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1、工学岩土工程勘察 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望9.13 地球物理勘探地球物理勘探9.14 波速测试及地脉动波速测试及地脉动9.15 现场直剪试验现场直剪试验9.16 岩体原位应力测试岩体原位应力测试9.17 现场监测现场监测9.18 岩土工程勘察的数据整理与分析岩土工程勘察的数据整理与分析9.19 岩土工程勘察报告编写岩土工程勘察报告编写9.20 岩土工程勘察预决算岩土工程勘察预决算 2 建设工程的程序是勘察、设计、施工、监理。可见，建设工程的程
2、序是勘察、设计、施工、监理。可见，岩土工程勘察岩土工程勘察(engineering geological inverstigation)是整是整个建设工程工作的重要组成部分之一，也是一项基础性的个建设工程工作的重要组成部分之一，也是一项基础性的工作。只有进行详细的岩土工程勘察才能对工程项目选择工作。只有进行详细的岩土工程勘察才能对工程项目选择合适的基础形式，并确保工程的安全。合适的基础形式，并确保工程的安全。因此本章着重介绍了岩土工程勘察的基本要求、工程因此本章着重介绍了岩土工程勘察的基本要求、工程地质测绘、勘探与取样、室内土工试验分析以及现场原位地质测绘、勘探与取样、室内土工试验分析以及现场
3、原位测试，包括静力载荷试验、静力触探、动力触探与标贯、测试，包括静力载荷试验、静力触探、动力触探与标贯、十字板剪切试验、扁铲侧胀试验、旁压试验、波速测试、十字板剪切试验、扁铲侧胀试验、旁压试验、波速测试、现场直剪试验等方法的特点与应用，另外还介绍了现场沉现场直剪试验等方法的特点与应用，另外还介绍了现场沉降、位移、水位监测技术、岩土工程勘察的数据整理与分降、位移、水位监测技术、岩土工程勘察的数据整理与分析、岩土工程勘察报告编写、岩土工程分析评价、岩土工析、岩土工程勘察报告编写、岩土工程分析评价、岩土工程勘察预决算等内容。程勘察预决算等内容。9.1 概概 述述3学完本章后应掌握以下内容：学完本章后
4、应掌握以下内容：（1）岩土工程勘察的目的和任务；）岩土工程勘察的目的和任务；（2）岩土工程勘察的基本方法；）岩土工程勘察的基本方法；（3）室内土工试验以及现场原位测试的原理与方法；）室内土工试验以及现场原位测试的原理与方法；（4）现场监测的主要内容；）现场监测的主要内容；（5）工程地质勘察报告的内容；）工程地质勘察报告的内容；（6）岩土工程勘察预决算的内容。）岩土工程勘察预决算的内容。学习中应注意回答以下问题：学习中应注意回答以下问题：（1）岩土工程勘察的目的和任务是什么？）岩土工程勘察的目的和任务是什么？（2）岩土工程勘察的基本方法有哪些？）岩土工程勘察的基本方法有哪些？（3）室内土工试验主
5、要有哪些内容？土工试验的成果有哪些？）室内土工试验主要有哪些内容？土工试验的成果有哪些？（4）岩土工程勘察中所采用的原位测试方法主要有哪些？各种）岩土工程勘察中所采用的原位测试方法主要有哪些？各种方法的原理是什么？适用范围是什么？方法的原理是什么？适用范围是什么？（5）现场沉降、位移、水位监测技术应注意哪些要点？）现场沉降、位移、水位监测技术应注意哪些要点？（6）工程地质勘察报告包括哪几部分内容？勘察报告如何进行）工程地质勘察报告包括哪几部分内容？勘察报告如何进行数据整理与分析？数据整理与分析？（7）岩土工程勘察预决算包括哪些内容？）岩土工程勘察预决算包括哪些内容？49.2.1 9.2.1 岩
6、土工程勘察分级岩土工程勘察分级岩土工程勘察分级岩土工程勘察分级 1、岩土工程重要性等级的划分、岩土工程重要性等级的划分 9.2 岩土工程勘察基本要求岩土工程勘察基本要求 2、地基复杂程度划分、地基复杂程度划分 53、场地等级划分、场地等级划分 4、岩土工程勘察等级划分、岩土工程勘察等级划分 69.2.2 9.2.2 岩土工程勘察阶段的划分岩土工程勘察阶段的划分岩土工程勘察阶段的划分岩土工程勘察阶段的划分 1、可行性研究勘察阶段、可行性研究勘察阶段 可行性研究勘察阶段，也是选址阶段，该阶段可行性研究勘察阶段，也是选址阶段，该阶段应对拟建场地的稳定性和适宜性做出评价。应对拟建场地的稳定性和适宜性做
7、出评价。2、初步勘察阶段、初步勘察阶段 初步勘察阶段应对拟建建筑地段的稳定性作出初步勘察阶段应对拟建建筑地段的稳定性作出评价评价.73、详细勘察阶段、详细勘察阶段 在初步设计完成之后进行详细勘察，它是为施工在初步设计完成之后进行详细勘察，它是为施工图设计提供资料的。图设计提供资料的。89.3 工程地质测绘工程地质测绘9.3.1 9.3.1 概概概概 述述述述 工程地质测绘的目的是为了研究建筑场地内的地层、工程地质测绘的目的是为了研究建筑场地内的地层、岩性、构造、地貌、不良地质现象及水文地质条件岩性、构造、地貌、不良地质现象及水文地质条件,对场对场地的工程地质条件作出初步评价，并为勘察工作量的布
8、地的工程地质条件作出初步评价，并为勘察工作量的布置提供依据。置提供依据。9.3.2 9.3.2 测绘的比例尺测绘的比例尺测绘的比例尺测绘的比例尺 可行性研究勘察可选用可行性研究勘察可选用1:50001:50000；初步勘察可选用初步勘察可选用1:20001:10000；详细勘察可选用详细勘察可选用l:5001:2000；9.3.3 9.3.3 观测点的布置、密度、定位观测点的布置、密度、定位观测点的布置、密度、定位观测点的布置、密度、定位9.3.4 9.3.4 测绘的内容测绘的内容测绘的内容测绘的内容 工程地质测绘主要研究工程地质条件。实际工作中，工程地质测绘主要研究工程地质条件。实际工作中，
9、应根据勘察阶段的要求和测绘比例尺大小，分别对工程应根据勘察阶段的要求和测绘比例尺大小，分别对工程地质条件的各个要素进行调查研究。地质条件的各个要素进行调查研究。99.3.5 9.3.5 工程地质测绘方法工程地质测绘方法工程地质测绘方法工程地质测绘方法 1、相片成图法、相片成图法 2、实地测绘法、实地测绘法 1）路线法）路线法 2）布点法）布点法 3）追索法）追索法 3、遥感技术、遥感技术9.3.6 9.3.6 测绘资料整理及成果测绘资料整理及成果测绘资料整理及成果测绘资料整理及成果 1、检查外业资料、检查外业资料 2、成果资料、成果资料 工程地质测绘与调查的成果资料一般包括工程地质工程地质测绘
10、与调查的成果资料一般包括工程地质测绘实际材料图、综合工程地质图或工程地质分区图、测绘实际材料图、综合工程地质图或工程地质分区图、综合地质柱状图、工程地质剖面图及各种素描图、照片综合地质柱状图、工程地质剖面图及各种素描图、照片和文字说明。和文字说明。10 工程地质勘探方法主要有钻探、井探、槽探、洞探和工程地质勘探方法主要有钻探、井探、槽探、洞探和地球物理勘探等。当需查明岩土的性质和分布，采取岩地球物理勘探等。当需查明岩土的性质和分布，采取岩土试样或进行原位测试时，可采用上述勘探方法。勘探土试样或进行原位测试时，可采用上述勘探方法。勘探方法的选取应符合勘察目的和岩土的特性。方法的选取应符合勘察目的
11、和岩土的特性。9.4.1 9.4.1 工程地质钻探工程地质钻探工程地质钻探工程地质钻探 1、工程地质钻探的概念、工程地质钻探的概念 工程地质钻探工程地质钻探(engineering geological drilling)，是，是获取地表下准确的地质资料的重要方法，而且通过钻探获取地表下准确的地质资料的重要方法，而且通过钻探的钻孔采取原状岩土样和做原位试验。钻探是指在地表的钻孔采取原状岩土样和做原位试验。钻探是指在地表下用钻头钻进地层，在地层内钻成直径较小，并具有相下用钻头钻进地层，在地层内钻成直径较小，并具有相当深度的圆筒形孔眼（称为钻孔）。当深度的圆筒形孔眼（称为钻孔）。9.4 工程地质勘
12、探与取样工程地质勘探与取样112、钻探的方法和适用范围、钻探的方法和适用范围 据钻入岩土中的方法可分为冲击钻探、回转钻探、据钻入岩土中的方法可分为冲击钻探、回转钻探、振动钻探和冲洗钻探四种。振动钻探和冲洗钻探四种。12 3、钻探中的工程地质工作、钻探中的工程地质工作 13 为满足不同等级土试样的要求，需要按规定的取样为满足不同等级土试样的要求，需要按规定的取样方法和工具进行，根据岩土工程勘察规范方法和工具进行，根据岩土工程勘察规范(GB 500212001)，不同取样器的适用范围及取样质量见表，不同取样器的适用范围及取样质量见表9-11。9.4.2 9.4.2 土样的采取土样的采取土样的采取土
13、样的采取 工程地质钻探的主要任务之一是在岩土层中采取岩工程地质钻探的主要任务之一是在岩土层中采取岩芯或原状土试样。按照取样的方法和试验目的，对土芯或原状土试样。按照取样的方法和试验目的，对土样的扰动程度分成四个等级。样的扰动程度分成四个等级。14159.4.3 9.4.3 工程地质井探、槽探和洞探工程地质井探、槽探和洞探工程地质井探、槽探和洞探工程地质井探、槽探和洞探 工程地质勘探中常用的坑、槽探工程有：探槽、试工程地质勘探中常用的坑、槽探工程有：探槽、试坑、浅井、竖井和平洞。其中前三种为轻型坑、槽探工坑、浅井、竖井和平洞。其中前三种为轻型坑、槽探工程，后二种为重型坑、槽探工程。各种坑、槽探工
14、程的程，后二种为重型坑、槽探工程。各种坑、槽探工程的特点和适用条件列于表特点和适用条件列于表9-12中。中。169.5 室内土工试验分析室内土工试验分析 室内试验的方法有很多种，根据大类可分为如下几种：室内试验的方法有很多种，根据大类可分为如下几种：1、土的物理性质试验：、土的物理性质试验：砂土：颗粒级配、相对密度砂土：颗粒级配、相对密度(比重比重)、天然含水量、天然含水量、天然密度、最大和最小干密度。天然密度、最大和最小干密度。粉土：颗粒级配、液限、塑限、相对密度、天然含粉土：颗粒级配、液限、塑限、相对密度、天然含水量、天然密度和有机质含量。水量、天然密度和有机质含量。黏性土：液限、塑限、相
15、对密度、天然含水量、天黏性土：液限、塑限、相对密度、天然含水量、天然密度和有机质含量。然密度和有机质含量。2、土压缩、固结试验；、土压缩、固结试验；3、土的抗剪强度试验：如直剪试验、各种常规三轴、土的抗剪强度试验：如直剪试验、各种常规三轴试验、无侧限抗压强度试验等；试验、无侧限抗压强度试验等；4、土的动力性质试验：如动三轴试验、共振柱试验、土的动力性质试验：如动三轴试验、共振柱试验、动单剪试验等；动单剪试验等；175、岩石试验：如岩矿鉴定、块体密度试验、吸水率和、岩石试验：如岩矿鉴定、块体密度试验、吸水率和饱和吸水率试验、耐崩解试验、膨胀试验等。饱和吸水率试验、耐崩解试验、膨胀试验等。189.
16、6 现场原位测试概述现场原位测试概述 岩土工程原位测试岩土工程原位测试(tests in situ)是在天然条件下原位是在天然条件下原位测定岩土体的各种工程性质。测定岩土体的各种工程性质。9.6.1 9.6.1 原位测试的优点原位测试的优点原位测试的优点原位测试的优点 1、可以测定难以取得不扰动土样的土，如饱和砂土、可以测定难以取得不扰动土样的土，如饱和砂土、粉土、流塑状态的淤泥或淤泥质土的工程力学性质。粉土、流塑状态的淤泥或淤泥质土的工程力学性质。2、影响岩土体的范围远比室内试样大，因而更具有、影响岩土体的范围远比室内试样大，因而更具有代表性。代表性。3、很多原位测试方法可连续进行，因而可以
17、得到完、很多原位测试方法可连续进行，因而可以得到完整的地层剖面及物理力学指标。整的地层剖面及物理力学指标。4、原位测试一般具有速度快、经济的优点，能大大、原位测试一般具有速度快、经济的优点，能大大缩短勘察周期。缩短勘察周期。199.6.2 9.6.2 原位测试方法分类原位测试方法分类原位测试方法分类原位测试方法分类 1、岩土力学性质试验，如：载荷试验、静力触探、岩土力学性质试验，如：载荷试验、静力触探试验、圆锥动力触探试验、标准贯入试验、十字板剪试验、圆锥动力触探试验、标准贯入试验、十字板剪切试验、旁压试验、扁铲侧胀试验、现场剪切试验、切试验、旁压试验、扁铲侧胀试验、现场剪切试验、岩土原位应力
18、测试、声波测试、点荷载试验等。岩土原位应力测试、声波测试、点荷载试验等。2、水文地质试验，如：钻孔抽水试验、压水试验、水文地质试验，如：钻孔抽水试验、压水试验、渗水试验等。渗水试验等。3、改善岩土性能的试验，如：灌浆试验、桩基承、改善岩土性能的试验，如：灌浆试验、桩基承载力试验等，这里着重介绍岩土力学性质试验。载力试验等，这里着重介绍岩土力学性质试验。209.7 静力载荷试验静力载荷试验9.7.1 9.7.1 试验装置和工作原理试验装置和工作原理试验装置和工作原理试验装置和工作原理 试验设备主要由反力系统、压力系统和沉降量测系试验设备主要由反力系统、压力系统和沉降量测系统三部分组成统三部分组成
19、(如图如图9-2)，另外还包括一定形状和规格的，另外还包括一定形状和规格的承压板。承压板。219.7.2 9.7.2 荷载试验方法及基本要求荷载试验方法及基本要求荷载试验方法及基本要求荷载试验方法及基本要求229.7.3 9.7.3 试验成果及应用试验成果及应用试验成果及应用试验成果及应用 典型的曲线分为三段典型的曲线分为三段(图图9-3)，第，第I段为直线变形阶段为直线变形阶段，土体以压缩变形为主，应力应变关系基本符合虎段，土体以压缩变形为主，应力应变关系基本符合虎克定律；第克定律；第阶段为局部剪切阶段，压缩变形所占分阶段为局部剪切阶段，压缩变形所占分量逐渐减少，剪切变形所占分量逐渐增加；第
20、量逐渐减少，剪切变形所占分量逐渐增加；第阶段阶段为破坏阶段，曲线陡降，土体发生整体破坏。这种类为破坏阶段，曲线陡降，土体发生整体破坏。这种类型称型称“陡降型陡降型”曲线。但在许多情况下，直线变形段曲线。但在许多情况下，直线变形段不明显，称不明显，称“缓变型缓变型”曲线。曲线。231、确定承载力、确定承载力 2、确定变形模量、确定变形模量 3、确定基床系数、确定基床系数 249.8.1 9.8.1 静力触探试验设备和工作原理静力触探试验设备和工作原理静力触探试验设备和工作原理静力触探试验设备和工作原理 静力触探仪，一般由三部分组成：静力触探仪，一般由三部分组成：贯入系统，包括加压装置和反力装置，
21、它的作用是贯入系统，包括加压装置和反力装置，它的作用是将探头匀速、垂直地压入土层中；将探头匀速、垂直地压入土层中；量测系统，用来测量和记录探头所受的阻力；量测系统，用来测量和记录探头所受的阻力；静力触探头内有阻力传感器，传感器将贯入阻力通静力触探头内有阻力传感器，传感器将贯入阻力通过电讯号和机械系统，传至自动记录仪并绘出随深度过电讯号和机械系统，传至自动记录仪并绘出随深度的阻力变化曲线。的阻力变化曲线。9.8 静力触探静力触探2526静力触探静力触探279.8.2 9.8.2 静力触探试验的基本要求静力触探试验的基本要求静力触探试验的基本要求静力触探试验的基本要求 289.8.3 9.8.3
22、试验成果及应用试验成果及应用试验成果及应用试验成果及应用 1、静力触探试验的主要成果、静力触探试验的主要成果 29 2、静力触探成果主要应用在下列几方面：、静力触探成果主要应用在下列几方面：1)划分土层划分土层 2)估算土的物理力学性质指标估算土的物理力学性质指标 3)确定地基土承载力特征值确定地基土承载力特征值 4)预估单桩承载力预估单桩承载力 5)判定饱和砂土和粉土的液化势判定饱和砂土和粉土的液化势 309.9 动力触探与标贯动力触探与标贯9.9.1 9.9.1 圆锥动力触探试验圆锥动力触探试验圆锥动力触探试验圆锥动力触探试验 圆锥动力触探试验圆锥动力触探试验(DPT,dynamic pe
23、netration test)是是利用一定质量的重锤，将与探杆相连接的标准规格的探利用一定质量的重锤，将与探杆相连接的标准规格的探头打入土中，根据探头贯入土中一定距离所需的锤击数，头打入土中，根据探头贯入土中一定距离所需的锤击数，判定土的力学特性，具有勘探与测试双重功能。判定土的力学特性，具有勘探与测试双重功能。1、试验基本原理、试验基本原理 圆锥动力触探试验中，一般以打入土中一定距离圆锥动力触探试验中，一般以打入土中一定距离(贯贯入度入度)所需落锤次数所需落锤次数(锤击数锤击数)来表示探头在土层中贯入的来表示探头在土层中贯入的难易程度。同样贯入度条件下，锤击数越多，表明土层难易程度。同样贯入
24、度条件下，锤击数越多，表明土层阻力越大，土的力学性质越好；反之，锤击数越少，表阻力越大，土的力学性质越好；反之，锤击数越少，表明土层阻力越小，土的力学性质越差。通过锤击数的大明土层阻力越小，土的力学性质越差。通过锤击数的大小就很容易定性地了解土的力学性质。再结合大量的对小就很容易定性地了解土的力学性质。再结合大量的对比试验，进行统计分析就可以对土体的物理力学性质作比试验，进行统计分析就可以对土体的物理力学性质作出定量化的评估。出定量化的评估。31钻探与标贯钻探与标贯 32 2、试验设备、试验设备33 3、试验操作要点、试验操作要点 34 4、成果应用、成果应用 1）单孔连续圆锥动力触探试验应绘
25、制锤击数与贯）单孔连续圆锥动力触探试验应绘制锤击数与贯入深度的关系曲线。入深度的关系曲线。2）计算单孔分层贯入指标平均值时，应剔除临界）计算单孔分层贯入指标平均值时，应剔除临界深度以内的数值，超前和滞后影响范围内的异常值。深度以内的数值，超前和滞后影响范围内的异常值。3）根据各孔分层的贯入指标平均值，用厚度加权）根据各孔分层的贯入指标平均值，用厚度加权平均法计算场地分层贯入指标平均值和变异系数。平均法计算场地分层贯入指标平均值和变异系数。4）根据触探击数、曲线形态，结合地质资料可进）根据触探击数、曲线形态，结合地质资料可进行力学分层，行力学分层，359.9.2 9.9.2 标准贯入试验标准贯入
26、试验标准贯入试验标准贯入试验 标准贯入试验的目的主要是采取扰动土样，鉴别标准贯入试验的目的主要是采取扰动土样，鉴别和描述土类，按照颗分试验结果给土层定名。判别饱和描述土类，按照颗分试验结果给土层定名。判别饱和砂土、粉土的液化可能性。定量估算地基土层的物和砂土、粉土的液化可能性。定量估算地基土层的物理力学参数，如判定黏性土的稠度状态、砂土相对密理力学参数，如判定黏性土的稠度状态、砂土相对密度及土的变形和强度的有关参数，评定天然地基土的度及土的变形和强度的有关参数，评定天然地基土的承载力和单桩承载力。承载力和单桩承载力。1、试验基本原理、试验基本原理 标准贯入试验标准贯入试验(SPT)，是用质量为
27、，是用质量为63.50.5kg的穿的穿心锤，以心锤，以762cm的落距，将标准规格的标准贯入器自的落距，将标准规格的标准贯入器自钻孔底部预打钻孔底部预打15cm，记录再打入，记录再打入30cm的锤击数判定的锤击数判定土的力学特性。适用砂土、粉土和一般黏性土，不适土的力学特性。适用砂土、粉土和一般黏性土，不适用软塑流塑状态软土。用软塑流塑状态软土。362、试验设备、试验设备 标准贯入试验设备也主标准贯入试验设备也主要由三部分构成，一是贯入要由三部分构成，一是贯入器部分；二是穿心落锤；三器部分；二是穿心落锤；三为穿心锤导向的触探杆，设为穿心锤导向的触探杆，设备构成如图备构成如图9-10所示。所示。
28、37 4、成果应用、成果应用 1)划分土类或土层剖面划分土类或土层剖面 2)评价地基土的承载力评价地基土的承载力 3）判定砂土的密实程度）判定砂土的密实程度 4）估算单桩承载力）估算单桩承载力 5)进行饱和砂土和粉土的地震液化势判别进行饱和砂土和粉土的地震液化势判别 389.10 十字板剪切试验十字板剪切试验 十字板剪切试验十字板剪切试验(VST,vane shear test)是野外剪切是野外剪切试验的一种，包括钻孔十字板剪切试验和贯入电测十试验的一种，包括钻孔十字板剪切试验和贯入电测十字板剪切试验。其原理是用插入土中的标准十字板探字板剪切试验。其原理是用插入土中的标准十字板探头以一定的速率
29、扭转，量测破坏时的抵抗力矩，测求头以一定的速率扭转，量测破坏时的抵抗力矩，测求土的不排水抗剪强度。土的不排水抗剪强度。9.10.1 9.10.1 试验基本原理试验基本原理试验基本原理试验基本原理 十字板剪切试验是将具有一定高径比的十字板插十字板剪切试验是将具有一定高径比的十字板插入待测试土层中，通过钻杆对十字板头施加扭矩使其入待测试土层中，通过钻杆对十字板头施加扭矩使其匀速旋转，根据施加的扭矩即可以得到土层的抵抗扭匀速旋转，根据施加的扭矩即可以得到土层的抵抗扭矩，进一步可换算成土的抗剪强度。矩，进一步可换算成土的抗剪强度。399.10.2 9.10.2 试验仪器设备试验仪器设备试验仪器设备试验
30、仪器设备 40419.10.3 9.10.3 十字板剪切试验技术要求十字板剪切试验技术要求十字板剪切试验技术要求十字板剪切试验技术要求 1、十字板形状宜采用矩形，板的高径比为、十字板形状宜采用矩形，板的高径比为2，板，板厚厚23mm。2、十字板头插入钻孔的深度不应小于钻孔或套管、十字板头插入钻孔的深度不应小于钻孔或套管直径的直径的35倍。倍。3、板头插入试验深度后，应静止、板头插入试验深度后，应静止23min方可进方可进行试验。行试验。4、剪切试验时，扭转剪切速率宜采用、剪切试验时，扭转剪切速率宜采用1020/10s，并应测得峰值强度后继续测记，并应测得峰值强度后继续测记1min。5、当需测定
31、不排水抗剪强度的各向异性变化时，、当需测定不排水抗剪强度的各向异性变化时，可以考虑采用不同菱角的菱形板头，也可采用不同径可以考虑采用不同菱角的菱形板头，也可采用不同径高比板头进行分析。高比板头进行分析。6、在峰值或稳定强度测试完后，顺扭转方向连续、在峰值或稳定强度测试完后，顺扭转方向连续转动转动6圈，测定重塑土的不排水抗剪强度。圈，测定重塑土的不排水抗剪强度。42 7、对开口钢环十字板剪切仪，应修正轴杆与土间、对开口钢环十字板剪切仪，应修正轴杆与土间的摩擦力的影响。的摩擦力的影响。9.10.4 9.10.4 试验成果及应用试验成果及应用试验成果及应用试验成果及应用 十字板剪切试验的成果主要有：
32、各试验点土的不十字板剪切试验的成果主要有：各试验点土的不排水抗剪峰值强度、残余强度、重塑土强度和灵敏度排水抗剪峰值强度、残余强度、重塑土强度和灵敏度及其随深度变化曲线；抗剪强度与扭转角的关系曲线及其随深度变化曲线；抗剪强度与扭转角的关系曲线等，如图等，如图9-12。1、计算软土地基承载力特征值、计算软土地基承载力特征值 2、估算单桩极限承载力、估算单桩极限承载力 3、估算地基土的灵敏度、估算地基土的灵敏度 4、判定软土的固结历史、判定软土的固结历史43 扁铲侧胀试验是用静力扁铲侧胀试验是用静力(有时也用锤击动力有时也用锤击动力)把一扁把一扁铲形探头贯入到土中某一预定深度，利用气压使扁铲铲形探头
33、贯入到土中某一预定深度，利用气压使扁铲侧面的圆形钢膜向外扩张进行试验，量测不同侧胀位侧面的圆形钢膜向外扩张进行试验，量测不同侧胀位移时的侧向压力，可用于土层划分与定名、不排水剪移时的侧向压力，可用于土层划分与定名、不排水剪切强度、应力历史、静止土压力系数、压缩模量、固切强度、应力历史、静止土压力系数、压缩模量、固结系数等的原位测定。结系数等的原位测定。扁铲侧胀试验适用于一般黏性土、粉土、中密以扁铲侧胀试验适用于一般黏性土、粉土、中密以下砂土、黄土等，不适用于含碎石的土、风化岩等。下砂土、黄土等，不适用于含碎石的土、风化岩等。9.11.1 9.11.1 试验基本原理试验基本原理试验基本原理试验基
34、本原理 9.11.2 9.11.2 扁铲侧胀试验的设备扁铲侧胀试验的设备扁铲侧胀试验的设备扁铲侧胀试验的设备 9.11扁铲侧胀试验扁铲侧胀试验444546 旁压试验旁压试验(PMT,pressuremeter test)是用可侧向膨胀是用可侧向膨胀的旁压器，对钻孔壁周围的土体施加径向压力的原位测的旁压器，对钻孔壁周围的土体施加径向压力的原位测试，使土体产生变形，由此测得土体的应力应变关系，试，使土体产生变形，由此测得土体的应力应变关系，即旁压曲线。其实质是在钻孔中进行横向荷载试验。即旁压曲线。其实质是在钻孔中进行横向荷载试验。旁压试验有预钻式、自钻式和压入式三种，旁压试旁压试验有预钻式、自钻式
35、和压入式三种，旁压试验适用于黏性土、粉土、砂土、碎石土、残积土、极软验适用于黏性土、粉土、砂土、碎石土、残积土、极软岩、软岩等。岩、软岩等。9.12.1 9.12.1 试验基本原理试验基本原理试验基本原理试验基本原理 典型的旁压曲线见图典型的旁压曲线见图9-14，它可以分为三段：，它可以分为三段：段，段，初步阶段；初步阶段；段，似弹性阶段，压力与体积变化量大致段，似弹性阶段，压力与体积变化量大致成线性关系；成线性关系；段，塑性阶段。段，塑性阶段。9.12 旁压试验旁压试验47489.12.2 9.12.2 旁压试验的设备旁压试验的设备旁压试验的设备旁压试验的设备 旁压试验设备主要由旁压器、加压
36、稳压装置、变形旁压试验设备主要由旁压器、加压稳压装置、变形测量装置几部分构成，如图测量装置几部分构成，如图9-15所示。所示。9.12.3 9.12.3 试验技术要求试验技术要求试验技术要求试验技术要求 1、旁压试验点要求布置在有代表性的位置和深度进、旁压试验点要求布置在有代表性的位置和深度进行，旁压仪的量测腔要求位于同一土层内。试验点的垂行，旁压仪的量测腔要求位于同一土层内。试验点的垂直间距应根据地层条件和工程要求确定，但不宜小于直间距应根据地层条件和工程要求确定，但不宜小于1m，试验孔与已有钻孔的水平距离不宜小于，试验孔与已有钻孔的水平距离不宜小于1m。2、预钻式旁压试验应保证成孔质量，孔
37、壁要垂直、预钻式旁压试验应保证成孔质量，孔壁要垂直、光滑、呈规则圆形，钻孔直径与旁压器直径应良好配合，光滑、呈规则圆形，钻孔直径与旁压器直径应良好配合，防止孔壁坍塌。防止孔壁坍塌。3、加荷等级可采用预期临塑压力的、加荷等级可采用预期临塑压力的1715，初，初始阶段加荷等级可取小值，必要时，可做卸荷再加载试始阶段加荷等级可取小值，必要时，可做卸荷再加载试验，测定再加荷旁压模量。验，测定再加荷旁压模量。4950 4、每级压力应维持、每级压力应维持1min或或2min后再施加下一级荷载，后再施加下一级荷载，维持维持1min时，加荷后时，加荷后15s、30s、60s测读变形量，维持测读变形量，维持2m
38、in时，加荷后时，加荷后15s、30s、60s、120s测读变形量。测读变形量。5、当量测腔的扩张体积相当于量测腔的固有体积时，、当量测腔的扩张体积相当于量测腔的固有体积时，或压力达到仪器容许的最大压力时应终止试验。或压力达到仪器容许的最大压力时应终止试验。9.12.4 9.12.4 成果应用成果应用成果应用成果应用 旁压试验资料经压力和变形量校正后可绘制出应力旁压试验资料经压力和变形量校正后可绘制出应力-应变曲线、应力应变曲线、应力-应变倒数曲线以及剪应力与应变曲线。应变倒数曲线以及剪应力与应变曲线。1、确定地基承载力、确定地基承载力 2、计算旁压模量、计算旁压模量 3、侧压力系数、侧压力系
39、数 4、测求原位水平应力、测求原位水平应力 5、评价软土预压加固效果。、评价软土预压加固效果。51 地球物理勘探地球物理勘探(geophysical exploration)简称物探，简称物探，它是基于不同的地层岩性、不同的地质单元外具有不同它是基于不同的地层岩性、不同的地质单元外具有不同的物理学性质的特点，以地球物理的方法来探测地层的的物理学性质的特点，以地球物理的方法来探测地层的分界线、面及地质构造线面以及异常点分界线、面及地质构造线面以及异常点(区域区域)的探察方的探察方法。法。物探的具体方法有很多种，主要可分为以下几大类：物探的具体方法有很多种，主要可分为以下几大类：电法勘探、磁法勘探
40、、重力勘探、地震勘探、放射性勘电法勘探、磁法勘探、重力勘探、地震勘探、放射性勘探、井中地球物理测量、大地电阻力测试以及地球物理探、井中地球物理测量、大地电阻力测试以及地球物理遥感测量等。遥感测量等。9.13 地球物理勘探地球物理勘探52物探宜运用于下列场合：物探宜运用于下列场合：1、作为钻探的先行手段，了解隐蔽的地质界线、作为钻探的先行手段，了解隐蔽的地质界线、界面或异常点及地下地质构造情况，探寻地下矿藏、界面或异常点及地下地质构造情况，探寻地下矿藏、地下水源；地下水源；2、作为钻探的辅助手段，在钻孔之间增加地球物、作为钻探的辅助手段，在钻孔之间增加地球物理勘察点，为钻探成果的内插、外推提供依
41、据；理勘察点，为钻探成果的内插、外推提供依据；3.作为原位测试手段，测定岩土体的波速、动弹作为原位测试手段，测定岩土体的波速、动弹性模量、卓越周期、土对金属的腐蚀等参数。性模量、卓越周期、土对金属的腐蚀等参数。53福建平潭跨海峡大桥水域物探成果剖面图最大福建平潭跨海峡大桥水域物探成果剖面图最大水深水深40米左右；调查覆盖层厚度达米左右；调查覆盖层厚度达70米左右。米左右。54深港西部通道跨海大桥海上物探成果剖面图深港西部通道跨海大桥海上物探成果剖面图55上图为福建上图为福建码头海上地震高密度映像剖面图；左下码头海上地震高密度映像剖面图；左下为密云水库抛石检测图；右下为航道礁石检测图；为密云水库
42、抛石检测图；右下为航道礁石检测图；56广东省广东省高速公路茶林顶隧道物探成果剖面图高速公路茶林顶隧道物探成果剖面图已经经过已经经过 5 个深孔钻探资料，对断层构造带验证。个深孔钻探资料，对断层构造带验证。57可控源音频大地测深技术，经过工程考验。上图为可控源音频大地测深技术，经过工程考验。上图为云南水麻高速公路云南水麻高速公路隧道成果图。左右部分为玄武隧道成果图。左右部分为玄武岩；中间为砂岩；红线为断层构造带。岩；中间为砂岩；红线为断层构造带。589.14 波速测试及地脉动波速测试及地脉动 通过对岩土体中弹性波传播速度的测试，间接测通过对岩土体中弹性波传播速度的测试，间接测定岩土体在小应变条件
43、下动弹模量。定岩土体在小应变条件下动弹模量。波速测试适用于测定各类岩土体的压缩波、剪切波速测试适用于测定各类岩土体的压缩波、剪切波和瑞利波的波速，波速测试的方法有跨孔法、单孔波和瑞利波的波速，波速测试的方法有跨孔法、单孔法以及面波法。法以及面波法。9.14.1 9.14.1 试验基本原理试验基本原理试验基本原理试验基本原理 跨孔法、单孔波速法、面波法、地脉动试验跨孔法、单孔波速法、面波法、地脉动试验9.14.2 9.14.2 试验技术要点试验技术要点试验技术要点试验技术要点 跨孔法、单孔波速法、面波法、地脉动试验跨孔法、单孔波速法、面波法、地脉动试验9.14.3 9.14.3 资料整理与成果应
44、用资料整理与成果应用资料整理与成果应用资料整理与成果应用 跨孔法、单孔波速法、面波法、波速测试成果的跨孔法、单孔波速法、面波法、波速测试成果的应用。应用。地脉动试验的应用（划分地基类别地脉动试验的应用（划分地基类别、地震小区划、地震小区划、地震响应分析）、地震响应分析）59跨孔波速测试跨孔波速测试 60地基加固效果评价地基加固效果评价地基加固效果评价地基加固效果评价强夯加固地基波速测试成果强夯加固地基波速测试成果61 现场直接剪切试验现场直接剪切试验(in-situ direct test of rock)是在现是在现场对岩土样施加一定的法向应力和剪切力，使其在剪场对岩土样施加一定的法向应力和
45、剪切力，使其在剪切面上破坏，从而求得岩土体在各种剪切面特别是岩切面上破坏，从而求得岩土体在各种剪切面特别是岩土体软弱结构面上抗剪强度的一种原位测试方法。土体软弱结构面上抗剪强度的一种原位测试方法。根据试验对象的不同，现场直接剪切试验又分为土根据试验对象的不同，现场直接剪切试验又分为土体现场剪切试验和岩体现场剪切试验两种。体现场剪切试验和岩体现场剪切试验两种。现场直接剪切试验的目的就是测定岩土体特定剪切现场直接剪切试验的目的就是测定岩土体特定剪切面上的抗剪强度指标。面上的抗剪强度指标。9.15 现场直剪试验现场直剪试验629.15.1 9.15.1 基本原理基本原理基本原理基本原理 6364 岩
46、体应力测试适用于无水、完整或较完整的岩体。可采岩体应力测试适用于无水、完整或较完整的岩体。可采用孔壁应变法、孔径变形法和孔底应变法测求岩体空间应用孔壁应变法、孔径变形法和孔底应变法测求岩体空间应力和平面应力。力和平面应力。9.16.1 9.16.1 岩体测试技术要求岩体测试技术要求岩体测试技术要求岩体测试技术要求 1、在测点测段内，岩性应均一完整；、在测点测段内，岩性应均一完整；2、测试孔的孔壁、孔底应光滑、平整、干燥；、测试孔的孔壁、孔底应光滑、平整、干燥；3、稳定标准为连续三次读数、稳定标准为连续三次读数(每隔每隔10min读一次读一次)之差之差不超过；不超过；4、同一钻孔内的测试读数不应
47、少于三次；、同一钻孔内的测试读数不应少于三次；5、岩芯应力解除后的围压试验应在、岩芯应力解除后的围压试验应在24h内进行；压力内进行；压力宜分宜分510级，最大压力应大于预估岩体最大主应力。级，最大压力应大于预估岩体最大主应力。9.16 岩体原位应力测试岩体原位应力测试659.16.2 9.16.2 成果应用成果应用成果应用成果应用 1、根据测试成果计算岩体平面应力和空间应力，、根据测试成果计算岩体平面应力和空间应力，计算方法应符合现行国家标准工程岩体试验方法标计算方法应符合现行国家标准工程岩体试验方法标准准(GB/T 50266)的规定；的规定；2、据岩芯解除应变值和解除深度，绘制解除过程、
48、据岩芯解除应变值和解除深度，绘制解除过程曲线；曲线；3、根据围压试验资料，绘制压力与应变关系曲线，、根据围压试验资料，绘制压力与应变关系曲线，计算岩石弹性常数。计算岩石弹性常数。669.17 现场监测现场监测 现场监测现场监测(field observation)就是对在施工过程中及就是对在施工过程中及完工后由于工程施工和使用引起岩土性状、周围环境条完工后由于工程施工和使用引起岩土性状、周围环境条件件(包括工程地质、水文地质条件包括工程地质、水文地质条件)及相邻结构、设施等及相邻结构、设施等因素发生的变化进行各种观测工作，监视其变化规律和因素发生的变化进行各种观测工作，监视其变化规律和发展趋势
49、，从而了解施工对各因素的影响程度，以便及发展趋势，从而了解施工对各因素的影响程度，以便及时在设计、施工和维护上采取相应的防治措施。时在设计、施工和维护上采取相应的防治措施。9.17.1 9.17.1 基坑监测基坑监测基坑监测基坑监测 根据岩土工程勘察规范根据岩土工程勘察规范GB50021-2001,基坑工程基坑工程监测方案，应根据场地条件和开挖支护的施工设计确定，监测方案，应根据场地条件和开挖支护的施工设计确定，并应包括下列内容：并应包括下列内容：1）支护结构的变形与应力、压顶梁的沉降；）支护结构的变形与应力、压顶梁的沉降；2）基坑周边的地面沉降与邻近建筑物的沉降；）基坑周边的地面沉降与邻近建
50、筑物的沉降；67 3）基坑开挖过程中每天深层土体向坑内侧的水平变）基坑开挖过程中每天深层土体向坑内侧的水平变位量；位量；4）基坑开挖过程中地下水位的变化情况；）基坑开挖过程中地下水位的变化情况；5）其它应急情况监测与处理对策。）其它应急情况监测与处理对策。9.17.2 9.17.2 房屋构筑物沉降观测房屋构筑物沉降观测房屋构筑物沉降观测房屋构筑物沉降观测 根据岩土工程勘察规范根据岩土工程勘察规范GB50021-2001,下列工程下列工程应进行沉降观测应进行沉降观测:1）地基基础设计等级为甲级的建筑物；）地基基础设计等级为甲级的建筑物；2）不均匀地基或软弱地基上的乙级建筑物；）不均匀地基或软弱地