岩土工程勘测与试验.docx

何为岩土工程勘察目的与任务岩土工程勘察是指根据建设工程的要求,查明、分析、评价建设场地的地质环境特征和岩土工程条件,分析、预测工程建设对地质环境的影响与发展趋势,编制勘察文件的活动.岩土工程勘察的目的和任务是指根据建设工程的要求,查明、分析、评价建设场地的地质环境特征和岩土工程条件,为工程建设的设计服务任务场地稳定性的评价为岩土工程设计提供参数对施工问题作出预测,并提出防止和治理方法对地基基础方案作出评价和建议预测工程和场地的互相影响为安全性的评定和事故的调查提出依据指导工程运营及长期观测岩土工程勘察的等级由哪些因素决定怎样划分岩土工程勘察的等级岩土工程勘察等级反映的是该勘察项目的重要性和复杂性,因而是勘察工程管理、确定勘察工作量和技术要求的重要依据.根据工程重要性等级、场地复杂程度等级和地基复杂程度等级,将岩土工程勘察等级分为甲级、乙级和丙级.划分标准如下：甲级：在工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度等级中,有一项或多项为一级；乙级：除勘察等级为甲级和丙级以外的勘察项目；丙级：工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度等级均为三级.岩土工程勘察的阶段划分及各阶段的目的 可行性研究勘察：目的：为可行性研究及场址选择提供依据,其主要任务是对一个或若干个候选场地的稳定性和适宜性作出评价.初步勘察阶段：目的：为初步设计提供依据,对于房屋建筑,其主要任务是对场地内建筑地段的稳定性作出评价,为确定建筑总平面布置、主要建筑物地基基础方案及对不良地质作用的防治方案等提供必要的资料.详细勘察阶段：目的：为施工图设计和施工提供依据,对于房屋建筑,其主要任务是对建筑地基作出评价,为地基基础设计、地基处理、不良地质作用的防治、施工方法的选择等提供必要的资料.施工勘察：施工期间因设计、施工需要而进行的勘察简述岩土工程评价准则在定值法中,设计中所使用的参量,包括荷载或称作用和抗力以及与荷载和抗力有关的岩土体参数的设计值,均以定值如平均值表示,在对岩土工程问题进行定量评价时,采用规范给定的安全系数来表示有一定的安全储备.在概率法中,考虑岩土体的空间变异性和设计参量测定中存在的误差等,设计中所使用的参量,包括荷载或称作用和抗力以及与荷载和抗力有关的岩土体参数均作为随机变量,服从一定的概率分布,包含不确定性.以极限平衡法为基础,计算特定极限状态下的失效概率或可靠度.定性与定量评价定性评价是岩土工程评价的基础.对于一些岩土工程问题,不适用或很难进行定量评价.这些内容包括：工程选址与场地的适宜性评价；地基的均匀性评价；建筑材料的适宜性评价；不良地质作用的风险性评估；岩土体性能的定性描述等.定量评价往往在定性评价基础上进行.需进行定量评价的岩土工程问题包括：地基、边坡、挡土结构或不良地质现象的稳定性评价；地基承载力和变形量；岩土体的强度和变形参数；土压力、土中应力分布；岩土体、地下水与地基基础的共同作用等.岩土工程勘察报告应包括哪些内容 勘察报告的技术内容包括：场地地形地貌、地层、地质构造、岩土性质及其均匀性；各项岩土性质指标,岩土的强度参数、变形参数、地基承载力的建议值；地下水埋藏条件、类型、水位及其变化情况；土和水对建筑材料的腐蚀性；可能影响工程稳定的不良地质作用和对工程危害的评价；场地稳定性和适宜性评价.试说明岩土工程勘探的功能,只有满足哪些要素,才能称为一种勘探方法 查明地表下岩土体、地下水及不良地质作用的空间分布和基本特性；在勘探过程中,为采取岩、土及地下水试样提供条件；在勘探过程中,为进行原位测试创造条件,或该勘探方法本身就是原位测试方法.勘探的基本功能：1能够按照工程要求的岩土分类方法鉴定、区分岩土类别；2能够按工程要求的精度确定岩土类别发生变化的空间位置.否则就不能算是勘探方法勘探方法的分类及其优缺点勘探的基本要求钻探、满足各类要求,可以查明地下水状况直接勘探方法井探、槽探、坑探、洞探可采取质量很高的土试样；深度有限,且易受地下水位的影响.施工的难度大、时间长、成本高物探、可判断地层的分布和变化情况,解决地质构造、地下埋藏物以及地下水分布规律等方面的一些问题.物探常具多解性,无其它方法配合易发生误判触探：在触探过程中能够测定土的力学性质,不能查明地下水分布,触探过程不能取样岩土工程勘探方法的选取应符合工程勘察目的和场地岩土特性.为了取得理想的技术经济效果,宜将多种勘探手段配合使用,如钻探+触探、钻探+地球物理勘探等.何为钻探钻孔结构的要素包括哪些钻探的基本操作工艺有哪些钻探boring是利用钻探设备在地下形成钻孔,并从钻孔中取出岩土进行鉴别和划分地层,属于半直接的勘探方法钻孔的结构可用五个要素来说明：钻孔的顶面称为孔口、底面称为孔底、侧表面称为孔壁,圆柱体的高度称为孔深、直径称为孔径.钻探的基本操作工艺可包括破碎孔底岩土、提取孔内岩土和保护孔壁三个方面：钻探方法的分类及钻探技术要求 根据钻探过程中破碎孔底岩土的方式不同,钻探方法可分为回转类钻探螺旋钻探、无岩芯钻探和岩芯钻探、冲击类钻探冲击钻探和锤击钻探、振动钻探和冲洗钻探四类钻孔规格：孔径,成孔口径应满足取样、测试和钻进工艺的要求.钻探规定、地下水位量测、钻孔的记录和编录何为不扰动土样引起土样扰动的因素主要有哪些土样的质量等级划分及其对应的可满足的试验内容不扰动土样是指尽管原位应力状态已改变,但基本上保持土的天然结构、天然密度和含水量,且能满足室内试验各项要求的土样.引起土样扰动的因素主要有以下几方面：应力状态变化钻探工艺取样技术取样方法或取土器的分类及其适用的土类和对应土样的质量等级 根据取土器入土方式的不同,取样方法可分为贯入方法和回转方法,不同方法采用不同类型的取土器,所适用的土类也有区别.回转型取土器主要用于较硬的黏性土、粉土、砂土及部分碎石土,所采取的土试样质量等级可达级.贯入型取土器中的薄壁取土器主要适用于较软的黏性土,采取的土试样质量等级可达级；厚壁取土器适用的土类较广泛,但所采取的土试样质量等级至多只能达到级.采取土试样时宜用快速静力连续压入法.其他取样方法包括：由螺纹钻头能够带上黏性土及部分粉土等；由岩芯钻头能够提取土芯；由标准贯入器能够带上土芯.取土器参数：面积比、外间隙比和内间隙比载荷试验有哪几种类型 并说明各自的使用对象.平板载荷：在一定形状和面积的刚性平板上加荷,观测天然条件下地基土的变形,取得荷载-沉降时间曲线螺旋板载荷试验：将螺旋形承压板旋入地下实验深度,通过传立杆对螺旋板施加荷载,观测螺旋板起降,获得荷载-沉降-时间关系平板载荷试验典型的压力沉降曲线p-s曲线可以分为哪几个阶段各有什么特征与土体的应力应变状态有什么联系典型的平板载荷试验p-s曲线可以划分为三个阶段,根据p-s曲线形态可以直接确定地基承载力和计算地基的变形模量.直线变形阶段、沉降随压力现行增长,该段末压力为比例界限压力p0剪切变形阶段、沉降增长速率显着增大,段末压力为极限压力pu破坏阶段图样已经破坏,很小的增长压力就会引起很大的沉降增量p-s曲线实际上放映了土体的应力应变关系由弹性向弹塑性向塑形转变的过程简述浅层平板载荷试验的技术要点,如何根据土类选择承压板 1试坑的尺寸及要求 试坑宽度或直径不应小于承压板宽度或直径的3倍,承压板下铺设不超过20mm的砂垫层,并找平 2承压板的尺寸载荷试验宜采用圆形刚性承压板,根据土的软硬或岩体裂隙密度选用合适的尺寸；对于浅层平板载荷试验,承压板面积不应小于0.25m2,当在软土和粒径较大的填土上进行试验时,承压板尺寸不应小于0.5m2. 3位移量测系统的安装避免在试验过程中地表变形对基准梁的影响. 4加载方式慢速或快速法.一般取1012级,并不应小于8级.最大加载量不应小于地基土承载力设计值的2倍,荷载的量测精度应控制在最大加载量的1以内. 5沉降观测慢速法每级荷载读数间隔5min、5min、10min、10min、15min、15min测读一次沉降,以后间隔30min测读一次沉降 ,当连续两个小时,且每小时沉降量不大于0.1mm时,可以认为沉降已达到相对稳定标准,可施加下一级荷载.6试验终止条件1承压板周边的土体出现明显侧向挤出；2本级荷载的沉降量急剧增大,p-s曲线出现陡降段；3在某级荷载下24h沉降速率不能达到稳定标准；4总沉降量与承压板直径或边长之比超过0.06.平板载荷试验成果有那些应用 1、确定地基土的承载力2、确定地基土的变形模量3、确定地基土的基床反力系数4、平板载荷试验的其它应用静力触探实验1、什么是静力触探试验 静力触探试验static cone penetration test简称CPT,是利用准静力以恒定的贯入速率将一定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大小来间接判定土的物理力学性质的现场试验方法2、静力触探包括哪些仪器设备就贯入设备而言,有哪几种标定设备率定设备,率定探头触探贯入贯入系统贯入装置,探杆,反力装置量测系统探头,记录仪器灌入装置：静力触探机手摇链条式,液压式,电动机械式探杆3、单桥探头和双桥探头各可以测定哪些试验指标 单桥探头：可用于测定比贯入阻力双桥探头：可用于测定锥间阻力qc和侧摩阻力fs孔压探头：可用于测定锥间阻力qc和侧摩阻力fs,孔压u动力触探实验1认识动力触探试验机理圆锥动力触探试验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. 根据量大小可分为：轻型、重型和超重型三种.2熟悉动力触探试验类型及相关技术参数N10,N63.5,N100轻型动力触探主要是一般粘性土、素填土、粉土和粉细砂,连续贯入深度一般不超过4 m.主要用于测试并提供浅基础的地基承载力参数；检验建筑物地基的夯实程度；检验建筑物基槽开挖后,基底以下是否存在软弱下卧层等.将10 KG的锤提升到50 CM高度,自由落下,锤击频率应控制在每分钟1530击 应按贯入30 CM所需击数作为贯入指标重型动力触探重型动力触探的适用范围：主要是中砂碎石类土,其次是粉细砂及一般粘性土.触探试验深度范围,一般在116m左右.主要用于查明地层在垂直方向和水平方向的均匀程度.自动落锤,落距76 cm锤击频率1530击/min 记录每贯入10 cm锤击数作为重型动力触探贯入指标超重型动力触探俗称 ,主要用于密实砂土、碎石土、及软岩和软岩.3为什么试验过程中,要求每打1m转动探杆说说试验结果受哪些因素影响以减少探杆与土层的摩阻力；探杆长度,杆侧摩阻力,上覆土压力4为什么动力触探的地基土分层需要与钻探配合 应根据的土层类型和试验土层的坚硬与密实程度,来选择不同类型的试验设备5为什么圆锥动力触探试验指标锤击数可以反映地基土的力学性能 定性地评价地基土的均匀性和物理性质状态、密实度标准贯入试验1什么是标准贯入试验 标准贯入试验Standard Penetration Test,简称SPT是一种在现场用63.5kg的穿心锤,以76cm的落距自由落下,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,并以此评价土的工程性质的原位试验.2试说明标准贯入试验贯入器与重型圆锥动力触探探头的差别仍属于动力触探范畴,不同的是其贯入器不是圆锥探头,而是标准规格的圆筒形探头由两个半圆筒合成的取土器.试验时可从贯入器中取得试验深度的土样,可对土层进行直接观察来鉴别土类.与圆锥动力触探试验相似,标准贯入试验并不能直接测定地基土的物理力学性质,而是通过与其他原位测试手段或室内试验成果进行对比,建立关系式,积累地区经验,才能用于评定地基土的物理力学性质标准贯入试验与动力触探在贯入器上的差别,决定了其基本原理的独特性.在贯入过程中,整个贯入器对端部和周围土体将产生挤压和剪切作用.标准贯入试验所使用的贯入器是空心的,在冲击力作用下,将有一部分土挤入贯入器,其工作状态和边界条件十分复杂.3简述标贯成果的应用,应用时应注意哪些事宜 评定砂土的密实状态；评定粘性土的稠度状态；评定土的强度指标；评定粘性土的不排水抗剪强度；评定土的变形参数标准贯入试验锤击数与土性指标之间的统计关系式同样具有地区特征,使用以下的经验关系式时应与当地的地区经验相结合4.用途及优缺点,影响因素1评价地基土的物理状态；2评价地基土的力学性能参数；3计算天然地基的承载力；4计算单桩的极限承载力及对场地成桩的可能性作出评价；5评价场地砂土和粉土的液化可能性及等级.操作简单,地层适应性广,对不易钻探取样的砂土和砂质粉土尤为适用,当土中含有较大碎石时使用受限制.缺点是离散性比较大,只能粗略地评定土的工程性质影响1钻孔孔底土的应力状态2锤击能量十字板试验1什么是十字板剪切试验说明其适用条件 十字板剪切试验vane shear test,简称VST是一种通过对插入地基土中的规定形状和尺寸的十字板头施加扭矩,使十字板头在土体中等速扭转形成圆柱状破坏面,经过换算评定地基土不排水抗剪强度的现场试验十字板剪切试验适用于原位测定饱水软粘性土的抗剪强度适用于灵敏度St10、固结系数Cv100m2/a的均质饱和软粘土2通过十字板剪切试验,如何得到饱和土的灵敏度指标 计算各试验点土的不排水抗剪强度、重塑土的不排水抗剪强度和灵敏度St=Cu/Cu3为什么在均匀软黏土层,十字板测试的强度指标会随着深度线性增长正因为十字板抗剪强度与黏性土的稠度有关旁压实验1旁压试验有哪几种类型预钻式旁压试验、自钻式旁压试验和压入式旁压试验2典型的旁压曲线分哪几个阶段各阶段与周围土体的变化有什么关系I段：AB段,初始阶段,反映孔壁受扰动后土的压缩与恢复；II段：BC段,似弹性阶段III段：CD段,塑性阶段据旁压曲线,可确定三个特征压力：初始水平压力p0临塑压力pf极限压力pl3利用旁压试验结果分析确定旁压模量及旁压剪切模量依据旁压曲线似弹性阶段旁压曲线的BC段的斜率,由圆柱扩张轴对称平面应变的弹性理论解,可得旁压模量EM和旁压剪切模量GM4利用旁压试验结果分析确定黏性土的不排水抗剪强度当孔壁进入临塑状态当孔壁进入极限状态当孔壁介于临塑状态与极限状态之间 5如何利用旁压试验成果计算获得地基土的承载力 临塑荷载法；极限荷载法6.作用功能和适用范围评价地基土的变形参数.根据自钻式旁压试验的旁压曲线,还可以推求地基土的原位水平应力、静止侧压力系数和不排水抗剪强度等土性参数.进行地基承载力评价其试验方法简单、灵活、准确.适用于粘性土、粉土、砂土、碎石土、极软岩和软岩等地层的测试扁铲侧账实验1扁铲侧胀试验主要由哪些仪器设备组成试验的基本原理是什么扁铲探头,测控箱.压力计,控制阀,气电管路,贯入设备2为什么要在试验前和试验后,对扁铲测头的进行标定 A、B的合理范围是多少 膜片的标定就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在525kPa之间,理想值为15kPa ；B在10110kPa之间,理想值为40kPa3为什么可以用扁铲侧胀试验进行黏性土层的消散试验 简述DMT-A消散试验.在排水不畅的粘性土层中,由扁铲贯入引起的超孔压随着时间逐步消散,消散需要的时间一般远大于一个试验点的测试时间2min,因此在不同时间间隔连续地测定某一个读数可以反映出超孔压的消散情况.扁铲贯入到试验深度,缓慢加压并启动秒表,蜂鸣器不响时读取A读数并记下所需时间t；立即释放压力回零,而不测B、C读数.分别在时间间隔为1、2、4、8、15、30、90min测读一次A读数,以后每90min测读一次.在半对数坐标系中现场绘制初步的Alogt曲线,曲线的形状通常为“S”型,当曲线的第二个拐点出现,后可停止试验.4说明水平应力指数KD 的物理意义,为什么可以用水平应力指数KD来鉴别超固结土坡的滑动面 可把KD视为土层由于探头贯入放大之后的K0黏性土：水平应力指数KD在NC黏性土中近似为2,试验发现KD的剖面与OCR的相近,因此KD的测试结果有助于认识沉积土层的应力历史5说明侧胀模量ED 与杨氏模量E和压缩模量M的区别,为什么要对侧胀模量ED进行修正才能得到土的变形模量 扁铲侧胀模量M是一维竖向排水条件下土体的变形对v0的切线模量ED是不排水膨胀条件获得,M是排水模量水平应力指数KD与土的相对密度、原位应力、应力历史、胶结作用等有关,是一个能综合反映土的物理力学性质的指标.扁铲侧胀土性指数ID,能够划分土层,作为粉土砂土的液化特征指标,能够反映出土的粘粒含量的变化6用途确定土的类型；确定粘性土的塑性状态；计算土的静止侧压力系数和侧向基床系数；通过消散试验,还可以获得土的固结系数；用于天然地基沉降计算、水平受荷桩设计技术、地基土液化评价、确定土质滑坡潜在滑动面等适用于软土、一般粘性土、粉土、黄土和松散中密的砂土.一般在软弱、松散土中适宜性好,而随着土的坚硬程度或密实程度的增加,适宜性较差