岩土工程测试中的标准贯人试验法

第一篇：岩土工程测试中的标准贯人试验法

岩土工程测试中的标准贯人试验法

标准贯人试验法(SPT)是岩土工程中常用的一种原位测试技术。其设备主要由标准贯入器、触探杆和穿心锤三部分组成（图1）。触探杆直径国内统一用42mm，穿心锤重63.5kg.标

准贯人试验是动力触探一种，结合钻孔进行。它是利用一定量的锤击动能将一定规格的贯入

器打入钻孔孔底的土中，根据打入土中的贯入阻抗，判断土层的变化和土的工程性质。贯入

阻抗是用贯入器贯入土中30cm的锤击数（N）表示（N称为标贯击数）。此试验设备简单，操作方便，土层的适用范围广。

1标准贯人试验的操作方法

为了保证试验的钻孔质量，要求采用回转钻孔，必要时可采用泥浆或套管护壁。为了减少对

试验土层的挠动，当钻进至试验标高以上15cm时，应停止钻进。试验时，用穿心锤以76cm的自由落下，先将贯入器垂直打入土层中15cm，记录每打入30cm的锤击数即为实测的锤

击数N实测。

2标准贯人试验的 资料整理

2.1杆长修正

当杆长为3~21m时，N实测应按下式进行钻杆长度的修正：N’=a‘N实测。式中： N—

—标准贯人试验经杆长修正后的锤击数：N实测。——a___杆长修正系数，按表1采用。

表1的a值，实际上是以牛顿弹性碰撞理论为基础计算而得的，《建筑地基基础设计规

范》（GBJ7-89）规定杆长限制在21m，是由于当杆长达到21m 后，探杆系统质量已超

过锤质量的二倍，按碰撞理论，能量以损失很大，标准贯人试验已补适用。实际工程中，标准贯入试用的杆长早已突破21m的限制，最大长度已达到100m,试验效果仍然良好。

N值仍能有效地反应土层力学性质的变化。

_

2.2试验数据处理

由于土层的不均匀性是及试验时人为的误差影响,故现试验时,对同一土层必须作6点或6

点以上的触探试验,然后用下述公式进行数据处理:

式中;N___经回归修正后的标准贯入锤击数:现场试验锤击数的平均值:如果

杆长大于3m是经杆长修正后的锤击数:标准差,可按下式进行计算:参加统计的试验数据数,不宜少于6个。

第二篇：岩土工程测试

土木工程学院工程课程报告

课程： 《岩土工程测试》

班级： 专业： 姓名： 教师：

2014年12月

目录

一、岩土工程测试的意义概述...............................................................................................1

二、岩土工程测试的作用概述...............................................................................................2

三、岩土工程测试的内容概述...............................................................................................2 3.1、平板荷载试验.............................................................................................................3 3.2、十字板剪切和旁压仪试验.........................................................................................3 3.3、锚杆和土钉测试.........................................................................................................4 3.4、岩土的渗透性及注浆加固.........................................................................................5 3.5、静力触探试验.............................................................................................................7 3.6、动力触探试验.............................................................................................................7 3.7、岩石力学参数测定.....................................................................................................8 3.8、软岩及土的流变试验.................................................................................................8 3.8.1、软岩的特征与流变特性.........................................................................................8 3.9、岩土中的应力测量.....................................................................................................9 3.10、超声波测试.............................................................................................................10 3.11、桩基检测试验.........................................................................................................10 3.12、地基动力测试.........................................................................................................11 3.13、岩体强度试验.........................................................................................................12 3.14、非饱和土测试.........................................................................................................12 3.15、模型试验.................................................................................................................12 3.16、测试数据的整理与分析.........................................................................................13

岩土工程测试课程报告

贵州大学（贵州路桥集团有限公司）王锁

一、岩土工程测试的意义概述

岩土工程测试就是对岩土体的工程悱质进行观测和度量，得到岩土体的各种物理力学指标的试验工作。

岩土工程测试是生产实践，也是科学试验，是获得感性认识和理性认识的必由之路。毛泽东在《实践沦》中说过：“真理的标准只能是社会的实践。实践的观点是辩证唯物论的认识论之第一的和基本的观点。”他又说：“社会实践的继续，使人们在实践中引起感觉和印象的东西反复了多次，于是在人们的脑子里生起了一个认识过程的突变(即飞跃)，产生了概念。”

土木工程、岩土工程都是很古老的学科。早期以土、木、石为材料，都是先有实践、试验，后来才有了材料力学、结构力学，近代才有了弹性力学、塑性力学、土力学、岩石力学等。材料属性必须通过试验或现场测试获得。土力学中有试验土力学，粒径级配曲线、e—P曲线、p—S曲线、击实曲线都是试验、测试得到的，库仑抗剪强度理论、达西定律也都是实践、试验得到的。土木工程、岩土工程中经验、统计公式很多，经验、统计更是实践的总结，数学上的概率统计就是在实践总结的基础上应运而生的。科技中常用的反分析法更是由实践、试验结果反求材料特性、计算参数和深究理论概念。

英国人培根有一句名言“知识就是力量”。这句话不完整，没有提到实践的作用。知识如果不和实践相结合，不能应用，就产生不了力量。中国老百姓有一句俗语叫有本事，本事即能力，即在实践中应能用知识来解决问题、创造效益、提高生产力，这才是活的知识，才有力量，才算有本事。反之，如果知识不结合实践，不能应用，那就是一个书呆子，没有本事。我国宋代大诗人陆游说过：“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。”纸上得来即书本知识，绝知就是真知、会用，躬行就是实践。一名岩土工程师如果不重视实践、试验，那是不可思议的，终无大成就，因此一定要重视试验、实测技术。

总结得到的理论、计算公式的可靠性如何检验呢？还是实践，以此为标准，由实践来检验、提炼理论。/ 13

二、岩土工程测试的作用概述

岩土工程理论分析中的各种定理和规律（如摩尔一库仑定律、各种岩土体本构模型等）几乎都是建立在试验分析的基础之上。理论分析指导工程实践，而土工测试又是理论分析的基础。因此，在岩土工程中，测试处于基础地位。

近几十年以来，随着经济和社会的发展，工程实践中出现了更多更复杂的岩土工程问题，为了解决这些问题，一系列新的岩土体理论和工程设计方法涌现出来。这些新的理论和设计方法要求测试技术有新的发展和突破。没有先进的测试技术就得不到新的理论和设计方法所需要的精确的岩土体参数，这些新的理论和设计方法就无法保证工程实践精度。因此，现代工程实践对测试技术的要求越来越高，依赖性也越来越强。

从整体上看，岩土工程测试可以分为原位测试和室内测试两大类。原位测试可以在最大限度上减少试验前对岩土体的扰动，避免了这些扰动可能带来的对试验结果的影响。原位测试结果可以直接反映原位岩土体的物理力学状态，更接近工程实践的实际情况。同时，对于某些难于采样进行室内测试的岩土体（如承受较大固结压力的砂层），原位测试是必需的。但是进行原位测试，需要的人力、物力和财力通常都比较大。此外，原位测试对应的试验条件比较复杂（比如边界条件非常复杂)，给理论分析计算带来了困难，许多情况都不得不进行某些理想化的假设才能进行计算分析。而室内测试能进行各种理想条件下的控制试验，在一定程度上反而更容易满足理论分析计算的要求。因此，原位测试和室内测试具有各自的特点和优势，不能相互取代。

现代新发展起来的测试设备和技术，往往以解决复杂工程问题为目的。因此，仪器构造复杂，操作要求高，可以了解岩土体材料在各种情况的变化规律、考虑常规试验不能考虑的各种因素。但是，这些仪器设备花费巨大，并且操作复杂，不可能普遍应用于一般工程实践，常规测试仪器和技术仍然是必需的。即便是对于复杂的工程实践，常规测试也是必要的，它是进行复杂测试的基础。

三、岩土工程测试的内容概述

岩土工程测试的内容很多，《岩土工程测试》（土木工程研究生系列教材）主要讲述一下内容。/ 13

3.1、平板荷载试验

原位试验(In-Situ Festing)有时也称现场试验(On the Spot Festing)，其类型很多，如静力触探、动力触探、平板荷载试验、十字板剪切试验、旁压仪试验、大型剪切试验、孔隙水压力测试、弹性波速测试、地应力测试、抽水或注水、压水试验等。应用最广泛、最常见的还是平板荷载试验(P1ate Loading Test)，简称PLT试验。

平板荷载试验是利用弹性力学半无限体表面作用集中荷载的沉降计算公式(布希奈斯克解)，来确定地基承载力的基本方法。平板荷载试验一般只能反映深度为两倍承压板宽度范围内的土性特征。

试验设备,平板荷载试验因试验土层(地基)软硬程度、平板(荷载板或承压板)面积大小、试验土层深度等不同，采用的测试设备有多种情况。整个试验可分为承压板、加荷系统、反力系统、观测系统四部分。

3.2、十字板剪切和旁压仪试验

十字板剪切试验全称为野外十字板剪切试验，国际上简称为FVST(Field Vane Shear Test)。十字板剪切试验是用插入软粘土中的十字板头，以一定的速率旋转，测出土的抗扭力矩，换算其抗剪强度。这个抗剪强度相当于摩擦角u0时的粘聚力Cu值。旁压试验(Pressure Meter Test，PMT)起源于德国。旁压试验是利用旁压器对钻孔壁施加横向均匀应力，使孔壁土体发生径向变形直至破坏，利用量测仪器量测压力与径向变形的关系推求土力学参数的一种原位测试方法。

十字板剪切试验在国内外运用广泛，该法能够有效地在原位测定饱和软粘土的抗剪强度。长期以来的实践证明，该试验方法有如下优点：①试验存原位进行，不需取试样；②对无法取样和很难进行室内试验的土，如极软粘土、岩土接触面等，可以获得必要的力学指标；③能更好地反映土的结构、构造特性，如层理、裂隙、结核和颗粒分布的不均匀性；④试验中的边界条件（如排水条件、天然受力状态等）是实际的边界条件；⑤对于正常固结的饱和软粘性土，十字板试验能反映出软粘性土的天然强度随深度而增大的规律，而室内试验指标成果比较分散。/ 13

十字板剪切试验原理：十字板剪切试验是在钻孔某深度的软粘性土中插人规定形式和尺寸的十字板头，施加扭转力矩，使板头内的土体与周围土体产生相对扭剪，直至土体破坏，测出土体抵抗扭转的最大力矩，然后根据力矩的平衡条件，推算出土体抗剪强度。在推算强度时，作了以下几点假定：①剪破面为一圆柱面，圆柱面的直径与高度分别等于十字板板头的宽度D和高度H；②圆柱面侧面的抗剪强度fV和上下端面上的抗剪强度fH为均匀分布并相等，即fVfHf。由于十字板现场剪切试验为不排水剪切试验。因此其试验结果与无侧限抗压强度试验结果接近，饱和软土在固结不排水剪切时0，故f十字板剪切试验推算抗剪强度的公式可以表达为

qu2cu。

cukPff

3.3、锚杆和土钉测试

锚杆支护技术是20世纪初由煤矿巷道支护发展而来的，在岩土工程的边坡稳定支护中已经有广泛应用，是比较成熟的技术。现代土钉支护技术是20世纪70年代发展起来的，用于土体开挖和保持边坡稳定性的一种新型挡土技术。锚杆支护和土钉支护技术经济可靠，施工快速简易，已在大量工程中得到应用。

锚杆的锚固原理：与锚杆直接作用的是复杂多变的岩土体，这给锚杆的力学行为及锚固用原理的观测和研究带来了很大的困难。现有的多数有关锚杆支护作用和效果的试验都是在限定条件下和理想化了的基础上进行的。因此，目前对锚杆锚固原理了解还不够深入，但以下几种锚固作用机理是得到了工程和理沦界的普遍认同的。

悬吊作用原理：悬吊作用理论认为，锚杆支护是通过锚杆将软弱、松动、不稳定的岩土体悬吊在深层稳定的岩土体上，以防止其离层滑脱。这种作用在地下结构锚固工程中，表现得尤为突出。起悬吊作用的锚杆，主要是提供拉力，用以克服滑落岩土体的重力或下滑力，来维持工程结构的稳定。

组合梁作用原理：组合梁作用是较早提出来的，也是一般公认的支护作用原理之一。这种原理是把薄层状岩体看成一种梁（简支梁或悬臂梁）。在没有锚固时，它们只是简单地叠合在一起。由于层问摩擦阻力不足，在荷载作用下，单个/ 13

粱均产隹各自的弯曲变形，上下缘分别处于受压和受拉状态。若用螺栓将它们紧固成组合梁，各层板便相互挤压，层间摩阻力大为增加，内应力和挠度大为减小，于是增加了组合梁的抗弯强度。当把锚杆埋入岩士体一定深度，相当于将简单叠合的数层梁变成组合梁，从而提高了地层的承载能力。锚杆提供的锚固力愈大，各岩层间的摩擦阻力愈大，组合梁整体化程度愈高，其强度也愈大。

挤压加固作用原理：兰格(T.A．Lang)通过光弹试验证实了锚杆的挤压加固作用。当他在弹性体上安装具有预应力的锚杆时，发现在弹性体内便形成以锚杆两头为顶点的锥形体压缩区，若将锚杆以适当间距排列，使相邻锚杆的锥形体压缩区相重叠，便形成一定厚度的连续压缩带。

为说明锚杆对破碎地层的支护作用，国外的澳大利亚雪山水电站地下工程、国内的冶金建筑研究院等单位曾分别先后用碎石、混凝土碎块作材料模拟破碎地层，然后锚杆加固，结果发现加固后的模型承压能力大大提高。这就说明，通过锚杆的加固，即使毫无粘结力的碎石也能被加固成承载能力相当高的糕体“结构”。工程上称这种现象为挤匿加固作用，类似我国古代桥梁工程中的键(腰铁、铰石)对裂隙岩体的作用。

上述锚杆的锚固作用原理在实际工程中并非孤立存在，往往是几种作用同时存在并综合作用，只不过在不同地质条件下某种作刚占主导地位罢了。

3.4、岩土的渗透性及注浆加固

地下水在岩土孔(空)隙中的运动称渗流(透)，发生渗流的区域称为渗流场。观测井就是敞开口的井，或称为测压井，可以用来观测海水人浸淡水含水层的现象，观测地下水的污染情况等。岩土体中的孔隙水压力的量测可以利用敞开式测压管(观测井)或封闭式测压计。压水试验是测定岩土体渗透性特征最常用的一种测试方法。它是靠水柱自重或泵压力将水压人到钻孔内岩壁周围的裂隙中，并以一定条件下单位时间内的吸水量来表示岩土体的渗透性。

观测井包括海水入侵和地下水质污染，这是为了环境保护，环境保护就是保护人类自身的生存利益。自然环境的变迁，如沙漠化、水源断缺，对森林的破坏，直接影响甚至毁灭了人类自身的生存环境。

测孔隙水压力意义也很重要。在饱和土中总应力由有效应力和孔隙水压力组成。在非饱和土中总应力包括有效应力、孔隙水压力和孔隙气压力。孔隙水压力/ 13

和孔隙气压力较难测准，因而有效应力原理的应用就受到影响。有效应力原理是土力学理论的重大发展，它反映r岩土工程强度的本质。岩土工程计算中都有误差，甚至误差很大，原因当然足多方面的，但最主要的原因有两个：一个是材料力学、弹性力学中均匀、连续、各向同性的弹性体假定是近似的，不完全符合实际，另一个是计赞：参数洪差大，nf靠性差。能够使计算参数测试提高可靠度，这是个重要问题，足对崧土力学的贡献。

岩体和土体的重要区别是岩体中有各种成因的节理、裂隙、甚至是裂缝，这些裂隙(缝)的存在严格地说使岩体不成为连续体，这就从根本上动摇了材料力学、弹性力学，也是岩土力学的根本假定，所以许多学者尤其对岩石(体)力学问题，从损伤力学，甚至从断裂力学角度去研究，就是承认岩体不是，至少不是严格的连续体。但目前，从岩土力学与工程应用方面讲，还是材料力学、弹性力学基础。岩体中的压水、灌浆工程就是要堵塞裂隙、使岩体成连续体，至少成为近似地连续体，从根本上改善了岩性，改变了岩体工程测试的前提条件。也为测试岩体中界面的接触应力(压力)、岩体(石)中应力(包括构造应力即地应力，工程荷载作用下的附加应力)，这些测试都要求紧密接触，接触良好，只有这样才能很好的地传递应力，测试才能准确。岩体内部裂隙被封堵后，成了连续介质，岩体(石)内部埋设仪器、仪表后，所有变形、变位、应变、位移才能测得准，这就为反分析法提供了基础条件。反分析法是测位移、形变、应变，在此基础上去作应力、应变参数分析，因为有了应力才有应变，现在是测了应变，再分析应力，应变参数，所以称为反分析法。在数学物理方程中称逆问题。反分析法是一种既老又新的方法，比如西医诊病，先查问症状，再分析病理，再用药；中医诊病，先望、闯、问、切，再分析病理，再用药，这就是反分析，先查明果，后分析因。又比如测挡土墙位移、变形，再反演土的抗剪强度。又比如大家所熟知的本构关系，也是反分析，先弄清各种影响因素的作用方向和规律，再通过演绎或归纳建立方程，然后再求解方程。

岩土的渗透性及测试应用是广泛的，如野外抽水、基坑降排水、管涌、流沙、地层液化、隔水帷幕、隧道及矿井渗漏水、桥墩围堰、大坝基础防渗、水下工程、农田灌溉、地面沉降、环境工程如回灌等都与岩土的渗透性有关，都要进行测试，有的在大学阶段学过，有的在研究生阶段工程地质里学过。有的太专门化了，只/ 13

能约略提到，避免重复。

3.5、静力触探试验

静力触探试验(stati penetration test)，英文缩写CPT(cone penetration test)。静力触探是用千斤顶或落锤将一根细长的金属杆(直径19～80mm)压入或打人地下，用以测定任意深度处金属杆的贯人阻力。将其结果绘成图，横坐标表示贯人阻力，纵坐标表示贯人深度，这是勘察方法——原位测试中的主要类型之一。

在20世纪初期的触探仪是一个顶角为90。的圆锥，放在黏性土上并逐渐加荷，不断贯人，贯人阻力随着黏性土强度增大而增大。后来有了荷兰圆锥静力触探试验，这种圆锥具有60°顶角和直径：36mm，锥底而积10cm2。

3.6、动力触探试验

动力触探（DPT）和标准贯入试验(SPT)都是土工原位测试的主要方法，它们是利用一定的锤击能量，将带有探头的探杆打人土中，按贯入的难易程度来评价土的性质，得到经验(统计)公式。

标准贯入试验的力学机理：标准贯人试验（SPT)与动力触探试验在设备上的区别（重型动力触探和标准贯入试验没备大同小异）主要是探头形式和结构有差异，因而决定了各自的试验机理。标准贯人试验的探头称贯人器，是由钻孔取土器转化而来的开口管状空心探头。在贯人过程中，整个贯人器对端部和周围土体产生挤压和剪切作用，同时由于贯人器是空心的，将有部分土体挤入，加之是在冲击作用下工作，其工作细节和边界条件非常复杂。20世纪50年代以来不断有人探讨标准贯人试验的力学机理，从理论研究方面讲，可有三种理论：①动力作用理论；②用极限平衡理论进行研究；③用波动理论进行研究。

影响动力触探仪精度的因素：⑴人为使用因素：①落锤的高度控制和锤击方法；②量测读数精度；③触探孔垂直程度和探杆长度；④在钻孔中进行触探时钻孔的护壁和清孔情况。⑵设备本身的影响因素：①穿心锤的形状和质量；②探头的形状和大小；③触探杆的截面尺寸、长度和质量；④导向锤座的构造及尺寸。⑶土质与工程环境：①土的性质，如密度、含水量、颗粒结构、压缩性、超固结状态、抗剪强度等；②触探深度，包括触探杆长度和探杆侧壁摩擦。触探深度在12～15m以内时，可忽略探杆侧壁摩阻力，也不用泥浆护壁。探杆长度有显著影/ 13

响，对锤击数需要修正；③地下水的影响。在粘性土中试验，地下水的影响大；在砂土中试验．地下水影响小。

3.7、岩石力学参数测定

岩石的力学性质，岩石和岩体，无论是干燥的还是饱和的，在大多数工程荷载作用下，均表现为弹性体或近似弹性体。

岩石特别是岩体内部，必然有节理、裂隙、结构面、软弱夹层等。这些结构面、软弱夹层，其物质成分、微观结构、力学性质都比较复杂，其力学性质可能属于非线性弹性、弹塑性或粘弹性等。对于结构面和软弱夹层而言，它们含水情况是否饱和，作用力方向和结构面、软弱夹层的展布方向是垂直还是平行或者倾斜，影响很大、差异明显、工程效果大不相同。由于岩石、岩体本构关系的多样性、复杂性及不确定性，这里只研究岩石、岩体作为弹性体、近似弹性体的情况。

3.8、软岩及土的流变试验

软岩及土的流变性包括弹性后效、流动、结构面的闭合和滑移变形等。随着岩土工程的发展，流变已成为工程实践中常遇到的问题，也是造成事故的主要因素之一。岩土体流动变形呈现出了大量的、具有不同特征的流动变形和破裂现象一，通过测试技术，研究这些现象便于了解岩土体变形程度、发生原因、发展趋势及最终状态，由此采取适时有效的工程对策。

3.8.1、软岩的特征与流变特性

软岩的基本特征是强度低，孔隙率高，重度小，渗水、吸水性好，易风化，易崩解，具有显著的膨胀性和明显的时效特性。作为工程材料，其稳定性差。由于岩体开挖后出现持续变形，对于不稳定岩石包括泥质夹层节理弱面等，往往有流变性、粘弹性、粘弹塑性等。流变性又称粘性(Viscosity)，是指物体受力变形过程与时间有关的变形性质。软岩流变的一个重要特征是其强度随时间的延长而降低。

软岩的流变性包括弹性后效、流动、结构面的闭合和滑移变形。，弹性后效是一种延迟发生的弹性变形和弹性恢复。由于加荷刚继瞬时的弹性变形产生之后，仍有部分变形随时间增长而产生，因为这部分变形属于可恢复的，且在恢复时亦需要一定的时间，因此，这部分变形仍属于弹性变形范畴，当外力卸除后最/ 13

终不留下永久变形。流动又可分为粘性流动和塑性流动，它是一种随时间延续而发生的塑性变形（永久变形），其中粘性流动足指在较小外力作用下发生的塑性变形（永久变形），塑性流动是指外力达到屈服极限值后才开始发生的塑性变形。闭合和滑移是岩体中结构面的压缩变形和结构面问的错动，也属塑性变形。

工程岩体流变性状及其多样性、易变性显得比较复杂。不同成因类型的软岩、不同结构构造的软弱层，其流变性表现程度是不同的。花岗岩风化形成的软岩，流变变形一般较小，阻尼变形持续时间较短，变形很快趋向稳定；泥质砂岩变形增长较快，变形量值也较大；粘土岩与页岩以及软弱夹层的流变特性非常明显，故对其流变性进行研究有着重要的现实意义。

软岩的流变规律是很复杂的，它和膨胀、崩解一样给软岩工程带来极大的危害。地下洞室围岩的失稳往往是流变、膨胀和崩解的综合效应。很难区分何种效应起主导作用。

软岩的流变力学特性主要包括四方面：①蠕变，在恒定麻力的条件下，变形随时间逐渐增长的现象；②应力松弛，当应变保持一定时，应力随时间逐渐减小的现象；③流动特性，时间一定时，应变速率与戊力大小的关系；④长期强度，在长期荷载持续作用下软岩的强度。

3.9、岩土中的应力测量

土体中的应力测量通常采用压力盒装置（常用的有钢弦式土压力盒），测量时必须保证仪器埋设处的土体可以近似认为是弹性均匀连续介质。地应力的研究和测试方法有：岩体表面应力测量技术、浅钻孔应力解除技术、深钻孔地应力测量技术、水压裂法地应力测量技术和声发射法地应力测量技术等。

土中应力测量分为两种类型，一类是在界面处的应力称为接触应力，如基础底面、挡土墙背处(包括深基坑支撑和土层的接触面处)、地下洞室衬砌外侧、桩端界面处、双层地基界面处，深埋管道底部或外侧，这些都是在两种材料的界面处。另一类是在土体内部，如地基内部、边坡体内部，还有厚衬砌内部、地下连续墙内部（严格说，后两种情况不是土中应力）。

测土中应力有一个基本要求，这就是要求介质是连续介质，也就是说仪器埋设处应是连续介质，而且仪器埋设处要有代表性。这就要求不论界面还是土体内部，不应该处于非均匀状态或是有孔洞或有应力集中现象。如在岩体中测试最好/ 13

通过灌浆填塞，封堵各式各样、大大小小的裂隙，使之成为连续介质，起码近似于弹性连续介质。在土体中测试时，要求通过手工操作使土体，至少使仪器埋设处成为弹性、均匀连续介质。这才符合材料力学、弹性力学的基本假定，具备测试正确性的基本前提。

3.10、超声波测试

声波测试技术是一种现代物理技术，该技术主要是应用声学原理，采用声电转换技术，依据弹性波理论，利用波速这一参数，结合波幅、波频、波形等特征，反映介质质点运动的力学特征，获得工程地质与室内试样的物理力学特性。

声波测试技术是一种现代物理技术，主要是应用声学原理，采用声电转换技术，依据弹性波理论，利用波速这一参数，结合波幅、波频、波形等特征，来反映介质质点运动的力学特征，获得工程地质与室内试样的物理力学特性。

声波测试分室内与室外两种。室内主要是测定岩土试样的声波波速，用来计算岩土试样的物理力学参数；室外主要是在工程现场通过原位测试，用弹性波波速来对地质进行评价，尤其是岩体的完整性与稳定性评价。概括起来，声波测试技术可以解决以下几方面的问题：①岩石(土)试样的物理力学性质的测定和估算，如动弹性模量、泊松比等；②利用声波参数结合地质因素，对工程地质进行分类、分级；③利用声波探测技术评价地下工程围岩的稳定性，包括围岩松弛带范围的测定和围岩稳定性的定期观测；④利用声波测井技术，进行工程地质勘探钻孔及孔间地质剖面分层，确定风化层厚度，为设计开挖及处理提供依据；⑤岩体中存在缺陷，如构造断裂、岩溶洞穴的位置和走向及规模，张开裂隙的延伸方向和长度的探测；⑥工程岩体施工及加固效果的检测，如爆破、喷锚支护、补强灌浆的质量检查等。

3.11、桩基检测试验

桩是设置在地层中的竖直或倾斜的基础支承构件。桩基检测的目的主要有两个：第一个目的是为桩基的设计提供合理的依据。该目的是通过在建筑现场的试桩上进行测试来实现的。第二个目的是检验工程桩的施：[质量，是否能够满足设计或建(构)筑物对桩基承载力的要求。该目的是通过对工程桩进行抽样测试来实现的。

桩基检测的目的主要有两个：一是为桩基的设计提供合理的依据，该目的是/ 13

通过在建筑现场的试桩上实现的；二是检验工程桩的施工质量，是否能满足设计或建(构)筑物对桩基承载能力的要求，该目的是通过对工程桩抽样检测来达到的。对桩基检测的基本要求主要有两项：一是桩的平面位置与几何尺寸；二是桩的完整性与承载能力。主要介绍单桩的完整性与承载能力的检测技术与方法。单桩承载力检测内容包括桩的垂直承载力、水平承载力与抗拔承载力，它取决于桩周(端)介质对桩的支承阻力以及桩身材料的强度。单桩完整性反映了桩身截面尺寸变化、桩身材料密实度和连续性的综合性指标。检测参数包括桩身钢筋混凝土波速、密实度，桩身截面尺寸变化，桩身缺陷位置、缺陷形式、缺陷程度，推算桩长及估算钢筋混凝土强度等级等。桩基检测技术方法分静载试验与动测试验两种。

3.12、地基动力测试

在岩土工程中，岩土体受到动力作用(地震、风振、浪振、机器振动以及爆炸爆破、高速流体和陆地高速重型运载工具等所产生的动应力等)的情况是非常普遍的。岩土体在动力作用下的反应和动力参数通过动力测试获得。常用的岩土体室内动力测试技术有：动三轴试验、动单剪试验、振动台试验和共振桂试验。

土的动力性质是指其在各种动力作用下直接或间接表现出来的某种反应和效应，从岩土工程观点来看，动力是指地震、风振、浪振、机器(锻锤、透平机、破碎机等)振动，以及爆炸、爆破、高速流体通道和陆地重型高速运载工具等所产生的动应力。可见，岩土体在各类土建工程中受到动力作用的情况是极其普遍的。

土的动力测试的目的分为三个方面：①土的基本动力参数的测定，如动弹性模量、动剪切模量、泊松比、动阻尼以及土体中波的传播速度等；②土体的动力反应试验．如饱和低塑性土的振动液化试验和衰减试验等；③土体结构受振条件下的原型观测，如各种动力作用下土体振动性状的实际观测等。就其测试条件又可分为四类：①室内试验；②现场模拟试验；③原位试验；④原型观测。

由于动力试验条件的复杂性，通常一项动力参数可以通过多种试验方法测求。所以在设计土的动力试验或选用某项试验设备时．应首先考虑试验条件的相似性和设备功能的多重性，以及试验成果的针对性。

动三轴试验原理：动三轴试验是从静三轴试验发展而来的，通过对试样施加/ 13

模拟的动土应力。同时测求试样在承受动荷载作用下所表现出的动态反应。这种反应是多方面的，最基本和最主要的是动应力(或动主应力比)与相应的动应变的关系和动应力与相应的孔隙水压力的变化关系。根据应力、应变及孔压这三种指标的相互关系，可以推求出土的各项动弹性参数及粘弹性参数，以及土样在模拟某种实际振动的动应力作用下所产生的性状。

3.13、岩体强度试验

岩体是赋存于一定地质环境中的复杂地质体，通常由岩石(结构体)和各种各样的软弱结构面组合而成。因此，岩体强度不仅与组成岩体的岩石力学性质有关，而且与这些软弱结构面的物质组成、发育程度、组合类型及力学性质等有着很大的联系。许多工程实践表明，结构面的存在大大削弱了．岩体整体强度，导致岩体稳定性降低。工程实践需要以岩体为对象的室内测试技术和原位测试技术来分析评价岩体强度和稳定性。

3.14、非饱和土测试

相对于饱和土力学而言，非饱和土力学的研究进展比较缓慢。制约其发展的因素主要有两个：一是试验技术，迄今没有定型设备；二是理论体系欠成熟。理论的发展离不开试验对土的力学特性的揭示，因而测试技术对非饱和土力学发展的影响非常深远。

3.15、模型试验

尽管随着计算机技术的发展，岩土工程的分析计算取得了蚝足的进步，但到目前为止，许多复杂的工程情况(如水工大坝、地基一结构的相互作用等)，运用现有的理论计算仍有很多困难，甚至无法计算，这时，模型试验就是一种非常有效的方法。模型试验要求模型材料、模型形状及所受的荷载等必须按照一定的规律与原型的情况相似。

模型的相似原理：既然是模型试验，模型和原型之间，在几何尺寸，材料、物理、力学特性方面是相似而不是相同。模型试验的相似理论是指模型上重现的物理现象应与原型相似，即要求模型材料、模型形状、所受荷载等均必须遵循一定的规律。这种模型试验，既要研究在正常荷载作用下结构、岩体、地质体的应力及变形特性，又要研究超载情况下的变形和破坏特征，因而兼有线弹性应力模/ 13

型和破坏模型的试验特点，因此它既要满足结构破坏型试验的相似关系，又要满足地质力学、岩体力学模型试验的相似关系。

概括而言，相似原理可表述如下：实体(原型)和模型为两个系统，它们的几何特征和各个对应的物理量必须(然)互相成为一定的比例关系。这样就可以试验测定模型系统的物理量，再按比例推求原型(实体)的相对应的物理量。

考虑平面问题时，物理量包括坐标、体积力、边界力、应力、位移、应变、弹性模量、泊松比等。

数值模拟：模型试验要制作模型或称试件(样)，要多作儿次、几十次试验，就要作多个试件。模型试验复杂、费时、费钱，所以有的人就少作，甚至不作，这样要得到足够的、准确的、可靠的试验数据就不可能。有效的解决办法是数值模拟。

以有限单元法为代表(有限条带法、边界冗法等)的方法称为数值方法，这是目前最接近真值的近似方法。我们设定一个数值模型，单元划分好，模型中的特殊构造损伤事先安置好．可设置特殊单元，各种荷载及加载条件、边界条件设计好，只要编好计算程序，在计算机上很快或较快时间内就可以得出结果，一目了然，再调数值，形成一个新的方案再计算，很快又得出一个结果，一个计算方案的计算结果就相当于一个模型(试件)试验。用数值模拟米和模型试验相比较，数值模拟应用越来越广，当然和有限单元法及电子计算机的大量使用分不开。

3.16、测试数据的整理与分析

在岩土工程测试中必然会遇到大量的数据，因此岩土工程测试中的一项重要工作就是从大量的数据中取出有用的数据并得出结论或规律，用于指导工程实践。

数据处理，在数理统计中，就是通过随机变量的部分观察值来推断随机变量的特性，例如分布规律和数字特征等。数理统计是具有广泛应用的一个数学分支，它以概率论为理论基础，根据试验或观察得到的数据，对研究对象的客观规律作出合理的估计与判断。/ 13

第三篇：岩土工程试验作业

1.作业：岩土工程常用到基本物理量“长度”，从岩土体水平位移测量（惯称测斜）、岩土体垂直位移测量（惯称收敛）中选择一个测量技术，说明其基本原理及应用（不超过2页A4纸）。

2.结课论文：岩土工程中常用到弹性波（地震波声波和超声波）测量技术，其中声波技术应用更为广泛。选择岩土工程中声波测试技术，自拟题目，论述本人选定的具体声波测试技术的测量原理及应用（不超过两页A4纸）。

3.要求：双面打印，不设封面，个人信息（依次为班级姓名学号）留在后一页尾端。19周周三之前交给我！

第四篇：岩土工程测试技术 封皮

石家庄铁道大学

研究生课程论文

培养单位土木工程学院学科专业桥梁与隧道工程

课程名称岩土工程测试技术 任课教师刘尧军学生姓名程纪怀学号120130424

研究生学院

第五篇：工程试验管理标准

中铁第十九工程局洛湛铁路益娄段

工程试验管理标准

第一章

总

则

1.1工程试验是铁路工程建设的技术基础工作，是施工生产中对工程质量进行预控与检验的必要技术手段。为搞好洛湛铁路益娄段工程试验工作，节约原材料，加快施工进度和提高工程质量，确保部优、争创国优，单位工程合格率百分之百，优良率在90%以上，特制定本标准。

1.2洛湛铁路益娄段工程试验工作的基本任务：

1.2.1试验鉴定各项主要工程材料的质量是否符合国家和部颁的有关技术标准。

1.2.2检验工程建筑物的结构和构件的成品、半成品有关质量是否符合设计和施工的技术要求。

1.2.3通过工地测试和施工质量检查控制，保证工程的施工质量。1.2.4监督检查主要工程材料的合理保管与应用。

1.2.5通过试验研究，大力推广应用新技术、新材料、新工艺，达到降低工程成本，确保工程质量，提高经济效益的目的。

1.3试验人员必须严格按照有关规范、规程和标准开展试验、检验工作，其检验工作不受任何行政和经济效益的干预，有权越级反映情况，对检验结果的公正性、准确性、可靠性负责。

1.4工程试验必须坚持为施工生产服务，试验人员经常深入施工现场，坚持标准和原则，认真搞好施工控制。

1.5各单位必须切实加强对工程试验工作的组织领导，并按本《标准》的要求健全试验机构，完善试验设施，配齐试验人员。

第二章

组织机构

2.1洛湛铁路益娄段A3标段工程试验实行指挥部、项目部、公司（队）三级管理。局指挥部设中心实验室，项目部设试验室。

2.2指挥部中心试验室受指挥部总工程师领导，统管全线试验工作。各项目部试验室受项目部总工程师和施技科长领导，统管本单位的试验工作，在业务上受指挥部试验室和处试验室的指导。2.3试验人员的配备：指挥部中心试验室配备1名主任，1名工程师；各项目部试验室，至少配备1名主任，1名技术员，2—4名试验员；公司（队）试验组配备1名技术员，2名试验员。

第三章

工作职责

3.1指挥部中心试验室工作职责：

3.1.1正确贯彻执行国家和铁道部有关法规、标准、规程和规范以及设计和施工的有关技术要求，解决试验工作中发生的有关技术问题，随时和建设单位、监理公司保持联系，做好上传下达工作。

3.1.2负责全线钢材、水泥、道碴、砖等材质鉴定与复验，砂石鉴定抽验，混凝土、砂浆配合比设计与选定抽验全线砼试件力学性能和长期性、耐久性试验，半成品、成品的试验检验。

3.1.3参与工地施工调查，并协助选定砂、石料产地。3.1.4参加有关工程质量检查及质量事故的调查分析和处理。

3.1.5结合设计、施工需要，进行必要的试验研究，推广应用新技术、新材料、新工艺。

3.1.6指导各项目部搞好主要工程材料的验收、保管和合理使用。3.1.7负责指挥部中心试验室仪器、设备的购置、验收、安装、使用，做好试验计量仪器的送检和自检工作。

3.1.8做好试验原始资料的整理、保管，每月25日统计分析和整理工程试验工作报表，并呈送指挥部领导和有关部门，每年12月15日前，向指挥部呈送工程试验工作总结。

3.2项目部试验室工作职责：

3.2.1参加对本管段的路基填料、砂、石等材料进行产地、产量的详细调查，按规定频率及时抽取各种材料样品进行试验，将试验结果及时提供给项目部、施技科和施工单位，作为进料和指导施工的依据。

3.2.2按规定频率及设计要求做土工试验(击实、筛分、液塑限、比重等)，及时准确提供有关数据报告，交处所属公司指导施工。

3.2.3对混凝土施工进行监督作业，监督检测混凝土配料、计量、拌合、运输、振捣和养护，进行砼试件强度试验，出具相应报告。

3.2.4进行路基填土压实质量复验检测，并按规定正确选择测点位置，保证检测次数，发现压实质量不符合要求者，立即向主管领导和施工单位反映，采取措施进行补救。

3.2.5协助物资部门搞好质量验收，并搜集、保管进场原材料的出场合格证（质量证明书）。

3.2.6参加有关质量检查与质量事故分析。

3.2.7掌握本单位的工程数量、施工进度和工程质量，及时做好本单位试验资料的整理、保管和上报工作。

3.2.8服从监理，及时将有关报表送达监理进行签认。

3.2.9检查指导工地试验员，做好取样送样和施工检查质量控制工作。3.3公司（队）试验组职责：

3.3.1参加本公司管段路基填料、砂、石、砖等材料产地、产量的调查，按频率抽取样品试件送检，并将结果及时提供给现场有关技术人员，作为进料和指导施工的依据。

3.3.2按规定频率测定砂、石料含水率，根据理论配合比换算施工配合比，填发施工配料单，经技术主管签认后，交付施工。

3.3.3对混凝土进行跟班作业，监督检测混凝土配料、计量、拌合、运输、振捣和养护，进行混凝土塌落度试验，水灰比分析及混凝土砂浆检查试件的制作养护等施工质量控制工作。分工点部位拟定制取试件组数计划，制作试件并及时送检，严禁漏取试件，并填写混凝土灌注日志，发现违章者，有权制止施工。

3.3.4进行路基填土压实质量跟踪检测，发现压实质量不符合要求者，立即向主管领导和施工单位反映，采取措施进行整改。

3.3.5对运送到工地的材料，协助物资部门搞好质量验收，并搜集、保管进场原材料的出场合格证。

3.3.6参加本单位质量检查与质量事故分析，及时做好本单位试验资料的整理、保管和上报工作。

3.3.7由于送检不及时，所选样品试件作废造成的工程质量事故，工地试验组有关人员负直接责任。

第四章

试验人员

4.1试验人员技术条件：

4.1.1试验、检验人员必须持有关部门填发的《检验员证》才能上岗操作。无证人员只能配合有证人员的工作，无权填发试验报告单。

4.1.2具备初中以上文化程度，具有工程质量检测、材料试验的基本知识和法定计量单位基础知识。

4.1.3掌握有关的国家标准和部颁标准，掌握有关测试仪器的工作原理、技术性能、操作规程和方法。

4.1.4了解误差理论、数理统计方面的知识，能独立进行数据处理工作。4.1.5对试验检验工作认真负责，坚持原则、实事求是，以数据说话，不受行政或其他方面影响的干扰。

4.2试验人员的培训与考核：

4.2.1培训：各项目部实验室于开工前对所有试验人员进行一次系统培训，以后利用施工淡季举办1—2次业务培训，以提高试验人员的业务水平。

4.2.2考核：定期对试验人员的技术水平、工作质量和工作业绩进行考核。对工作优秀的试验人员给予表彰，对有较大贡献的试验人员，经指挥部研究给予重奖。

4.3试验人员工作纪律：

4.3.1认真贯彻执行国家、铁道部有关产品质量监督检验工作的方针、政策，严格执行技术标准、试验规程和有关规定。

4.3.2坚持原则，忠于职守，作风正派，秉公办事。4.3.3不准利用职权向被检单位索取钱物礼品。4.3.4不准擅自违章处理和试作样品。4.3.5不准弄虚作假，严禁伪造试验数据。

第五章

仪器设备的配备与管理

5.1指挥部中心试验室、仪器设备的配备。

试验项目与设计、施工要求相适应，仪器设备与试验项目相适应。仪器设备的配备率达到95%以上，且性能、精度满足国家标准的要求和试验检验的需要。

5.2项目部试验室，仪器设备的配备。

项目部实验室必须配备砼、砂浆力学性能试验设备，土工室内、现场控制试验设备。保证现场复验的其它设施。见附表一。

5.3公司试验组仪器设备的配备。工地试验组必须配备混凝土、砂浆检查试件标准养护设施，配齐混凝土和路基施工检查控制的仪器、设备，保证施工生产和检测工作的需要。主要仪器、设备见表一。

5.4仪器设备的管理。

5.4.1各种试验仪器设备按“固定资产”和在用“低值易耗品”分别建立仪器设备使用卡和仪器设备技术档案（包括仪器、设备的台帐、检定、使用和维修记录，使用说明书等技术性文件），实行彩色标签管理，并制定仪器保管人。

5.4.2贵重、精密、大型仪器设备实行“专管专用”，制订操作细则，在规定的周期内检修保养，并及时填写使用记录。

5.4.3属固定资产的仪器设备，有专人负责定期送检，严禁使用超过检定周期和检定不合格的器具。非标准的计量器具，按照铁道部工程试验检测网颁发的检验办法进行自检。

第六章

试验资料的管理与保管

6.1原始记录的填写与保管：

6.1.1原始记录指包括抽检与检测时填写的最初记录，是反映工程质量的第一手资料，必须严肃认真对待。

6.1.2原始记录采用统一表格，用蓝黑墨水笔或碳素墨水笔填写，不得随意涂改或删除，确需更改的地方，作废数据应划两条水平线，将正确数据填在上方，并加盖更改人印章，严禁涂掉原数据。

6.1.3填写原始记录必须字迹工整，所列栏目填写齐全，检测中不检测的项目在相应的空栏目打一横线加以说明。

6.1.4原始记录必须检测、记录和校核人员签字齐全，审核无误的原始记录统一编号，集中保管。保管期为工程验交后五年。

6.1.5原始记录未经试验室主任批准，任何人不得查阅和外借。6.2试验报告的管理、审核与批准：

6.2.1试验报告是试验、检验质量优劣的集中反映，必须保证其内在的和外观的质量。要严格履行复核、审批手续。

6.2.2试验报告采用统一格式，做到认真填写、文字简练、字迹清晰、数据准确、内容完整、签名齐全、结论正确。要求用碳素墨水笔填写，一次达到验工移交的资料文整要求。6.2.3试验报告不允许更改，如审核时发现错误，应由试验人员重新填写。6.2.4指挥部中心试验室、项目部试验室首次填写的试验报告无差错率要达到97%以上，复核后无差错率要达到99%以上，试验室主任审批后的试验报告无差错率要达到100%。

6.2.5试验报告的发送应严格履行登记手续。

6.2.6试验报告未经试验室主任批准，不得随意复制散发。6.3试验情况报告制度：

6.3.1指挥部试验室按月填写“月份工程试验工作报表”和“月份混凝土（砂浆）检查试件报表”，统计至月末25日，报指挥部领导及有关部门。年终提交试验工作总结报告。

对不合格混凝土、砂浆检查试件，在两日内报告指挥部总工程师，同时报告质量检查部门和施工单位，分析原因，采取措施进行处理。

6.3.2各项目部试验室每月20日填写“月份混凝土（砂浆）检查试件报表”和“路基填土压实质量月报”，报送项目部总工程师、质量检查工程师、监理工程师和指挥部中心试验室。

第七章

试验工作安全防护

7.1各级试验机构要做好仪器设备的防火、防盗、防尘、防锈工作，加强安全教育，定期不定期进行操作安全检查，制定安全用电措施。

第八章

委托试验

8.1因条件所限，指挥部中心试验室不能进行的试验检验项目，可委托经计量认证合格的外单位试验机构进行试验。

8.2指挥部中心试验室接揽外单位的委托试验，只对来样负责，如发现取样不合格，应及时通知委托单位另取试样。

第九章

附则

9.1本标准适用于洛湛铁路益娄段指挥部和各项目部。9.2本标准自发布之日起实施。

9.3本标准由洛湛铁路益娄段工程指挥部制定发布，指挥部中心试验室负责解释。