浅析岩土工程勘察中岩土室内试验技术及其应用

[摘要]岩土工程中勘察的目的在于查明工程施工场地范围内岩层形成原因、形成的时代、地层的具体结构以及岩土层分布的均匀性和一些特殊性的岩土性质。特别是要查明建设地基下的岩层软弱和坚硬地层的分布情况，并且对不同岩土层的物理力学特性等进行一定的分析。基于对岩层的该种分析来对其工程特性以及该地基的稳定性等进行施工的可行性分析，并且通过该种分析来确定不同岩土层地基的承载力特征值。在论证天然地基基础应用可行性的基础上来对力层进行选择并且对基础埋深等提出相关建议。岩土的测试和野外勘察时对岩土工程进行科学合理分析的基础，为工程设计提供科学依据同时也为工程的安全施工提供保证。本文从岩土工程勘察及其室内试验当面来讨论岩土勘察的重要作用。

[关键词]岩土工程 勘察 室内试验技术

[中图分类号] P58 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-12-135-2

1岩土工程勘察的作用及其室内试验要求

勘察时岩土工程建设的起点，通过野外的勘察获取相关的数据并通过室内的试验来验证相关系数要求。从野外勘察而言，了解工程施工地点的地形地貌及水文地理环境，确定该地域是否适合工程施工；在这过程中获取相关的勘察数据，而这些数据则会应用到室内试验中进行理论验证。该种岩土勘察的作用在工程建设中时极为突出的，通过野外的勘察实验获取最直观的数据，通过对该种数据的理论分获取物理力学特性的指标从而确定该工程的可行性等指标系数。为工程的设计和施工提供最直观的数据支持，保证设计的力学指标、抵抗力等方面能够符合现实的需求，提高工程施工的安全系数。

而对于岩土工程的测试则有室内试验、圆锥动力触探试验、标准贯入试验、经历触探试验、载荷试验等。具体到室内试验又区分为工程岩体试验、土工试验、土腐蚀性试验三项，为保证试验结果的可靠性便要对试验的每一环节进行严格把关，从取样到具体的实验操作均要执行严格的标准。对于取样而言，应该根据工程的具体情况来选择原状土或者扰动土。如果选择原状土时，在对其取样的过程中必须保持土样的原状结构和它天然含水率，并且使土样不受扰动。在使用钻土机来进行取样时，则要做到土样的直径在十厘米以上，并且应该使用专门的薄壁取土器，取样的数量应该符合试验项目的实际需要和具体规定，所选取的样品应该具有代表性，使样品充分的反应样品所在位置的工程特性。

2岩土工程中关于岩体的试验

工程岩体试验主要包括岩块试验、岩体变形试验、岩体强度试验、岩体应力测试、体原位观测。室内试验主要是测试岩块试验中的含水率、颗粒密度、块体密度、吸水性、膨胀性、耐崩解性、单轴抗压强度，单轴压缩变形、三轴压缩强度、抗拉强度、直剪、点荷载强度试验，其中最重要的一项试验是岩石的力学性质单轴抗压强度试验。岩体单轴抗压强度指岩体试样在单向受压直至破坏时，单位面积上承受的最大压应力。依据不同的含水状态，分为天然抗压强度和饱和抗压强度。岩石的单轴抗压强度主要应用于岩体的强度分级和岩性描述，强度分级按饱和抗压强度分为坚硬岩、较硬岩、较软岩、软岩、极软岩五类。

通过岩体试验来确定岩石的质地、结构及抗压力状态，在分析其强度等级的基础上来确定该区域内适于建造工程的强度，并在此基础上设计出合理的施工方案，为工程的顺利开展提供保证。

3关于土工试验

土工试验是岩土勘察室内试验的另一个重要内容。在岩土勘察试验中土分为一般土和特殊土两大类，一般土按其不同粒组的相对含量划分为巨粒土、粗粒土、细粒土三大类。室内土工试验主要是对细粒土进行分析的试验，根据类可分为土的物理性质指标、土的物理状态指标和土的力学性质指标。

土工试验的一个重点是对土的物理性质指标的测定。在试验中土的物理性质指标反映土的工程性质的特征，具有重要的实用价值。工程设计和工程检验中常用的土的物理性质指标：土的密度（湿密度）、土颗粒比重、饱和密度、干密度、浮密度、含水率、孔隙比、孔隙率、饱和度9 个。其中土的比重、土的密度、土的含水率是由试验室直接测量其数值，是实测指标，是土的三相基本物理指标。其他指标则是换算指标遥。

其次是对土的物理状态指标测定。常用的土的物理状态指标有院液限含水率、塑限含水率、塑性指数、液性指数、相对密度等。细粒土随首土中含水率的不同，分别处于不同的状态。塑限含水率高表示土中胶体黏粒含量大，同时也表示黏土中可能含有蒙脱石或其他高活性的胶体黏粒较多。对于工程来说，有实用意义的主要是液限、塑限和缩限，能较好地反映出土的某些物理力学特性。液限是土可塑状态的上限含水率，塑限是土可塑状态的下限含水率，含水率低于缩限，水分蒸发时土体积不再缩小，而实际上，土从黏滞流动状态到可塑状态、从可塑状态到半固体状态的性质和直观变化都是渐变的。因此袁在两者之间建立确定的界限都带有一定的任意性。我国通用圆锥仪法测土的液限含水率，搓条法测土的塑限含水率，或联合法测土的液限和塑限含水率。

土工试验的另一个重点是土的力学性质指标的测定。常用的土的力学性质指标有院压缩系数、压缩指数、固结系数、抗剪强度指标、承载比、回弹模量、无侧限抗压强度等。土的力学性质指标主要用在与强度有关的工程上。目前，与强度有关的工程问题主要有以下三方面：首先是土作为材料构成的土工构筑物的稳定问题，如土坝、路堤等填方边坡以及天然土坡（包括挖方边坡）等的稳定性问题。其次，是土作为工程构筑物的环境的问题，即土压力问题。如挡土墙、地下结构等的周围土体，它的强度破坏将对墙体造成过大的侧向压力，以致可能导致这些工程建筑物发生滑动尧倾覆等破坏事故。最后是土作为建筑物地基的承载力问题。如果基础下地基土体产生整体滑动或者其局部剪坏区发展导致过大的甚至不均匀的地基变形，都会造成上部结构的破坏或影响其正常使用的事故发生。所以土的强度问题及其原理将为土工的设计和验算提供理论依据和计算指标。其中最为重要的项目之一就是压缩性指标即压缩试验，它是研究土体一维变形特性的测试方法，同时也是具有特殊性的实验项目，为建筑物地基进行沉降计算提供重要参数。

4岩土室内试验中的水和土腐蚀性试验

在工程建设中水、土有可能对建筑材料产生腐蚀危害。因此只有当有足够经验或充分资料，认定工程场地的土或水（地下水或地表水）对建筑材料不具腐蚀性时，可不取样进行腐蚀性评价，否则，应取水试样或土试样进行试验并进行腐蚀性评价。水对混凝土结构腐蚀性的测试项目包括：pH 值、钙元素、锰元素以及侵蚀性二氧化碳、游离的二氧化碳分子和总矿化度。土对混凝土结构腐蚀性的测试项目包括：pH 值、钙元素、锰元素等上述元素易溶盐（土水比1：5）分析。土对钢结构的腐蚀性的测试项目包括：pH 值、氧化还原电信、极化电流密度、电阻率、质量损失，根据试验分析结果。水和土对建筑材料的腐蚀性可分为微、弱、中、强四个等级。

5结束

上述几个方面只是针对岩土勘察中常规的岩土水室内试验进行了简单的分析。由于岩土工程的复杂性，其室内试验所涉及的内容也是多当面的，具体的试验方法和手段具有多样性的特点，并且随技术的发展不断改进。在室内岩土试验中，我们应该严格遵守试验要求和执行标准，从选样到试验结果的分析保证最大限度的降低外在因素的影响，实现试验结果的准确性和可靠性，并且及时注重新技术的应用来完善岩土室内试验的应用。

参考文献

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[3]熊伟.浅议岩土工程勘察方法及强化措施[J].城市建设理论研究（电子版），2013（13）.