工程问题提供可靠的参数。

常用的工程物探的主要方法:

1、电法勘探（包括电测深法、电剖面法、高密度电法和自然电厂法等），这种方法误差相对比较小；

2、弹性波测试（包括声波法和地震波法），以前所讲的RS-1616(S)型基桩动测仪就是利用弹性波的原理；

3、探地雷达； 4、地震勘探； 5、层析成像。

RS1616(S)基桩动测仪

（五）地基处理现场参观实习

实习的最后一天我们来到位于矿工路与长青路交叉口西南角的

平顶山七矿家属院南面的宏冠家苑施工现场。当时所进行的的是地基的处理阶段。通过负责现场的两位学长的介绍我们了解了这个工地的地质情况和所采用的地基处理方法。

工地现场下面是七矿的采空区，已经塌陷，要在塌陷区建高层，地基土必须进行加固处理。根据采空区的深度、地基土的工程性质和基岩的埋藏深度，这个工地采用的是钻孔注浆法来处理地基。

钻孔注浆过程主要分两个步骤：A、注浆液的制备 B、钻孔注浆 制浆工艺流程如下：

水+水泥+粉煤灰 搅池（搅拌） 放入原浆 二搅池（搅拌） 所需浆液 钻孔注浆工艺流程如下：

施工注浆孔 压水试验 透孔 压水试验 注浆 复注（3-5次） 效果检验 有效 单孔注浆结束 总体效果检验 注浆结束 今天我对以后工作的性质和要求有了更为详细的了解，土木是一个要有绝对责任心的行业，工程里一点马虎也要不得，要做到每一个工序都有据可查，有规范可依，还要有充分的实践经验作为后盾。只有这样才能把我们这个工作做好，牢固的地基是上层建筑的基础，木工程是人们生活的“地基”。

钻孔、取芯现场

芯样

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五 实习总结和感想

为期一周的岩土工程原位测量技术实习结束了，在这短短的五

天时间我不仅掌握了很多专业技能，还学到了很多在课堂上学不到的东西，有老师的经验、有对工程的直观认识、有学长的建议和忠告……这些都是不能在学校获得的。只有站在巨人的肩膀上才能看的更远，用这句话来概括我们土木这一行的工作方法似乎更为贴切。因为对我们来说实践经验和理论技能都占有不可替代的地位，理论技能需要不断的更新和完善，而这个完善的过程则需要一代又一土木工程师的经验交流和传递才能够完成。然后对工程作出更加合理的处理。没有最好的方案，只有最合适的方案。自从我选择了勘查技术与工程专业之后就注定我要与岩石、土打交道，可是上天容易下地难，要想真正的了解它们真的太难了，在地下有太多的不确定因素。可是不能因为难就不去做，这就要求我们不断地学习前人的经验，然后在我们的工作中合理的利用，不能笼统的挪用之前的工程处理方法，因为每一个工程都不一样，都有它的特点和工程性质，一味的沿用别的工程的处理方法就可能导致不可恢复性的错误。很快我们就要离开校园走上工作岗位了，在以后短短的一年半的时间里我还有很多知识要学，因为只有扎实的理论知识作为后盾才能让我更快更好的熟悉并着手工作，才能让我更好的积累工程经验。理论和经验是土木工程师的两把“利剑”。通过的以后不断学习和努力，我会在这个行业有所作为，为大家的生活建造一个牢固的“地基”。