原位测试在岩土工程地质勘察中的应用 韦武丁
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。对野外原位测试常见的几种工作方法进行浅析，分析在岩土工程地质勘察中的应用，促进掌握和提升岩土工程地质勘察技术。
关键词：岩土工程地质勘察；原位测试；应用 1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。
2原位测试的一般适用条件
岩土工程地质勘察过程中，应根据场区建筑物类型、勘察的技术要求和区域地质条件，选择合适于区域地层的原位测试方法，现例举圆锥动力触探试验、标准贯入试验、静力触探试验、载荷试验、十字板剪切试验5种常用原位测试方法的适用条件。
2.1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。 2.2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。 2.3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。 2.4十字板剪切试验
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。 2.5载荷试验
分为平板载荷和螺旋板载荷2种。平板载荷试验又分为浅层平板载荷试验和深层平板载荷试验。浅层平板载荷试验：是在一定面积的承压板上向地基土逐级施加荷载，测定地基土的压力与变形特性。适用于浅部地基土（埋深小于
3.00m），一般为粘性土、粉土及砂类土。深层平板载荷试验：适用于基础埋深大于或等于3.00m，和地下水位以上的地基土（包括软质岩、极软岩和风化岩体）。螺旋板载荷：是将一螺旋形的承压板用人力或机械施入地面以下的预定深度，通过传力杆向螺旋形承压板施加压力，测定承压板的沉降量。适用于深层地基土及地下水位以下的地基土，测试深度可达10~15m。 3原位测试成果的应用
在岩土工程地质勘察过程中选择不同的原位测试方法，所取得的岩土参数也不尽相同，部分参数是通过原位测试方法取得，另一些参数则通过室内土工实验的方法获得。
3.1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。 3.2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。 3.3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。 3.4十字板剪切试验
对于难于取得原状土样的软土，用十字板剪切试验方法来计算其原状土的抗剪强度、重塑土抗剪强度以及灵敏度，分析饱和软粘性土填和挖方边坡的稳定性，
确定软土路基的临界高度，检验软弱土地基加固后的效果，判定软粘性土的固结历史等。
3.5载荷试验
载荷试验用于测定承压板下应力主要影响范围内岩土的承载力能力、计算变形模量，还可以估算地基土的不排水抗剪强度，计算固结系数，预估建筑物基础的沉降量或道路路基的沉降量，也可以计算基准基床反力系数。 4结论
在岩土工程地质勘察过程中应根据建筑类型、地基岩土条件、基础设计及勘察的技术要求、地区经验和测试方法的适用性等综合因素来考虑，结合实际情况，选择适合岩土地质条件又能满足勘察相关要求的原位测试试验方法进行。但原位测试在应用中也存在着一些问题和不足，一是仪器设备的差异，二是工程技术人员的水平，尤其是测试人员深入了解清楚原位测试机理，提升原位测试过程中的质量，减少因人员操作的误差，以更好地取得精准的土力指标及参数。 参考文献
[1]曹兴福,周永.浅谈原位测试技术在岩土工程勘察中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2017(06):197-198.
[2]刘利.原位测试技术在岩土工程勘察中的应用[J].资源信息与工程,2018,v.33；No.230(02):119-120.
原位测试在岩土工程地质勘察中的应用 韦武丁
