岩土热响应测试报告

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第一篇：岩土热响应测试报告

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。

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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。

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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。

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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。

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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

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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。

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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

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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。

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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

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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。

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第二篇：岩土工程测试与检测技术

对当前岩土工程检测技术的研究

摘要：在工程建设开始之前，需要对施工现场的地质状况进行详细的勘察和检测，为工程的设计和施工提供参考的依据。随着工程建设的规模不断扩大，对于岩土工程检测的标准不断提高，需要保证检测结果的准确性和真实性，以提高工程结构的稳定性和安全性。随着时代的不断发展，传统的检测技术已经无法满足现有工程建设的需求，所以需要在技术水平以及仪器设备方面不断的提高和完善，确保工程建设的安全性。岩土工程测试领域非常广泛，通常包括岩土的原位测试技术、地基加固的检验与检测、桩基础的测试与检测、基坑工程检测、地下工程的检测和监控、边坡工程检测等。在岩土工程检测工作中，主要存在两方面的问题：一是存在样抽样随机性较差，不能做到随机、均匀抽检，检测抽样的样本代表性差;二是数据处理不合理、盲目、随意性较大，无法保证检测成果的精度，给工程建设带来安全隐患或造成浪费。

关键词：岩土工程检测技术发展 前言

最近几十年，我国开始致力于岩土工程地基检测技术的研究，通过实际动手实践，积累了大量的操作经验。但是，我国关于此方面技术的研究还远远不够，无法达到生产生活的需要，这不仅反映在岩土工程地基处理与岩土工程地基检测的不协调上，还反映在其发展的落后性上。究其根源，很大程度是应为地方对此项技术的重视程度还不够。更具数据采样，可以得出结论，大多数土建事故时有岩土工程地基问题所引起的。鉴于此上情况，相关工作人员应该对现有的岩土工程地基检测技术进行翻新，不断地与先进科技进行融合，使检测方法具有科学性，先进性，标准型等特性。只有这样，岩土工程地基检测方法才能真正的微土建工程服务，达到它本该达到的效果。如今科学技术的发展使得岩土工程中环境物理检测技术有了巨大的发展和飞跃，许多先进技术比如岩土原位检测技术、室内土工试验以及岩体力学试验、锚杆检测技术等均被广泛的应用到岩土工程中，对人们充分了解岩土物理特性提供了有力的技术支撑。

1. 岩土工程中环境物理检测技术

1.1室内土工试验

主要是分析和试验土的物理、化学以及力学等性能。目前，土工试验可以划分为多种类型，比如判别试验、化学性质试验、物理性质试验等等。在具体工程实践中，土的化学分析一般是可以省略掉的。化学分析，主要是对土中石膏、易溶盐以及难溶盐碳酸钙的含量、离子交换量以及酸碱度等进行测定。在岩土工程中，将矿物分析法应用过来，可以对粘土矿物类型进行测定，通过化学分析，可以将矿物类型给确定下来，另外，还可以将其他的一系列物理滑雪分析法给应用过来，如差热分析、X射线衍射分析等。在室内土工试验中，粒径分析试验也是非常重要的一个方面。这种试验具体指的是对一定量的土进行烘干碾撒之后，进行过筛和称重，对各粒径范围内土粒重的百分数进行确定等等。如果土团粒在2mm以内，在水中充分浸润和分散，就可以将2mm到0.1mm之间的细筛给得出来。如果细粒土在0.1mm一下，那么要想对其粒径含量进行确定，就可以将移液管法或者比重计法给应用过来。有机结合筛分发、比重计法以及粒径分析试验等，通过实验，来对土样的粒径分布曲线供土分类给绘制出来。 1.2岩体力学试验

通过岩体力学试验，可以对常规力学指标进行测试，并且对岩体变形与破坏机理进行分析和研究。以单轴抗压强度试验为例，岩体的单轴抗压强度指的是在单向受压直到破坏的过程中，岩体试样单位面积上承受的最大压应力，我们也可以将其简称为抗压强度。一般可以分为干抗压强度和抗压强度两种类型，这种划分依据是岩石含水状态的差异。通常情况下，在压力机上直接压坏标准试样就可以将岩石的单轴抗压强度诶测出来，岩石单轴压缩变形试验也可以同时进行。通过岩石单轴抗压强度，可以对岩体强度进行分级，并且描述岩性。 1.3岩土的原位测试技术

一般情况下，岩土的原位测试指的是将现场地籍图的天然结构以及含水量和应用状态保持下去，测定地籍图的物理性质和力学性质。借助于理论分析或者一些计算公式，来测定物理力学指标，对岩土的工程性能和状态进行评定。部分岩土工程因为有着较为复杂的地质条件、结构条件和荷载条件，如果采用单纯的理论家计算方法，无法对土体的应力—应变变化进行准确预计，在室内也无法对现场地层条件和荷载条件等进行模拟。因此，就可以通过原位试验，来提供更加可靠的资料。在对岩土工程进行检测和监测中，非常重要的一种方法是原位测试，可以将岩土体的实际参数给获取到，通常利用其来检测施工过程中或者加固处理地基之后，地基土的物理力学性质及状态变化情况。一般可以将岩土的原位测试划分为两种类型，分别是原位实验和原位监测，前者是对实际参数进行获取，后者则是将施工控制和反演分析参数给提供出来。

通过实践研究表明，原位测试具有一系列的优点，不会有过去取土样遇到的困难出现，可以对无法采取不扰动土样的土层进行顶;试验是在原位应力条件下进行的，在采样的过程中，应力释放的影响可以得到有效的减小。在试验中，需要选用较大体积的岩土体，有着较强的代表性。工作效率可以得到有效提高，进而在较大程度上缩短课勘探试验的周期。

虽然原位测试有着一系列的优点，但是也有缺点存在，不同的原位测试有着不同的适用条件，有着较强的针对性，如果采用了不恰当的方法，就会在很大程度上影响到结果的准确性。在统计关系的基础上，通过原位测试，才可以将参数以及图的工程性质给得出来。有诸多因素都会影响到原位的是结果，那么就无法对对策定制的准确性进行科学判断。通过试验表明，会有不一致的问题存在于原位测试中主应力方向和实际岩土工程问题中多变的主应力方向之间。像静力荷载试验、标准灌入试验、十字板剪切试验以及圆锥动力触探试验等都是常见的原位测试。 2. 岩土工程检测技术的发展

2.1锚杆检测手段

锚杆检测技术主要有常规检测技术与超声波检测技术等两种。常规检测技术的基本原理是荷载对锚杆的压力或者拉力，由于现代岩土工程的发展，要求检测具有精度高、实时性以及大面积动态检测的技术。超声波检测，即在对锚杆完整性检测时，不破坏原岩土的基本受力结构，只通过利用一些辅助仪器设备、相关检测技术手段和数据分析原理，检测锚杆在岩土中是否完整，是否存在一定的缺陷，并判断出锚杆存在缺陷的类别、出现缺陷的准确部位以及缺陷的大小尺寸等，特别适用于岩土工程大面积检测工程。 (1) 常规锚杆检测技术

常规锚杆检测技术是一种依据静力锚固质量检测的技术方法。又叫做拉拨试验法。主要根据试验压力计和唯一计所测得的数据信息，利用相应转换方式，整理出相应的锚固杆在岩土中位移与荷载间的变化曲线，从而分析出岩土锚杆锚固性能。常规检测技术存在着一些缺陷，就是不能对大面积的进行动态检测。而且通过拉拨试验手段获得的数据仅仅是锚固力的一个大概值，假设锚杆有异常，也不能指出异常所在锚杆的具体位置，所以，拉拨试验法仅仅能判断出锚杆是否存在异常，却不能检测缺陷所在的具体位置。

(2) 超声波检测技术

超声波检测技术是不破坏原岩土的受力结构，应用相关的检测设备对锚杆进行检测。在检测时，对杆端进行外力震击，从而引起杆端的剧烈振动，并产生沿锚杆向杆底传播的应力波。如果应力波的波形、波速、波峰值保持不变，在锚杆中均匀传播，则表明锚杆的完整性比较好。如果应力波的波形、波速、波峰值发生变化，则表明沿锚杆长度方向上存在缺陷。由于超声波检测对锚杆不产生破坏，所以特别适用于重要的岩土工程大面积检测工程。

2.2锚固锚杆应力波超声波检测工作流程 在进行锚杆超声波检测数据分析之前：(1)要对围岩土地的基本地质情况进行考察;(2)在确定锚杆杆头应力的波速，利用检测装里采集反射波反射回来的数据，通过检测装备反射波反射数据的采集，从而得到岩土中锚杆的长度、完整度等信息。因此，超声波检测技术基于应力波检测的工作流程大致为：考察围岩土地的基本地质情况，确定应力波速，分析处理检测仪器返回的数据。通过拉拔萝抽检试验、时域波形分析、频谱分析以及时频频谙分析等，从而最终得到锚杆的准确长度和完整度。 3. 在岩土工程中实施有效的监测措施

岩土工程的现场监测就是以工程实际作为监测的对象，在工程施工过程中对岩土土体以及工程地质结构等进行应力变化等实施的监测。实施现场监控需要事先在工程岩土土体、周围环事中设定观测监控的点位还应该设定一定的时间间隔。其主要的检测内容包括以下几个方面：

(1) 在施工的过程中对岩土收到施工作用进行检测并测定各项荷载里的大小并检测在各类荷载的作用下岩体的反应性状;(2)对工程施工、运营工程中结构物进行监测;(3)在工程施工过程中一定会对周围的环境等造成影响规场检测还包括对环境影响程度的检测包括对周围地基加固性质进行检验等。

4. 结语

建筑工程中要选择在地质条件良好的场地上建设，但有时也不得不在地质条件不良的地基上进行修建。因此，为了保证工程质量往往需要通过现场测试对加固效果进行严格的监测与检测。现场测试可以为工程设计提供依据;对施工过程进行控制、检验和知道;为理论研究提供试验手段。但是现场测试在地基加固过程中需要注意下列问题：加固后的现场测试应在地基加固施工结束后，经一定时间的休止恢复后再进行;为了有较好的可比性，前后两次测试应尽量由同一组织人员，用同一仪器，按同一标准进行;由于各种测试方法都有一定的适用范围，必须根据测试目的和现场条件，选用最好的方法;无论何种测试方法都有一定的局限性，应尽可能采用多种方法进行综合评价。 参考文献：

【1】王严升.岩土工程测试与检测技术及其在工程中的应用{J}.城市建设理论研究，2013(2)

【2】宰金珉.岩土工程测试与检测技术{M}.北京：中国建筑工业出版社，2008

第三篇：基于PLC的电磁阀响应时间测试系统设计论文

随着自动化技术的普及，气动和液压技术得到广泛应用，用来调整气液体方向及流量的电磁阀的使用量也飞速扩大。电磁阀的质量好坏很大程度上决定使用它的自动化设备的性能和可靠性，所以对电磁阀的检测也就非常重要。本文以具体的工程实践为例，就设计电磁阀响应时间测试系统做简单分析。

1 系统功能需求

本系统需要检测的电磁阀用于控制压缩天然气管路通断。客户提出规定如下：电磁阀开通响应时间为，在某一输入压力 x 下电磁阀线圈通电到在气路输出端检测到 0.5x 的压力所需时间;电磁阀关断响应时间为，从电磁阀线圈断电到气路输出端检测到压力下降至 0.05x 以下所需时间;为保证测试可靠性，要求连续测试 50 次通、断响应时间，取算术平均值和最大值，测出的最小值剔除且不用于计算平均值，若测出的最大值大于规定的合格上限，则认为是不合格;气路开通时间规定不大于 5 ms，关断时间规定不大于 9 ms。

2 硬件及开发平台选择

根据现场电磁环境较恶劣、工厂设备现状及维护人员情况等，选择适合于工业环境、可靠性高、抗干扰能力强、性价比高的小型 PLC作为系统开发平台，并且选择输出速度快的晶体管型;选择工业触摸屏为人机交互界面，同时可以执行数据记录和处理任务。因电磁阀线圈驱动电流较大，PLC 不能直接驱动，考虑中间设计放大电路或使用成品固态继电器，重点确定中间环节的延时时间，一是必须稳定，二是必须小于 1 ms。PLC 的 A/D 转换模块转换时间较长，且受 PLC 扫描工作方式控制，完成一次气压值检测所需时间太长，远大于产品合格上限，所以使用气压传感器和 AD 模块不可行。通过反复比选和实际测试，选择上海天贺自动化仪表有限公司的高速压力开关 PSW-M，量程范围为 0～400 MPa(压力阈值可在 0.2 kPa～400 MPa 之间由厂家设定)，精度为±1%FS，响应时间为1 ms，输出信号为PNP晶体管输出、常开或常闭可选、Vout=Vpower-1。此压力开关的响应时间为一个确定的值，为得到更准确的电磁阀响应时间，可在最后采用“去皮”计算减去该值。压力阈值可以设定，当气压达到设定值时将快速输出开关量信号，这样可以直接输入到 PLC，减少了模数转换环节。

3 程序算法

PLC 为循环扫描工作方式，一般小型 PLC一次扫描时间超过 10 ms，且这个时间并不是固定的，没法修正测试值。因此程序算法的设计将是这个系统成败的关键。测量程序如图 1 所示，连续执行 50 次，数据处理要求按客户规定执行，采用该算法可以回避 PLC 扫描周期较长且不固定的问题，同时利用立即刷新指令将相关程序控制立即输出到 PLC 外部端子上，使电磁阀线圈立即通电，而不是等到 PLC 扫描结束后再通电，线圈通电的同时开始计时，如图 2所示(以三菱 FX2N 为例)。

除算法设计外，一些细节问题也需要考虑。可将 PLC 输入信号滤波时间设定尽量小，以减少对测试值的影响，虽然会降低系统抗干扰的性能，但可通过多次测试去除最小值、取平均值等方法来解决。对于 PLC中的一些其他程序，若运行占用时间会影响测试，可以用跳转指令来暂时避开它不执行。

每次测试值修正公式为：测试值=D10-PLC 输入信号滤波时间-输出放大电路响应时间-PLC 输出延迟时间-压力开关响应时间-程序延迟时间。其中：输入信号滤波时间可最小设置为 0，程序延迟时间、PLC 输出延迟时间、输出放大电路响应时间均为微秒级，可忽略不计;压力开关响应时间小于等于 1 ms。所以修正公式可简化为：测试值=(D10-1)ms。

4 结论

本文所述电磁阀响应时间测试系统设计，通过实验室反复测试和客户近一年实际使用，证实该系统设计是成功的、程序算法有效可靠。特别是程序算法具有较强可移植性，可在类似的 PLC 应用领域使用，可以有效解决 PLC 循环扫描工作方式和系统实时性要求高的矛盾。

第四篇：岩土工程勘察报告格式

目录

一、概述

1.1 任务来源

1.2 工程概况

1.3 勘查目的与要求

1.4 勘查工作量布置原则及勘查手段选择

1.5 完成工作量统计

二、场地岩土工程条件

2.1 地形、地貌

2.2 地层结构

2.3 室内土工试验成果统计

2.4 原位测试成果统计

2.5 水文地质条件

2.6 不良地质作用及工程不利的埋藏物

三、场地岩土工程条件评价

3.1 场地稳定性与适宜性评价

3.2 场地工程环境评价

3.3 各层土的承载力特征值及压缩模量

3.4 场地地震效应评价

3.5 水文地质条件评价

四、地基基础方案评价

4.1 地基土均匀性评价

4.2 天然地基基础方案分析

4.3 复合地基基础方案分析

4.4 桩基基础方案分析

4.5 基础设计与施工应注意事项

五、边坡稳定性分析及支护方案建议

5.1 直立边坡开挖高度

5.2 坑基开挖方案

六、结论与建议

一、概述

1.3 勘察目的与要求

按《岩土勘察规范》GB50021-2001，为拟建建筑施工图设计、施工提供岩土工程资料，本

次勘察解决的主要问题是：

1)查明建筑物场地的地层结构、埋藏条件、均匀性及各层土的物理力学性质指标。対各层土的承载力和压缩性作出评价。

2)判明建筑场地内及其附近有无影响工程稳定性的不良地质现象，查明不良地质现象的类型、成因、分布范围，对工程的影响并提出政治方案和建议。

3)查明埋藏的河道、沟浜、墓穴、防空洞、孤石等对工程有不利的埋藏物。

4)某市的抗震设防烈度为**，因此要对场地类别惊醒划分;查明有无可液化地层并作出评价，划分对抗震有利、不利或危险的场地。

5)查明地下水埋藏条件，评价其腐蚀性和对建筑施工的不良 影响。

6)对天然地基方案进行分析、评价。

7)对复合地基方案进行分析、论证，提供复合地基设计所需的参数，对复合地基承载力、沉降进行评价。

8)提供桩基础设计所需的参数，选择桩端持力层。

9)在上述方案论证的基础上，提供经济、合理的地基基础方案、

10)为基坑支护设计提供参数，对基坑支护方案进行分析、评价。

11)针对施工和使用过程中可能发生的岩土工程问题，对设计施工和现场监测工作提出应注意的问题和建议。

第五篇：岩土工程实习报告

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××级土木工程(岩土)专业认识实习作业

岩土工程认识实习报告

姓名：××× 专业：土木工程 年级：×× 学号：**********

××××年×月

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岩土工程认识实习报告

实习时间：×年×月

指导老师：×××，×××，×××

实习目的：通过本次认识实践，对岩土工程施工和管理建立起完整的概念，通过实习，了解施工工艺，熟悉操作，为今后地下实习内容：实习地点： 工程，边坡工程，岩土力学等专业课打下实践基础，进一步认识岩土工程。

1、基坑工程

2、边坡与隧道工程

3、地基基础工程

4、岩土工程勘察

1、南水北调中线工程焦作段

2、河南理工大学莲花池基坑

3、焦晋高速公路

4、河南理工大学教师宿舍楼工地

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一、基坑工程

第一天，我们听了有关基坑工程的理论课。了解了基坑工程的一些概念和相关知识。

基坑是建筑工程施工中，为方便地基的施工而在地表开挖的施工场所。按开挖深度分为两类：深度等于或大于七米称为深基坑，小于七米的为浅基坑。按开挖方式可分为放坡开挖基坑和支护开挖基坑两大类。按功能用途分为：楼宇基坑、地铁站深基坑、市政工程地下设施深基坑、工业深基坑。建筑基坑是指为进行建筑物(包括构筑物)基础与地下室的施工所开挖的地面以下空间。

深基坑是指开挖深度超过5米(含5米)或地下室三层以上(含三层)，或深度虽未超过5米，但地质条件和周围环境及地下管线特别复杂的工程。又主要介绍了深基坑的特点，基坑支护体系是临时结构，安全储备较小，具有较大的风险性。基坑工程施工过程中应进行监测，并应有应急措施。在施工过程中一旦出现险情，需要及时抢救; 基坑工程具有很强的区域性, 基坑工程的支护体系设计与施工和土方开挖都要因地制宜，根据本地情况进行，外地的经验可以借鉴，但不能简单搬用; 基坑工程具有很强的个性。基坑工程的支护体系设计与施工和土方开挖不仅与工程地质水文地质条件有关，还与基坑相邻建(构)筑物和地下管线的位置、抵御变形的能力、重要性，以及周围场地条件等有关基坑工程综合性强,基坑工程不仅需要岩土工程知识，也需要结构工程知识，需要土力学理论、测试技术、计算技术及施工机械、施工技术的综合; 基坑工程具有较强的时空效应,基坑的深度和平面形状对基坑支护体系的稳定性和变形有较大影响; 基坑工程是系统工程,基坑工程主要包括支护体系设计和土方开挖两部分; 基坑工程具有环境效应,基坑开挖势必引起周围地基地下水位的变化和应力场的改变，导致周围地基土体的变形，对周围建(构)筑物和地下管线产生影响，严重的将危及其正常使用或安全. 当基坑开挖至地下水位以下时，为了防止因地下水作用而引起的渗流、流砂、管涌、坑底隆起、边坡滑塌以及坑外地层过度变形等，保证施工过程中处于疏干和稳态的工作条件下进行开挖，必须做好对地下水的控制工作。

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基坑工程控制地下水的方法有降低地下水位与隔离地下水两类。对于弱透水地层中的浅基坑，当基坑环境简单、含水层较薄、降水深度较小时，可考虑采用集水明排的方法进行降水;在其他情况下宜采用降水井降水、隔水措施或隔水、降水综合措施。基坑降水常用的方法是明沟排水和井点降水。明沟排水就是在基坑内或基坑外设置排水沟、集水井(坑)，用抽水设备将地下水从集水井(坑)中排出。井点降水是将带有滤管的降水工具沉没到基坑四周的土中，利用各种抽水工具，在不扰动土结构情况下，将地下水位下降至基坑底部以下，以利基坑的开挖。井点降水，是人工降低地下水位的一种方法。在基坑开挖前，在基坑四周埋设一定数量的滤水管(井)，利用抽水设备抽水使所挖的土始终保持干燥状态的方法。 所采用的井点类型有：轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点、深井井点等。井点的平面布置尽可能使井点能包围基坑，并考虑地下水流向、降水深度和土质等因素，布置成环形、U型或线形，目的是使基坑中心水位降到最低。当基坑宽度小于6m，降深不超过5m时，可采用单层轻型井点;若要求降水深度大于5m、基坑宽度大于6m时，可采用多层轻型井点;井点距坑边约0.5～1.0m。基坑降水的井数、井深、井距及单井出水量等可通过计算确定。在房屋建筑与建筑物的基坑降水中，多采用轻型井点或多层轻型井点类型 。

为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，对基坑侧壁及周边环境要采用支挡、加固与保护措施，我们称为支护结构。而常用的几种支护类型有放坡开挖及简易支护、排桩围护结构、地下连续墙围护结构、土钉墙围护结构、水泥土搅拌桩围护结构。

因为基坑的特点，注定其称为事故易发的工程。除了其内在因素，外在因素主要集中在三个方面。1)勘察因素。工程勘察资料及结论是设计的基本依据。勘察资料不详，不准，疏漏，勘察结论不完备，不准确，势必为深基坑支护工程潜伏下事故隐患。2)设计因素。计算参数选用不准确，计算参数的选用直接关系到设计计算或验算的准确性.。支护方案选择不当，深基坑支护方案的选择，取决于基坑实际开挖的深度，地基土体的物理力学性质，地下水位，周围环境，设计变形要求以及施工条件等诸多因素，任一因素考虑不周或疏忽都有可能造成严重后果。撑锚设计有误。土钉设计间距， 3

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位置不当或长度不足而引起土钉抗力不足，支撑支点太少，位置不当或间距过疏而引起支撑杆件产生过大变形等。设计的安全储备小。为了追求经济(业主的责任)，过大地折减主动土压力减小支护结构配筋，验算中使用的安全系数过小，最后导致支护结构较大变形、滑坡、管涌、流砂等事故.。荷载取值不当，与实际受力状态有较大出入。支护结构设计时，对某些活载或施工荷载考虑不足或漏算，导致实际的地面荷载增大，主动土压力变大，使支护结构产生过大变形。3)施工因素。防水，降排水措施不当。地面防排水措施不完善，大量雨水渗入或地下水管渗漏，从而导致土体C和φ值下降;基坑降水时未做止水帷幕或止水帷幕不连续，不封闭，基坑内严重渗水并引起基坑周围一定范围内土体的不均匀沉降。施工质量差。施工工艺落后,设备陈旧，管理水平低，监理工作不力等使施工质量极差。如灌注桩强度达不到设计要求，止水桩起不到止水效果，压密注浆深度不够等。施工方法不当。这方面的现象比较普遍，如基坑开挖应按设计施工顺序进行，应遵循“先撑后挖，严禁超挖”的原则，并进行及时支护。开挖顺序不当或超挖而挖后未及时支护，便极有可能引起工程事故。 施工人员素质低，安全意识淡薄。施工人员对工程事故毫无所知或安全意识差，在施工时随意改变设计意图或不进行施工监测或对监测数据分析处理不力，从而造成工程事故。相邻工程的不利影响。相邻基坑同时施工,如一个基坑开挖，一个基坑打桩，由于打桩速度快，产生超静水压力，造成严重的侧向挤土作用，使相邻基坑支护桩移位甚至破坏。基坑周围因过多堆载而超载。由于施工场地狭窄，挖土及建筑材料等堆放在基坑边，或大型施工设备行走于基坑边，从而使桩顶严重超载，支护结构变形。

9月8日，我们来到南水北调中线工程焦作段的施工工地参观。南水北调的总体布局：分别从长江上、中、下游调水，以适应西北、华北各地的发展需要，即南水北调西线工程、南水北调中线工程和南水北调东线工程。其中，南水北调中线工程是从长江左边支流汉江的丹江口水库引水，通过宽100mm，深8m,总长1240km的水渠，向华北平原供水，最后到达北京和天津两大城市。中线工程可缓解京、津、华北地区水资源危机，为京、津及河南、河北沿线城市生活、工业增加供水64亿m3，增供农业30亿m3。大大改善 4

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供水区生态环境和投资环境，推动我国中部地区的经济发展。

而在整个中线工程中，焦作是唯一穿过的城市。自李河渠倒虹吸出口起，至纸坊河渠倒虹吸出口止，总长度25.56km，其中渠道长度23.794km。本渠段共有各类建筑物45座，其中：河渠交叉3座，左岸排水3座，分水闸2座，节制闸1座，退水闸1座，交通桥18座，生产桥8座，铁路桥9座。沿线要穿越河流公路等城市生命线，要建设公路桥，隧洞，倒虹吸等工程，这使得本段工程尤为重要。我们首先看了山阳路工程段，观看了桩基础施工，又在老师指导下对现场施工细节做了分析。在焦东路段，老师又一到我们思考干渠与河道交通线交汇时的解决办法，又分析了，河道两岸供水供电供暖等问题。最后又在塔南路段参观 阎河倒虹吸工程。倒虹吸是在渠道与道路、河流发生交叉或在渠道穿越山谷时经常采用的一种立交水工建筑物。早在2000多年前，中国已有成功的运用。与虹吸管一样，它在立面上也呈弓形;不同的是，其弓弯向下。而且，虽然倒虹吸管和虹吸管的输水原理相同，即都借助于上下游的水位差，但倒虹吸在开始工作时不需人为地制造管中的真空，因而更为普及。倒虹吸主要用于农田水利工程中。渠道与道路、河流等发生交叉时，既可采用渡渡槽，也可采用倒虹吸。

下午我们参观了河南理工大学的莲花池。河南理工大学莲花池是于2008

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年上半年在学校测绘与国土信息工程学院、资源环境学院、能源科学工程学院和土木工程学院之间的空地建立起来的，作为2009年河南理工大学百年校庆的献礼景观。莲花池占地面积约16000平方米，紧靠校园主干道春秋大道，周边为工科院教学楼,基地本身属于坑洼地，四周较均匀，因地制宜，堆土造山，人工造林，形成小气候空间，为各种生物创造栖身场所，也是河南理工大学第二大水系景色。老师给我们分析了莲花池的边坡护理，采用排桩围护结构，保证了基坑周边环境的安全。

二、边坡与隧道工程

9月10日是边坡隧道工程的理论课，对边坡和基坑工程有了系统的了解，为以后的实习做了基础。而后又去了焦晋高速，通过沿途的高边坡长隧道加深对本工程的理解。

边坡指的是为保证路基稳定，在路基两侧做成的具有一定坡度的坡面。其按成因分类：可分为人工边坡和自然边坡。按使用年限分类：可分为永久性边坡和临时性边坡。按地层岩性分类：可分为土质边坡和岩质边坡。按岩层结构分为：层状结构边坡、块状结构边坡、网状结构边坡。按岩层倾向与坡向的关系分为：顺向边坡、反向边坡、直立边坡。

为保证边坡及其环境的安全，要对边坡采取的支挡、加固与防护措施，这称之为边坡支护。常见的边坡支护方式有重力式挡墙;扶壁式挡墙;悬臂式支护;板肋式或格构式锚杆挡墙支护;排桩式锚杆挡墙支护;锚喷支护;坡率法。而土方边坡的稳定主要有土体内土颗粒间存在的摩擦力和黏结力，从而使土体具有一定的抗剪强度。为防止滑坡，土壁应放坡开挖。边坡可以

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做成直线型、折线型或阶梯型。土方边坡坡度以土方开挖深度h与底宽b之比表示，即土方边坡坡度=h/b=1/m，m=b/h称为边坡系数，粘性土的边坡可以陡些，砂性土则应该平缓些，井点降水时边坡可以陡些，明沟排水应该平缓些，如果开挖深度大、施工时间长、边坡有停放机械等情况边坡也应平缓些。

隧道是一种地下工程结构物，通常是指修筑在地下或山体内部，两端有出入口，供车辆、行人、水流及管线通过的通道。隧道一般包括交通运输方面的铁路、公路、航运和人行隧道;城市地下铁路和海底、水底隧道;军事工程方面的各种国防坑道;水利发电工程方面的各种水工隧道或隧洞等。根据其所在位置可分为山岭隧道、水下隧道和城市隧道三大类。为缩短距离和避免大坡道而从山岭或丘陵下穿越的称为山岭隧道;为穿越河流或海峡而从河下或海底通过的称为水下隧道;为适应铁路通过大城市的需要而在城市地下穿越的称为城市隧道。这三类隧道中修建最多的是山岭隧道。

隧道大部分的功能，为提供行人、脚踏车(自行车)、一般道路交通、机动车、铁路交通、或运河使用，除此之外，在水电工程中设置各类水工隧道可实现引水、排水、通风等目的;在市政工程中，设置各类公共隧道可实现污水排放、管线铺设等目的，还有用在军事和国防方面的隧道。隧道的这些功能，决定了其一般在长度方向上有较大的尺寸，多数长度为几千米道几十千米，有的甚至更长。而横断面的尺寸则相对较小，一般仅几米到几十米。断面较小的隧道，一般不作为交通设施，仅用于污水排放和水、气管道、电缆、通讯线路等敷设用途，这些通道常常也被称为隧硐、导沟、管沟等。断面较大、长度较短的隧道所形成的地下空间，一般有其专用功能，如作为地

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下变电站、地下停车场、地下仓库、地下广场等。

在本次实习地点——焦晋高速上，有着很多工程复杂的边坡和隧道。具体表现为高边坡，长隧道，高架桥。全线虽然只有短短的17.036公里，但因穿越太行山，地形复杂，地质条件十分恶劣，全线从起点到终点总落差达566米，有大中型桥梁22座，隧道7座，并有多处穿越孤峰的桥隧工程，甚至还涉及全省高速第一次跨越煤矿采空沉陷区，需要很大的技术突破，种种因素导致焦晋高速整体施工难度大。

在返程所经过的二广高速上，我们遇到了本次实习最长的隧道，全长14多公里。完全可以体会到当时修建隧道时的难度。再后来路过的公路桥上，又让我们明白了老师所说的高架桥，其中最高的桥墩达83米，接近工程规范极限，技术要求极高。

隧道施工方法主要分为明挖法和暗挖法。明挖法多用于浅埋隧道或城市铁路隧道，而山岭铁路隧道多用暗挖法。按开挖断面大小、位置分，有分部开挖法和全断面开挖法。在石质岩层中采用钻爆法最为广泛，采用掘进机直接开挖也逐渐推广。在松软地质中采用盾构法开挖较多。

钻爆法是在隧道岩面上钻眼，并装填炸药爆破，用全断面开挖或分部开挖等将隧道开挖成型的施工方法。全断面开挖法：一次开挖成型的方法。一般采用带有凿岩机的台车钻孔，用毫秒爆破，喷锚支护。还要有大型装碴运输机械和通风设备。全断面开挖法又演变为半断面法。半断面法是弧形上半部领先，下半部隔一段距离施工。分部开挖法：先用小断面超前开挖导坑,然后,将导坑扩大到半断面或全断面的开挖方法。这种方法主要优点是可采用轻型机械施工，多开工作面，各工序间拉开一定的安全距离。缺点是工序多,有干扰,用人多。根据导坑在隧道断面的位置分为：上导坑法、中央导坑法、下导坑法以及由上下导坑互相配合的各种方法，另有把全断面纵向分为台阶进行开挖，而各层台阶距离较短的台阶法。

盾构法是采用盾构作为施工机具的隧道施工方法。盾构是一种圆形钢结构开挖机械，其前端为切口环，中间为支撑环，后端为盾尾。开挖时，切口环首先切入地层并能掩护工人安全地工作;支撑环是承受荷载的主要部分,其中安设多台推进盾构的千斤顶及其他机械;盾尾随着上述两部分前进，保 8

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护工人安装铸铁管片或钢筋混凝土管片。盾构法适用于松软地层，施工安全，对地层扰动少，控制围岩周边准确，极少超挖。

掘进机法是在整个隧道断面上，用连续掘进的联动机施工的方法。掘进机是一种用强力切割地层的圆形钢结构机械，有多种类型。普通型的掘进机的前端是一个金属圆盘，以强大的旋转和推进力驱动旋转，圆盘上装有数十把特制刀具，切割地层，圆盘周边装有若干铲斗将切割的碎石倾入皮带运输机，自后部运出。机身中部有数对可伸缩的支撑机构，当刀具切割地层时，它先外伸撑紧在周围岩壁上，以平衡强大的扭矩和推力。掘进机法的优点是对围岩扰动少,控制断面准确，无超挖,速度比较快，操作人员少。

而现在比较流行的隧道施工方法是新奥法。新奥法是在利用围岩本身所具有的承载效能的前提下，采用毫秒爆破和光面爆破技术，进行全断面开挖施工，并以形成复合式内外两层衬砌来修建隧道的洞身，即以喷混凝土、锚杆、钢筋网、钢支撑等为外层支护形式，称为初次柔性支护，系在洞身开挖之后必须立即进行的支护工作。因为蕴藏在山体中的地应力由于开挖成洞而产生再分配，隧道空间靠空洞效应而得以保持稳定，也就是说，承载地应力的主要是围岩体本身，而采用初次喷锚柔性支护的作用，是使围岩体自身的承载能力得到最大限度的发挥，第二次衬砌主要是起安全储备和装饰美化作用。

新奥法与传统施工方法的区别：传统方法认为巷道围岩是一种荷载，应用厚壁混凝土加以支护松动围岩。而新奥法认为围岩是一种承载机构，构筑薄壁、柔性、与围岩紧贴的支护结构(以喷射混凝土、锚杆为主要手段)并使围岩与支护结构共同形成支撑环，来承受压力，并最大限度地保持围岩稳定，而不致松动破坏。新奥法将围岩视为巷道承载构件的一部分，因此，施工时应尽可能全断面掘进，以减少巷道周边围岩应力的扰动，并采用光面爆破、微差爆破等措施。减少对围岩的震动，以保全其整体性。同时注意巷道表面尽可能平滑，避免局部应力集中。新奥法将锚杆、喷射混凝土适当进行组合，形成比较薄的衬砌层，即用锚杆和喷射混凝土来支护围岩，使喷射层与围岩紧密结合，形成围岩-支护系统，保持两者的共同变形，故而可以最大限度地利用围岩本身的承载力。

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新奥法主要原则为充分保护围岩，减少对围岩的扰动，充分发挥围岩的自承能力，尽快使支护结构闭合，加强监测，根据监测数据指导施工。它是以喷射混凝土、锚杆支护为主要支护手段，因锚杆喷射混凝土支护能够形成柔性薄层，与围岩紧密粘结的可缩性支护结构，允许围岩有一定的协调变形，而不使支护结构承受过大的压力。其施工顺序可以概括为：开挖→一次支护→二次支护。

开挖作业的内容依次包括：钻孔、装药、爆破、通风、出渣等。开挖作业与一次支护作业同时交叉进行，为保护围岩的自身支撑能力，第一次支护工作应尽快进行。为了冲分利用围岩的自身支撑能力开挖应采用灌面爆破(控制爆破)或机械开挖，并尽量采用全断面开挖，地质条件较差时可以采用分块多次开挖。一次开挖长度应根据岩质条件和开挖方式确定。岩质条件好时，长度可大一些，岩质条件差时长度可小一些，在同等岩质条件下，分块多次开挖长度可大一些，全断面开挖长度就要小一些。一般在中硬岩中长度约为2-2.5米，在膨胀性地层中大约为0.8-1.米。

第一次支护作业包括：一次喷射混凝土、打锚杆、联网、立钢拱架、复喷混凝土 。在巷道开挖后，应尽快地喷一层薄层混凝土(3-5mm)，为争取时间在较松散的围岩掘进中第一次支护作业是在开挖的渣堆上进行的，待把未被渣堆覆盖的开挖面的一次喷射混凝土完成后再出渣。按一定系统布置锚杆，加固深度围岩，在围岩内形成承载拱，由喷层、锚杆及岩面承载拱构成外拱，起临时支护作用，同时又是永久支护的一部分。复喷后应达到设计厚度(一般为10-15mm),并要求将锚杆、金属网、钢拱架等覆裹在喷射混凝土内。完成第一次支护的时间非常重要，一般情况应在开挖后围岩自稳时间的二分之一时间内完成。目前的施工经验是松散围岩应在爆破后三小时内完成，主要由施工条件决定。在地质条件非常差的破碎带或膨胀性地层(如风华花岗岩)中开挖巷道，为了延长围岩的自稳时间，为了给一次支护争取时间，安全的作业，需要在开挖工作面的前方围岩进行超前支护(预支护)，然后再开挖。在安装锚杆的同时，在围岩和支护中埋设仪器或测点，进行围岩位移和应力的现场测量：依据测量得到的信息来了解围岩的动态，以及支护抗力与围岩的相适应程度。

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一次支护后，在围岩变形趋于稳定时，进行第二次支护和封底，即永久性的支护(或是补喷射混凝土，或是浇注混凝土内拱)，起到提高安全度和整个支护承载能力增强的作用，而此支护时机可以由监测结果得到。对于底板不稳，底鼓变形严重，必然牵动侧墙及顶部支护不稳，所以应尽快封底，形成封闭式的支护，以谋求围岩的稳定。

新奥法施工主要适用于具有较长自稳时间的中等岩体;弱胶结的砂和石砾以及不稳定的砾岩;强风化的岩石;刚塑性的粘土泥质灰岩和泥质灰岩;坚硬粘土，也有带坚硬夹层的粘土;微裂隙的，但很少粘土的岩体;在很高的初应力场条件下，坚硬的和可变坚硬的岩石。

后来我们又对杭州地铁事故进行了分析，，主要原因有以下几点：1)设计方案不合 理。主要是地下连续墙设置深度不足，插入深度不到1倍，在杭州地区，因土层软，水量丰富，至少要达1.5倍，甚至2倍。2)风情大道汽车荷载超标严重，车流量超标近10倍。3)杭州地铁存在“边规划、边建设、边修改、边拆迁”等N边不科学现象。

最后老师又带着我们对轨道交通做了初步的了解。轨道交通是一种利用轨道列车进行人员运输的方式。轨道交通包括了地铁、轻轨、有轨电车和磁悬浮列车等。具有运量大、速度快、安全、准点、保护环境、节约能源和用地等特点。

三、地基基础工程

地基是指建筑物下面支承基础的土体或岩体。作为建筑地基的土层分为岩石、碎石土、砂土、粉土、黏性土和人工填土。

从现场施工的角度来讲地基，地基可分为天然地基、人工地基。地基就是基础下面承压的岩土持力层。天然地基是不需要人加固的天然土层，其节约工程造价。人工地基：经过人工处理或改良的地基。当土层的地址状况较好，承载力较强时可以采用天然地基;而在地质状况不佳的条件下，如坡地、沙地或淤泥地质，或虽然土层质地较好，但上部荷载过大时，为使地基具有足够的承载能力，则要采用人工加固地基，即人工地基。

基础指建筑底部与地基接触的承重构件，它的作用是把建筑上部的荷载

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传给地基。因此地基必须坚固、稳定而可靠。 工程结构物地面以下的部分结构构件，用来将上部结构荷载传给地基，是房屋、桥梁、码头及其他构筑物的重要组成部分。

基础按使用的材料分为：灰土基础、砖基础、毛石基础、混凝土基础、钢筋混凝土基础。按埋置深度可分为：浅基础、深基础。埋置深度不超过5M者称为浅基础，大于5M者称为深基础。按受力性能可分为：刚性基础和柔性基础。刚性基础是由砖、石、素混凝土或灰土等材料做成的基础。用抗拉和抗弯强度都很高的材料建造的基础称为柔性基础。按构造形式可分为条形基础、独立基础、满堂基础和桩基础。满堂基础又分为筏形基础和箱形基础。筏形基础形象于水中漂流的木筏。井格式基础下又用钢筋混凝土板连成一片，大大地增加了建筑物基础与地基的接触面积，换句话说，单位面积地基土层承受的荷裁减少了，适合于软弱地基和上部荷载比较大的建筑物。当伐形基础埋深较大，并设有地下室时，为了增加基础的刚度，将地下室的底板、顶板和墙浇制成整体箱形基础。箱形的内部空间构成地下室，具有较大的强度和刚度，多用于高层建筑。

基础承受着房屋的全部荷载，因此基础应具有足够的强度，才能稳定地把荷载传给地基，同时基础应满足耐久性要求。如果基础先于上部结构破坏，检查和加固都十分困难，而且还会影响房屋建筑的使寿命。

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由室外设计地面到基础底面的距离，叫做基础的埋置深度。而基础埋置深度的考虑因素有以下几点：1)建筑结构条件与场地环境条件;2)工程地质条件;3)水文地质条件;4)冻结程度。地基土冻胀时，会使基础隆起，冰冻消失又会使基础下陷，久而久之，基础就会被破坏。基础最好深埋在冰冻线以下200mm。湿陷性黄土性地基遇水会使基础下沉，因此基础应埋置深一些，避免被地表水浸湿。

无筋扩展基础是基础的一种做法，指由砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料组成的墙下条形基础或柱下独立基础。无筋扩展基础适用于多层民用建筑和轻型厂房。

地基承载力计算，地基所具有的承受荷载的能力,即在保证地基稳定的前提下，使变形不超过允许值的地基承载力。地基基础设计等级是根据地基复杂程度、建筑物规模和功能特征以及由于地基问题可能造成建筑物破坏或影响正常使用的程度，将地基基础设计分为三个设计等级，设计时应根据具体情况选用级别。

而基础中桩基础比较常用。桩在土木工程中也是应用广泛。根据桩身材料可分：木桩、混凝土搅拌桩、钢管桩、钢板桩、钢筋混凝土桩等;根据用途可分：抗压桩(常见)、抗拔桩、抗滑桩、支护(围护)桩、止水桩;根据承载性状分：摩擦桩和端承桩;按成桩方法分：非挤土桩、部分挤土桩、挤土桩;按施工方法分：预制桩、现场灌注桩。其具有以下特点：桩支承于坚硬的(基岩、密实的卵砾石层)或较硬的(硬塑粘性土、中密砂等)持力层，具有很高的竖向单桩承载力或群桩承载力，足以承担高层建筑的全部竖向荷载(包括偏心荷载)。桩基具有很大的竖向单桩刚度(端承桩)或群刚度(摩擦桩)，在自重或相邻荷载影响下，不产生过大的不均匀沉降，并确保建筑物的倾斜不超过允许范围。凭借巨大的单桩侧向刚度(大直径桩)或群桩基础的侧向刚度及其整体抗倾覆能力，抵御由于风和地震引起的水平荷载与力矩荷载，保证高层建筑的抗倾覆稳定性。桩身穿过可液化土层而支承于稳定的坚实土层或嵌固于基岩，在地震造成浅部土层液化与震陷的情况下，桩基凭靠深部稳固土层仍具有足够的抗压与抗拔承载力，从而确保高层建筑的稳定，且不产生过大的沉陷与倾斜。

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建筑物地基一般总会产生一定的沉降，软弱地基上的建筑物更容易产生不均匀沉降。过大的不均匀沉降易使上部结构开裂与破坏，造成建筑物各处渗水、下水道堵塞不畅等，严重影响建筑物的使用。引起地基不均匀沉降的原因首先是地质勘察报告的准确性差、真实性不高，其次是设计方面存在问题。建筑物长度太长;建筑体型比较复杂凹凸转角多;未在适当部位设置沉降缝;基础及建筑物整体刚度不足;建筑物层高相差大所受荷载差异大;地基土的压缩性显著不同、地基处理方法不同;以及设计方面的错误等都会引起建筑物产生过大的不均匀沉降，最后是施工方面存在问题。没有认真进行验槽;基础施工前扰动了地基土;在已建成的建筑物周围推放大量的建筑材料或土方;对于砖砌体结构，砌筑质量不满足要求，砂浆强度低、灰缝不饱满、砌砖组砌不当、通缝多、拉结筋不按规定设置等，也会引起建筑物建成后产生不均匀沉降。

针对以上问题，防止地基产生不均匀沉降的措施主要有：1)保证勘察报告的真实性和可靠性，建筑物体型应力求简单，设置沉降缝，相邻建筑物之间应保持一定的距离，适当调整建筑物标高。2)结构设计方面减轻建筑物自重，设置圈梁和钢筋混凝土构造柱，减少或调整基础底面的附加压力，地基基础设计应控制变形值，必须进行基础最终沉降量和偏心距的验算，基础最终沉降量应当控制在《地基基础设计规范》规定的限值以内。3)施工方面，在基坑开挖时，不要扰动地基土，通常坑底保留200mm左右的土，待垫层施工时，再人工挖除;在已建成的小、轻型建筑物周围，不宜堆放大量的建筑材料和土方等重物，以免地面堆载引起建筑物产生附加沉降;由于地基分布的复杂性和勘探点的有限性，应认真重视基础验槽，尽可能在基础施工前，发现并根除地基土会产生不均匀沉降的隐患，弥补工程勘探工作的不足;保证施工质量。对于常用的砖砌体结构，必须根据施工要求严格施工。4)对于比较重要的建筑物和建在软弱地基上的建筑物应进行沉降观测。

四、岩土工程勘察

在本阶段，老师首先又系统的给我们讲解了土木工程和岩土工程的相关概念。土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称。它既指所应用的材料、

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设备和所进行的勘测、设计、施工、保养维修等技术活动;也指工程建设的对象，即建造在地上或地下、陆上或水中 ，直接或间接为人类生活、生产、军事、科研服务的各种工程设施，例如房屋、道路、铁路、运输管道、隧道、桥梁、运河、堤坝、港口、电站、飞机场、海洋平台、给水和排水以及防护工程等。学习工程力学、流体力学、岩土力学和市政工程学科的基本理论和基本知识。

而土木工程中涉及岩石、土、地下水的部分称岩土工程。岩土工程专业是土木工程的分支，是运用工程地质学、土力学和岩石力学解决各类工程中关于岩石、土的工程技术问题的科学。按照工程建设阶段划分，工作内容可以分为：岩土工程勘察、岩土工程设计、岩土工程治理、岩土工程监测、岩土工程检测。主要研究方向包括：①城市地下空间与地下工程：以城市地下空间为主体，研究地下空间开发利用过程中的各种环境岩土工程问题，地下空间资源的合理利用策略，以及各类地下结构的设计、计算方法和地下工程的施工技术(如浅埋暗挖、盾构法、冻结法、降水排水法、沉管法、TBM法等)及其优化措施等等。②边坡与基坑工程：重点研究基坑开挖(包括基坑降水)对邻近既有建筑和环境的影响，基坑支护结构的设计计算理论和方法，基坑支护结构的优化设计和可靠度分析技术，边坡稳定分析理论以及新型支护技术的开发应用等。③地基与基础工程：重点开展地基模型及其计算方法、参数研究，地基处理新技术、新方法和检测技术的研究，建筑基础(如柱下条形基础、十字交叉基础、筏形基础、箱形基础及桩基础等)与上部结构的共同作用机理和规律研究等。

岩土工程勘察的概念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，编制勘察文件的活动。根据勘察对象的不同，可分为：水利水电工程(主要指水电站、水工构造物的勘察)、铁路工程、公路工程、港口码头、大型桥梁及工业、民用建筑等。由于水利水电工程、铁路工程、公路工程、港口码头等工程一般比较重大、投资造价及重要性高，国家分别对这些类别的工程勘察进行了专门的分类，编制了相应的勘察规范、规程和技术标准等，通常这些工程的勘察称工程地质勘察。因此，通常所说的“岩土工程勘察”主要指工业、民用建筑工程的勘察，勘察对象主体主要包括房屋楼宇、工业厂房、学校楼舍、医院 15

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建筑、市政工程、管线及架空线路、岸边工程、边坡工程、基坑工程、地基处理等。

岩土工程勘察的研究对象是工程建筑所处的地球表面的岩土体及赋存于其中的水、应力、热等组成的整个工程建筑场地的地质环境。这样一个地质环境对工程建筑条件有三方面的用途，即：建筑地基(地基、坝其、路基等);建筑环境(硐室、油库、地下铁道、井巷等);建筑材料。

岩土工程勘察的主要目的与任务是查明建筑场地的岩土工程条件，分析论证存在的岩土工程问题，对建筑场区作出岩土工程评价。这样除了应用广泛的理论，对各项具体问题进行阐述，论证及提出解决这些具体问题的途径和方法外，还要研究各种勘察方法的原理，适用条件相互关系与配合，研究勘察方向与步骤，不同勘察阶段的工作布署，通过勘察资料的分析整理，岩土工程图的编制，发现场地存在的岩土工程问题，分阶段、有步骤地加以解决，以应用各种理论进行正确地岩土工程评价。

岩土工程勘察的基本任务就是为工程建筑的规划、设计、施工及安全运营提供详细地可靠地地质资料，运用地质力学知识回答工程上的地质问题，以使地质环境与建筑物相适应，从地质上保证建筑的安全稳定、经济、合理、正常运行，并达到合理利用地质环境，保护地质环境的目的，同时对建筑不利的地质条件进行处理和技术措施。

其内容主要有：工程地质调查和测绘、勘探及采取土试样、原位测试、室内试验、现场检验和检测，最终根据以上几种或全部手段，对场地工程地质条件进行定性或定量分析评价，编制满足不同阶段所需的成果报告文件。按其进行阶段可分为：预可行性阶段、工程可行性研究阶段、初步设计阶段、施工图设计阶段、补充勘察、施工勘察等几个阶段。

根据工程的规模和特征，以及由于岩土工程问题造成工程破坏或影响正常使用的后果，岩土工程勘察可分为三个工程安全等级：一级工程为重要工程，后果很严重;二级工程为一般工程，后果严重;三级工程为次要工程，后果不严重。

根据场地的复杂程度，又将其划分为三个场地等级：(1)一级场地。符合下列条件之一的为一级场地(复杂场地)：①对建筑抗震危险的地段;②不良地质作用强烈发育;③地质环境已经或可能受到强烈破坏;④地质地貌复杂;有影响 16

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工程的多层地下水、岩溶裂隙水或其他水文地质条件复杂、需专门研究的场地。(2)二级场地。符合下列条件之一的为二级场地(中等复杂场地)：①对建筑抗震不利的地段;②不良地质作用一般发育;③地质环境已经或可能受到一般破坏;④地形地貌较复杂;基础位于地下水位以下的场地。(3)三级场地。符合下列条件者为三级场地(简单场地)：①抗震设防烈度等于或小于度或对建筑物抗震有利的地段;②不良地质作用不发育;③地质环境基本未受破坏;④地形地下水对工程无影响，地貌简单。

根据地基的复杂程度，可按下列规定分为三个地基等级：(1)一级地基。符合下列条件之一的为一级地基(复杂地基)：①岩土种类多，很不均匀，性质变化大，需特殊处理;②严重失陷、膨胀、盐渍、污染的特殊性岩土，以及其他情况复杂、需做专门处理的岩土。(2)二级地基。符合下列条件之一的为二级地基(中等复杂地基)：①岩土种类多，不均匀，性质变化较大;②除一级地基所列以外的特殊性岩土。(3)三级地基。符合下列条件者为三级地基(简单地基)：①岩土种类单一，均匀，性质变化不大;②无特殊性岩土。

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，可按下列条件划分岩土工程勘察等级。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。建筑在岩质地基上的一级工程，当场地复杂程度等级和地基复杂程度等级均为三级时，岩土工程勘察等级可定为乙级。

而本单元的实习由于条件的限制，并没有具体去工地参观。但通过老师的讲解我们还是对岩土工程勘察有了详细深入的了解，这对我们以后的学习提供了很大的方便。

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实习心得：

近三周的实习体验给我们提供了大量的实践机会，虽然时间的确不是很长，但却带给我们极其重要的经历。通过南水北调工程、焦晋高速、莲花池基坑等各处的实习，我知道了很多有关岩土工程的知识，了解了基坑和基坑支护的知识，知道了边坡的防护和隧道的施工方法，更具体了解了岩土工程的大体分类，掌握了一些实践的知识„„所谓实践是检验真理的唯一标准，这次实习不仅让我们坚信了以前所学的知识的正确性，同时也拓展了我们的知识面，接触了好多有用的新名词、新术语，也为我们下学期将要进行的专业课的学习铺下了道路。

这次认识实习使我们找到了理论与实践的结合点。同时也发现，在学习中只重视理论学习，忽视实践环节，往往就不知道老师所讲的专业名词在工地上的作用。通过这次实习将所学的专业理论知识得到巩固和提高，通过实践，原来所不甚明了的知识也得到了更深的了解，理论知识所欠缺的在本次实习得到了补偿，加深了对知识的消化理解。

在这短短的三个星期，我们不仅在知识上更上一曾楼，而且在身体素质和意志力上也有一定的提高。作为一名土木工程专业的大三学生来说，如果在学习专业课之前直接就接触深奥的专业知识是不科学的，为此，学校带领我们进行了这次实习活动，让我们从实践中提前获得对这门自己即将从事的专业的感性认识，为今后专业课的学习打下坚实的基础。因此，花这三周时间专门进行实习是非常值得的，我为此而感到欣慰!总之，在这次实习中，我们的各个方面都有了进步，相信这次实习给我们带来的经历一定可以为我们将来的学习和生活提供很大的帮助!

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