原位测试在岩土工程地质勘察中的应用研究

王 伟

（湖南宏禹工程集团有限公司，湖南 长沙 410000）

现阶段，我国岩土工程项目建设施工规模正在不断扩张，岩土工程地质勘查工作受到了工程建设单位的高度重视，并且在长时间的发展工作中对于岩土工程地质勘查技术也在不断更新和改进，但是在实际的工作过程中仍然会存在一些问题和不足。原位测试技术在岩土工程地质勘察工作中应用效果非常明显，可以进一步提高岩土工程地质勘察工作质量和效率，可以对岩土工程力学各项性能指标进行准确测定，同时对传统的地质勘查工作存在的弊端和不足进行有效弥补，全面推动我国岩土工程项目建设施工的快速进行。原位测试技术所适用的岩土条件更加宽泛、测试工作效率更高可以满足不同环境下的岩土工程地质勘查工作要求，受到我国各大岩土工程建设单位的广泛应用和重视。

1 原位测试技术在岩土工程地质勘察工作中的应用特点分析

第一，有效测定岩土工程的各项力学性能指标，通过原位测试技术的有效应用，可以实现对特定岩土工程区域范围内的原生态地形条件进行全面测试和分析，并且有效测定岩土工程各项力学性能指标，为后续的地质勘察工作打下良好基础。通过原位测试技术的应用，可以对岩土条件的天然含水量大小、密实度及天然承受能力大小等指标进行分析，并且通过采取更加直观有效的方法，通过岩土工程力学性能指标来加以体现。

第二，第二，原位测的技术在使用过程中具有多方面优势，首先，可以对一些传统测量工作方法无法获取的岩土测量数据进行准确测定，同时还可以有效保证地质勘察工作效率，所获取的地质勘查工作数据更加科学准确。其次，原位测试技术的有效应用，可以防止由于取样工作过程中的不规范而引起数据差异性大的问题，以此来有效避免产生较大的地质勘查数据误差现象。原位测试技术在使用工作过程中影响力相对较广，同时具有较高的代表性。

第三，原位测试技术在实施过程中也存在一定的缺陷和不足，主要表现在各种原位测试工作方案在适用的条件上相对比较单一，同时在一些测试技术方法方面，主要是基于理论体系基础之上，很多测试方法仍然停留在理论层面，无法真正适应实际的岩土工程地质勘察工作要求[1]。

2 原位测试技术的适用条件分析

第一，在测试地质条件构成比较简单，并且试验和实际数据之间存在较大差异性的情况下使用。原位测试技术在实际应用过程中，主要是针对测试工作方法比较简单，同时试验测试和实际情况之间差异较大的工作情况，在一些测试比较简单的岩土地质条件下，通过原位测试技术的应用可以进一步提高测试工作的效率和质量，同时针对试验和实际数据误差较大的情况下，需要通过原位测试技术的合理使用，进一步提高岩土地质勘察工作的整体质量和效率，为相关勘察工作人员提供出更加客观和精确的地质勘查工作参数。

第二，在受力条件比较复杂且计算存在漏洞的工作环境下使用。针对岩土地质条件受力比较复杂、计算存在漏洞以及相关工作人员缺乏专业技能和工作经验的条件下，通过原位测试技术则可以有效弥补其中的不足。因为，岩土条件受力情况相对比较复杂，相比于普通的地质勘察工作而言，在地质勘察技术的应用方面会存在一定的困难，并且在实际的勘查数据精确性上也有所不足，因此需要通过原位测试技术来加以应用。相关技术人员由于缺乏工作经验，通过使用原位测试技术可以进一步缩减工作人员的操作步骤，以此来有效避免技术人员经验不足所带来的影响。针对后续的数据计算过程中容易产生漏洞和误差问题，通过原位测试技术的使用可以通过结构性计算方式，有效保证整个计算工作更加简便，同时所获取的测算数据结果更加精确。

3 岩土工程地质勘察工作中常用的原位测试方法

3.1 静力荷载试验测试法

静力荷载试验测试法是一种比较常用的原位测试工作方法，同时也是岩土工程地质勘查工作中比较常用的测试方法之一。在具体的运用过程中，在模拟建设的场地区范围内开发一定基础深度的试坑结构，同时要保证试坑的各项尺寸符合测试工作要求，在已经开发完成之后的平整试坑底部设置出一个特定形状的承压力板，同时在各项装置安装完成之后，则可以进行后续的试验工作。通过在试坑底部设置好承压板，然后对其进行不断加压或者是通过逐步增加荷载量的方法，有效测定下方地基结构的沉降量情况，有效判断地质条件的稳定性。通过这种测试工作方法，可以有效分析出地质承载能力和受压力变化的对应关系，为土地勘察工作的开展打下良好的基础，静力载荷试验通常情况下在建筑物基础砌置深度的承压层中进行使用[2]。如图1。

图1 静力荷载试验测试法原理

3.2 静力触探试验法

静力触探试验工作方法在工程勘察工作当中的应用范围比较广泛，通过相应机械设备的有效应用可以实现将不同规格的金属探头，通过静压力直接打入到土体当中，同时通过使用传感器设备实现更加直观的分析出土体基础物理性质情况。通过静力触探试验检测工作方法，重要的工作环节在于土层结构的划分，需要有效估算地层结构的各项物理性质，同时对相关地质条件参数进行全面计算和分析，其中静力触探主要适用于粘性土、粉性土、砂性土。如图2。

图2 静力触探试验装置

3.3 标准贯入试验测试法

所谓标准贯入试验检测法是通过采取力量触探方法，使用规定重量的穿心锤进行试验和分析，有效确认恒定的高度并且实现由上而下自由脱落，需要将特定规格的探头直接打入到土体当中，并且在打入过程中需要通过难易程度，有效判断土层的性质以及土层结构的内部实际构成情况。标准贯入试验检测工作过程中，所使用的探头并不是圆形状态，而是属于一种标准规格的椭圆形状态。标准贯入试验检测工作方法，对于专业的技术工作人员来讲，对工作人员的实际工作经验要求相对较高，因此在标准贯入试验工作过程中，需要对工程勘察工作流程进行全面分析和设定，充分发挥出标准贯入试验检测法的工作优势，有效遵循基本的操作准则，保证试验工作的顺利进行，该试验方法通常在砂土、粉土、粘性土层条件下进行使用[3]。

第一，在钻孔过程中需要有效保证实际钻孔高度需要略高于地下水位的标准高度，以此来有效提高岩土勘察工作项目的精确性。第二，需要充分保证随机工作过程中，针对偏心和侧面晃动所产生的问题影响，如果产生偏心或者侧面晃动问题，会对整个工程勘察数据结果产生影响，因此需要避免这一问题的出现。第三，可以通过使用自动脱钩的检测试验方法进行垂直坠落试验。通过自由落锤方法的使用，可以充分保证地层条件、土体的物理结构以及岩土性质测试结果更加科学精确。第四，要充分重视地质勘察等级的变化情况，有效保证岩土地质勘查工作结果的准确性[4]。

3.4 动力触探试验

动力触探试验属于一种岩土工程勘察工作中，比较常用的原位测试工作方法，该投的方法主要是使用一定的落锤重量，将特定尺寸和形状的探头直接打入到土壤当中，并且根据打入的难度系数有效判断土层的具体条件和性质。比如，将锥形探头有效换成管式标准灌入器，落锤质量时用63.5kg，则可以称之为标准灌注试验。动力触探试验具有勘查和测试的双重工作性能，根据穿心锤的质量和实际的提升高度不同，通常使用的落锤质量大小为10kg、63.5kg以及120kg，可以将其分为轻型、重型以及超重型动力触探。对于轻型动力触探试验方法，比较适用于一些粘性土层和粉土层。重型适用于粘土层砂土层，超重型动力初探试验适用于沙土层和卵石层。

3.5 十字板剪切试验

通过十字板剪切试验方法，在原位测试工作中具有非常明显的国际化特点，通过十字板试验检测方法在特定的力度条件下，将十字板加入到被测试的岩土层当中，并且对其施加一定的扭转重力，如图3：通过对土层的剪切破坏方式，有效测定土层内部的化学和物理性质变化情况，通过十字板剪切试验有效判断组成结构的抗剪系数。十字板检测试验方法不但在我国原位测试工作中应用非常普遍，并且在世界上其他国家岩土工程勘察过程中也比较常用，在一些软粘土地层条件中应用比较普遍。

图3 十字板检测法

4 结语

综上所述，原位测试技术在我国岩土工程地质勘查工作中的应用非常普遍，对于岩土地质勘察工作单位而言，在实际工作过程中需要对各种不同类型的原位测试技术加以合理应用，充分发挥出原位测试技术的工作优势，提高岩土工程地质勘察工作效率和稳定性，推动我国岩土工程项目建设施工不断向前发展。