岩土勘察中土工试验的力学性质研究

岩土勘察中土工试验的力学性质研究

温州市勘察测绘研究院浙江温州325000

摘要:岩土工程勘察是岩土工程的根本,是岩土工程施工的前期准备工作,是岩土工程施工的基础,严格按照相关的标准和规定对岩土工程进行勘察,以保障工程的有序进行。

关键词:岩土勘察;土工试验;力学性质

前言

鉴于土工试验数据的精准性与科学性在整个岩土工程勘察中的重要作用,作为土工试验人员,要想确保土工试验数据兼具精准性和科学性的特点,就必须对日常在土工试验中的问题进行总结和分析,找出其具体的根源,并切实强化对其的处理。文章就此展开探究性的分析。

1概述岩土工程勘察中土工试验

1.1岩土工程勘察的基本要求与现状

(1)基本要求。岩土工程勘察是后期工程设计的重要依据,也是保障后期工程施工顺利开展的基础,主要是对当地的地质条件和岩土状态数据进行收集整理,并且形成检测报告,以便于为后期工作提供数据支持。设计人员通过岩土工程勘察报告的数据来设计施工方案,及时分析施工现场可能存在的问题,这样有助于及时制定预备方案,从而确保整个岩土工程施工的安全高效,保障工程施工进度。

(2)现状分析。近年来,我国工程建筑行业的发展速度较快,岩土工程勘察工作是保障建筑工程施工的基础,因此必须要保证岩土工程勘察工作的质量和效率水平。岩土工程勘察工作人员必须具备较高的专业理论知识,而且还需要一定的工作经验,因为岩土勘察具有极强的隐蔽性,这就要求勘察人员具备负责细心的工作态度,如果观察不仔细就很容易造成勘察结果数据的不真实性。但是现阶段我国我国岩土工程勘察人员的综合素质水平较低,专业理论知识和工作经验都有待进一步提高,而且岩土工程的检测报告的准确性和可靠性水平较低,这给岩土工程的设计和施工环节造成来巨大的负面影响,给施工企业带来巨大的经济损失,同时还会导致在岩土工程施工中存在大量的潜在安全隐患,甚至引发巨大的安全事故,严重威胁施工人员的生命安全。因此施工企业必须高度重视岩土工程勘察工作的重要性,及时解决勘察工作中存在的问题和难点,为岩土工程的设计和施工提供科学可靠的依据。

1.2土工试验在岩土工程勘察中的重要性

土工试验是岩土工程勘察工作中的重要内容,是岩土工程勘察数据真实可靠的依据,在土工实验过程中工作人员必须坚持严谨的工作态度,并且还应该充分结合岩土工程施工现场的实际情况,确保采集的样本的质量,以确保实验数据符合岩土工程的实际情况。此外还必须考虑实验环境,工作人员应该尽可能的模拟岩土工程的实际环境,并且还应该认真分析土工试验结果,从而确保岩土工程勘察结果和相关数据的科学性、可行性以及可靠性。

2岩土工程项目勘查中土工试验的作用

当地壳表层岩石开始风化之后,就会产生一些松散的堆积物,这是土的主要形成过程,土主要有三个特点,第一点,土属于松散性的材料,不属于连续的固体,由此也就决定了其具有明显的流动性。第二点,土主要由颗粒、水、气体等构成,第三点,土是自然地质历史产物,不是由人工制造而成的。在进行建筑工程施工是,设计人员可以结合工程要求情况,选择材料的型号和品种,当确定具体型号之后,其基本的力学参数也就得到了确定,对于土却有很大的不同,不同土的颗粒大小和矿物成分差别很大,导致土的物理性质比较复杂。因此为了保证施工质量,对岩土工程项目勘查中土工试验十分有必要。在试验项目中包括颗粒构成和界限系数,其主要作用就是让技术人员掌握地层砂类土的级配,掌握土的粒度构成和分布情况,根据试验所得到的数据,就能够直接显示出土中含有不同粒组的具体含量,当技术人员掌握真实的数据后,就清楚土的基本性质,在此基础上,对这些粗粒土分类,同时标记,结合水位以下饱和粉土液化数据,就能够为工作提供最原始的数据,确保数据分析的准确性。对于土的物理性质而言,其包括三个重要的指标,通过试验收集数据,然后进行换算就可以得到。通过分析土中的三相构成比例,就可以清楚这一地区土的基本物理状态,这也是土最基本的指标。对于检测的界限含水率而言,主要是针对细粒土进行试验的,当含水率发生较大的变化时,其可能处于不同的状态,例如有固体状态、流动状态、半固态状态、可塑状态等,通过界限含水率就可以对细粒土的缩限、塑限、液限等进行测定。对于固结试验而言,就是掌握试样的孔隙比、压力关系,通过得到的数据计算出试验土的指标,得到这一数据之后,就可以直接计算出其原始数据,变形量,以及沉降系数等。

对于土的固结试验最常用的数据是土的压缩系数及压缩模量,但如果有基坑开挖和再加荷的影响时,还应提供土的压缩指数及回弹指数。对于需进行沉降历时关系分析时,应提供固结系数。对于三轴剪切试验而言,主要是对细粒土进行测定,所测得的内容包括原始数据、压缩值、抗剪强度,这些数据非常重要,在之后的基坑挖坑工作中会使用。对于岩石试验而言,通过试验可以得到试样岩石具体承受的抗压强度,在以后进行地基处理过程中,可以作为重要的数据依据。对于渗透试验而言,主要对土的渗透系数进行测量,得到相关数据后进行验证,数据准确无误后进行记录,在以后的基坑降水施工中提供重要的数据依据。对于击实试验而言,通过试验可以准确得到土的函数率和密度,结合相关公式了解二者的具体关系,在此基础上,技术人员通过技术就可以得到土的最大干密度和最优含水率,方便以后的地基处理,当处理中遇到相关问题后,借助这些数据就可以进行解决,保证整体的施工质量。

3与力学性质有关的土工试验质量管理

3.1岩土力学指标的相关性分析

岩土的力学指标之间具有很强的相关性,物理性质与力学性质也是息息相关的。根据这一特征,我们在进行岩土勘察过程中可以通过分析指标间的比例关系确定指标区间的合理性并发现可疑数据。具体来说:

(1)矿物成分在很大程度上决定了土粒的比重(Gs)。二者呈正相关关系,即矿物含量越多,Gs值越大。此外,塑性指数(Ip)的大小与土中结合水的含量有关。类似的,粘土矿物与Ip值间也存在正相关关系,即粘土矿物越多,可能形成结合水含量越高,Ip值越大。在进行Gs值与Ip值力学分析时,我们需要从岩土矿物含量入手,通过仪器对其含量进行精确采样测试。然后由上文理论,矿物含量较高时,Gs和Ip值也较高。最后根据比例关系判断Gs和Ip值是否在可承受区间。

(2)岩土含水率(ω)与岩土孔隙比(eo)也有着正相关关系,即同一类型的岩土之ω越大,该岩土的eo也越大。这里需要指出,在进行相关力学分析时必须在同一类型的岩土之间进行比较,换言之不同类型岩土的含水率不具有横向可比性。举例来说,膨胀土由于成分中有较多云母,故可以比一般岩土吸附更多结合水,含水率自然也更高。此外,影响含水率的还有岩土密度(p)。在对软土层进行具体力学分析时,只要饱和度维持在80~100间,就基本可以确定该岩土的含水率在合理范围。

3.2编制质量分析表

土工试验的重要目的是确定工程设计的必要参数,这些参数是在得出大量实验数据后进一步统计得到的。具体来说就是在土工勘察现场,需要对土样进行科学分层,运用数理方法,统计分析实验结果,然后据此编制土工试验质量分析表。一般来说,分层及统计方法是,首先根据上文论述的岩土力学性质和物理特性分析确定待勘探土层范围、深度、结构、类型和状态等基本信息,并根据分析结果将土样分层若干层。然后对不同层次土样进行数据统计,要注意的是,每层统计的频率最好大于6个。最后综合每层的统计结果编制土工试验质量分析表。

结束语

岩土工程勘察主要方法是岩土工程勘察土工试验,试验结果将直接决定岩土工程勘察的结果和岩土工程施工过程中的质量。为了解决土工试验存在的问题,必须提高土工试验的质量,以此保障岩土工程勘察工作的质量和岩土工程的进展。

参考文献:

[1]夏蹇,孙宏达.岩土工程勘察土工试验中常见问题与处理方法分析[J].城市地理,2015(18):143.

[2]徐婷,张强.土工试验各单项试验技术注意要点及其准确性措施[J].中国新技术新产品,2015(8):146-147.

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