巖土工程勘察中的巖土室內試驗技術及其應用

陳清圳

摘 ?要：巖土勘察的目的旨在探明巖土層的均勻性、地層結構、成因以及特殊性巖土性質，特別要查明巖土力學性質、堅硬底層分布以及基礎下臥軟弱層分布，評價地基的穩定性以及地基巖土層的工程特性。文章重點分析了巖土室內試驗技術，并且對其應用進行了簡要說明。

關鍵詞：巖體勘察;室內試驗;應用

中圖分類號：TU411 ? ?文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1006-8937（2016）03-0042-01

從一定程度上來說，巖土工程勘察是施工和設計的基礎，并且依據不同的勘察階段要求，進而反應出巖土體性態和工程地質條件的影響，結合地基處理、施工條件以及工程設計等要求對技術予以評價和論證，提交問題的解決辦法，保證工程建設質量。

1 ?選取測試樣品的標準

?進行巖土工程勘察時，合理選取巖土測試樣品能夠對巖土層工程性狀的反應程度予以提高，從而加強數據的精準性，所以，選取巖土測試樣品時必須保持樣品原狀，從而保證檢驗結果的有效性及可靠性。具體的樣品要求如下：

?①測試樣品需要具備一定的代表性，并且可以反映出巖土層工程性狀、位置以及土質等特性，具備較高的代表性。

?②測試樣品進行取樣的時候，必須保證其原有性質不發生變化，且含水率、自身結構和樣品選取前不發生擾動。假如存在擾動現象，則必須要重新進行測試樣品選取，確保測試結果與天然巖土體的工程性狀完全符合，強化檢驗數據的精準性。

?③測定巖土樣品的各項參數時，必須要在天然的狀態下進行，并且嚴格控制外界因素，避免對巖土測試樣品造成擾動，確保測試樣品的天然狀態性質不發生變化。

?④合理選取產品的數據和規格，根據巖土工程勘測的各項要求，合理設置試驗所需要的各種參數，確保樣本能夠滿足檢驗過程中的需求。在檢驗時，要求土常規試驗的土體長度在 200 mm左右，直徑在70 mm以上，進行巖石單軸抗壓強度的試驗時，要求樣本檢驗數量在3～6塊之間，且標準為φ100 mm×50 mm試件，檢驗特殊檢驗項目過程中，特殊項目的巖土測試樣品標準需要根據樣品本身顆粒最大直徑、試驗方法、試驗儀器等決定。

?比如，進行巖土三軸或抗剪試驗時，控制樣品數量在10～15件左右，且樣品規格標準為φ100 mm×50 mm。進行抗剪試驗時，控制樣品數量在8～12件左右，且樣品規格標準為 ? ? ? φ50 mm×50 mm×50 mm。控制樣品高度為其直徑的2～2.5左右，在檢驗時，同時在不同壓力條件下檢測3～4個時間，并且明確φ和C的值。

2 ?巖土試驗

?巖土試驗主要包括巖體原位觀測、巖體應力測試、巖體強度測驗、巖體變形試驗以及巖塊試驗。在室內試驗中，需要測定巖塊的點荷載強度、直剪強度、抗拉強度、三軸壓縮強度、單軸壓縮變形、單軸抗壓強度、耐崩解性、膨脹性、吸水性、塊體密度、顆粒密度以及含水率。其中，最關鍵的試驗便是單軸抗壓強度試驗，單軸抗壓強度即試樣受到單向壓力直到破壞，其單位面積的最大壓應力。根據含水狀態的差異性，通常分為飽和抗壓強度以及天然抗壓強度，巖石單軸抗壓強度主要用于描述巖性并且分級巖體強度。飽和抗壓強度將強度等級細致的分為極軟巖、軟巖、較軟巖、較硬巖以及堅硬巖五種。

3 ?木工試驗

?土的種類主要包括一般土和特殊土兩種，其中，一般土根據粒組的不同含量分為三類：細粒土、粗粒土以及巨粒土，本文的室內土工試驗主要針對的細粒土，按照大類分配可以將其分為土的力學性質指標、土的物理狀態指標以及土的物理性質指標。

3.1 ?力學性質指標

?目前，土的力學性質指標比較常用的有：無側限抗壓強度、回彈模量、承載比、抗剪強度指標、固結系數、壓縮指數、壓縮系數等，土的力學性質通常應用于和強度相關的工程，此類工程當前存在的問題有三方面：首先土工構筑物以土為主體，會存在穩定性問題，比如挖方邊坡以及路堤、土壩等。其次，工程構筑物以土為環境，會存在土壓力問題，比如地下結構以及土墻等，其強度破壞會對墻體產生較高的側向壓力，容易促使工程建筑物存在傾覆、滑動等事故。最后是工程構筑物以土為地基，會存在承載力問題，比如局部剪壞區過大或不均導致的地基變形以及地基土體的整體滑動，均會破壞體工程的上部結構，并且滋生安全事故。因此，土的強度問題將是土工驗算和設計的重要計算指標和理論依據。其中，比較重要的項目便是壓縮試驗，是測試土體一維變形特性的辦法，當然更是較為特殊的試驗項目，為預算地基沉降提供了關鍵參數。

3.2 ?物理狀態指標

?目前，土常見的物理狀態指標主要包括相對密度、液性指數、塑性指數、塑限含水率以及液限含水率，其中，細粒土因含水率的差異將導致其狀態也不盡相同，如果塑限含水率高則說明土中的膠體黏粒含量較高，也說明黏土中可能含有高活性的膠體黏粒以及蒙脫石。對工程而言，有價值的莫過于縮限、塑限以及液限，能夠清晰的表明土的力學特性。液限代表土可塑狀態含水率的上限，塑限代表土可塑狀態含水率的下限，一旦土的含水率低于縮限，那么一旦水分蒸發，土的體積則不會縮小。從一定程度上來說，土從粘滯流動狀態轉變為可塑狀態，再轉變為半固體狀態，其直觀和性質均是漸變變化的，所以，在二者間明確界限具備一定的隨意性。我國測土的液限含水率通常應用圓錐儀法，測土的塑限含水率應用搓條法，同時測土的液限和塑限含水率則應用聯合法。

3.3 ?物理性質指標

?從某種意義上來說，土的物力性質指標不僅僅應用于工程性質特征描述，更有十分重要的應用價值。在進行工程檢驗以及工程設計過程中，土的物理性質指標主要包括九個方面，即飽和度、孔隙率、孔隙比、含水率、浮密度、飽和密度、土顆粒比重、濕密度、干密度，試驗室能夠直接測量土的含水率、土的比重以及土的密度數值，屬于土非常基本的物理指標，其余指標均可換算。

4 ?腐蝕性試驗

?水和土均會對建筑材料造成腐蝕，進而危害建筑的質量，所以，必須有充分的資料以及試驗驗證，確定工程現場的地表水和地下水不會對建筑材料產生腐蝕，則可以不進行取樣評價其腐蝕性，否則，必須要取水和土的試樣，并且進行試驗。水對混凝土結構產生的腐蝕性的測試項目主要包括以下幾個方面：總礦化度、OH-、NH4+、游離CO2、侵蝕性CO2、CO32-、HCO3-、SO42-、Cl-、Mg2+、Ca2+、pH值。土對混凝土結構產生的腐蝕性的測試項目主要包括以下幾個方面：CO32-、HCO3-、SO42-、Cl-、Mg2+、Ca2+、pH值。土對鋼結構產生的腐蝕性的測試項目主要包括以下幾個方面：質量損失、電阻率、極化電流密度、氧化還原電信、pH值。通過試驗結果分析可知，將建筑材料中水和土的腐蝕性進行等級區分，包括強、中、弱、微。

5 ?結 ?語

?綜上所述，巖土工程勘察中的巖土室內試驗技術，其應用的質量好壞將直接影響到工程建設項目的安全性和經濟性，并且對工程勘察報告的精準性也會產生影響，所以在一定程度上會決定工程建筑的發展，在巖土室內試驗過程中，相關人員必須要合理選取檢驗指標，控制室內試驗質量，發生問題及時處理，提高整體檢驗的質量和效果。

參考文獻：

[1] 李建榮.巖土工程勘察室內土工試驗質量及管理[J].中國城市經濟，

2011，（24）.

[2] 胡兵，胡鳳文.關于巖土工程勘察工作中幾個問題的分析[J].中國新技 ? 術新產品，2010，（19）.

[3] 余瓊.巖土工程勘察試驗數據的應用解析[J].中國高新技術企業，2014，

（13）.

[4] 楊瑞江.巖土工程勘察中存在的常見技術問題及解決方法[J].中國建 ? 材科技，2014，（5）.

[5] 王瓊.巖土工程勘察中土工試驗質量管理的探索[J].環境與生活，2014，

（18）.