岩土工程勘察中的岩土室内试验技术及其应用

陈清圳

摘  要：岩土勘察的目的旨在探明岩土层的均匀性、地层结构、成因以及特殊性岩土性质，特别要查明岩土力学性质、坚硬底层分布以及基础下卧软弱层分布，评价地基的稳定性以及地基岩土层的工程特性。文章重点分析了岩土室内试验技术，并且对其应用进行了简要说明。

关键词：岩体勘察;室内试验;应用

中图分类号：TU411    文献标识码：A      文章编号：1006-8937（2016）03-0042-01

从一定程度上来说，岩土工程勘察是施工和设计的基础，并且依据不同的勘察阶段要求，进而反应出岩土体性态和工程地质条件的影响，结合地基处理、施工条件以及工程设计等要求对技术予以评价和论证，提交问题的解决办法，保证工程建设质量。

1  选取测试样品的标准

 进行岩土工程勘察时，合理选取岩土测试样品能够对岩土层工程性状的反应程度予以提高，从而加强数据的精准性，所以，选取岩土测试样品时必须保持样品原状，从而保证检验结果的有效性及可靠性。具体的样品要求如下：

 ①测试样品需要具备一定的代表性，并且可以反映出岩土层工程性状、位置以及土质等特性，具备较高的代表性。

 ②测试样品进行取样的时候，必须保证其原有性质不发生变化，且含水率、自身结构和样品选取前不发生扰动。假如存在扰动现象，则必须要重新进行测试样品选取，确保测试结果与天然岩土体的工程性状完全符合，强化检验数据的精准性。

 ③测定岩土样品的各项参数时，必须要在天然的状态下进行，并且严格控制外界因素，避免对岩土测试样品造成扰动，确保测试样品的天然状态性质不发生变化。

 ④合理选取产品的数据和规格，根据岩土工程勘测的各项要求，合理设置试验所需要的各种参数，确保样本能够满足检验过程中的需求。在检验时，要求土常规试验的土体长度在 200 mm左右，直径在70 mm以上，进行岩石单轴抗压强度的试验时，要求样本检验数量在3～6块之间，且标准为φ100 mm×50 mm试件，检验特殊检验项目过程中，特殊项目的岩土测试样品标准需要根据样品本身颗粒最大直径、试验方法、试验仪器等决定。

 比如，进行岩土三轴或抗剪试验时，控制样品数量在10～15件左右，且样品规格标准为φ100 mm×50 mm。进行抗剪试验时，控制样品数量在8～12件左右，且样品规格标准为       φ50 mm×50 mm×50 mm。控制样品高度为其直径的2～2.5左右，在检验时，同时在不同压力条件下检测3～4个时间，并且明确φ和C的值。

2  岩土试验

 岩土试验主要包括岩体原位观测、岩体应力测试、岩体强度测验、岩体变形试验以及岩块试验。在室内试验中，需要测定岩块的点荷载强度、直剪强度、抗拉强度、三轴压缩强度、单轴压缩变形、单轴抗压强度、耐崩解性、膨胀性、吸水性、块体密度、颗粒密度以及含水率。其中，最关键的试验便是单轴抗压强度试验，单轴抗压强度即试样受到单向压力直到破坏，其单位面积的最大压应力。根据含水状态的差异性，通常分为饱和抗压强度以及天然抗压强度，岩石单轴抗压强度主要用于描述岩性并且分级岩体强度。饱和抗压强度将强度等级细致的分为极软岩、软岩、较软岩、较硬岩以及坚硬岩五种。

3  木工试验

 土的种类主要包括一般土和特殊土两种，其中，一般土根据粒组的不同含量分为三类：细粒土、粗粒土以及巨粒土，本文的室内土工试验主要针对的细粒土，按照大类分配可以将其分为土的力学性质指标、土的物理状态指标以及土的物理性质指标。

3.1  力学性质指标

 目前，土的力学性质指标比较常用的有：无侧限抗压强度、回弹模量、承载比、抗剪强度指标、固结系数、压缩指数、压缩系数等，土的力学性质通常应用于和强度相关的工程，此类工程当前存在的问题有三方面：首先土工构筑物以土为主体，会存在稳定性问题，比如挖方边坡以及路堤、土坝等。其次，工程构筑物以土为环境，会存在土压力问题，比如地下结构以及土墙等，其强度破坏会对墙体产生较高的侧向压力，容易促使工程建筑物存在倾覆、滑动等事故。最后是工程构筑物以土为地基，会存在承载力问题，比如局部剪坏区过大或不均导致的地基变形以及地基土体的整体滑动，均会破坏体工程的上部结构，并且滋生安全事故。因此，土的强度问题将是土工验算和设计的重要计算指标和理论依据。其中，比较重要的项目便是压缩试验，是测试土体一维变形特性的办法，当然更是较为特殊的试验项目，为预算地基沉降提供了关键参数。

3.2  物理状态指标

 目前，土常见的物理状态指标主要包括相对密度、液性指数、塑性指数、塑限含水率以及液限含水率，其中，细粒土因含水率的差异将导致其状态也不尽相同，如果塑限含水率高则说明土中的胶体黏粒含量较高，也说明黏土中可能含有高活性的胶体黏粒以及蒙脱石。对工程而言，有价值的莫过于缩限、塑限以及液限，能够清晰的表明土的力学特性。液限代表土可塑状态含水率的上限，塑限代表土可塑状态含水率的下限，一旦土的含水率低于缩限，那么一旦水分蒸发，土的体积则不会缩小。从一定程度上来说，土从粘滞流动状态转变为可塑状态，再转变为半固体状态，其直观和性质均是渐变变化的，所以，在二者间明确界限具备一定的随意性。我国测土的液限含水率通常应用圆锥仪法，测土的塑限含水率应用搓条法，同时测土的液限和塑限含水率则应用联合法。

3.3  物理性质指标

 从某种意义上来说，土的物力性质指标不仅仅应用于工程性质特征描述，更有十分重要的应用价值。在进行工程检验以及工程设计过程中，土的物理性质指标主要包括九个方面，即饱和度、孔隙率、孔隙比、含水率、浮密度、饱和密度、土颗粒比重、湿密度、干密度，试验室能够直接测量土的含水率、土的比重以及土的密度数值，属于土非常基本的物理指标，其余指标均可换算。

4  腐蚀性试验

 水和土均会对建筑材料造成腐蚀，进而危害建筑的质量，所以，必须有充分的资料以及试验验证，确定工程现场的地表水和地下水不会对建筑材料产生腐蚀，则可以不进行取样评价其腐蚀性，否则，必须要取水和土的试样，并且进行试验。水对混凝土结构产生的腐蚀性的测试项目主要包括以下几个方面：总矿化度、OH-、NH4+、游离CO2、侵蚀性CO2、CO32-、HCO3-、SO42-、Cl-、Mg2+、Ca2+、pH值。土对混凝土结构产生的腐蚀性的测试项目主要包括以下几个方面：CO32-、HCO3-、SO42-、Cl-、Mg2+、Ca2+、pH值。土对钢结构产生的腐蚀性的测试项目主要包括以下几个方面：质量损失、电阻率、极化电流密度、氧化还原电信、pH值。通过试验结果分析可知，将建筑材料中水和土的腐蚀性进行等级区分，包括强、中、弱、微。

5  结  语

 综上所述，岩土工程勘察中的岩土室内试验技术，其应用的质量好坏将直接影响到工程建设项目的安全性和经济性，并且对工程勘察报告的精准性也会产生影响，所以在一定程度上会决定工程建筑的发展，在岩土室内试验过程中，相关人员必须要合理选取检验指标，控制室内试验质量，发生问题及时处理，提高整体检验的质量和效果。

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