静力触探在工程地质勘察的应用

杨振杰

摘要：近年来，静力触探在工程地质勘察应用中受到业界的广泛认可，对相关课题的研究具有重要意义。本文介绍了静力触探的工作原理，对静力触探的适用条件和特点进行了分析，并结合相关实际经验，对地质剖面和地层结构进行了划分，定义了土层的承载力。以静力触探应用的主要研究背景进行了分析讨论，通过理论与实践相结合的方法，列举了在工程地质调查工作中常见的静力触探应用方向，供有关人员参考。

关键词：静力触探；工程地质；勘察；地层结构

1、引言

作为工程地质调查的一个重要方面，静力触探的应用占有极其重要的地位。 本课题的研究将进一步完善静力触探应用的分析与应用方向，通过合理化措施和方法，进一步优化工程地质调查工作的最终效果。

2、静力触探工作原理

静力触探是一种现场测试手段，它是勘探和测试结合的工程勘探手段。基本原理是通过静力将探头压入土壤中，探头感受到的压力与土壤的强度有关，土壤强度较高，探针上的压力就越大。探头传感器将接地电阻转换为电信号，并通过仪表进行测量。静力触探技术采用胡克定理、阻力定律和电桥原理。探头传感器受到应力后会变形，在材料能承受的弹性范围内，应力与接地电阻的大小成正比，与传感器横截面成反比。阻力定律表明应变片的阻力与应变片的长度有关。通过阻力定律，钢材的变形程度可转变为电量的变化，通过桥接电路进行放大，可以测量土地和其他指标的强度。

静力触探是一种有效的间接勘探方法，不能直接获得地层的岩石性质。在某些情况下，测量曲线存在多种测量结果。需要配合已知的数据资料和对工程勘探场地进行钻探取样来提高勘探结果的质量。

3、静力触探的适用条件及特点

3.1静力触探的适用条件

静力触探测试主要用于测试粘土、粉质土等。例如，公路桥梁工程的静力触探试验适用于地面约50 m处的土层，特别是地层变化较大、较为复杂的地区，使用静力触探进行工程测量更为准确。

3.2静力触探的特点

静力触探是一种现场测试方法，也是一种探索方法。与通常的勘探手段相比，它具有一定的优势，具有快速、精确、经济等特点。另外，在桩基础工程勘察过程中，静力触探也可以准确地确定桩端承载层的特性。

4、静力触探在工程地质勘察中的应用

4.1确定地质剖面

工程地质的分层及其地质剖面的确定，可以在很大程度上影响设计结果的优劣，对于地质基础设计工作的顺利开展以及确定地质剖面具有不可替代的重要性。 在对基础土壤进行分层时，工作人员应将区域地质条件作为划分的主要依据，将具有相似或相同地质条件的基础土壤划分为同一地质层。工程地质分层工作的实质是以工程性质和地质为基础的展开的综合分层工作。

在选择勘察方法的过程中，工作人员应避免采用以钻探取样为代表的间歇性调查方法。这是因为这样的调查方法往往不能保证获得的测试剖面的连续性，也就是无法保证地质分层结果的科学性。操作人员可以选择尽可能缩短采样间隔，这样可以提高分层结果的科学性，但会增加勘察成本。因此，尽管影响静力触探测试结果的因素很多，如地基土的组成和结构、探测器的尺寸和形状等，但是通过连续测试可以成功获得地质剖面的科学性结果。静力触探勘探方法可以在很大程度上弥补钻探工作的不足，保证勘察工作的顺利开展。

4.2对地层结构进行划分

项目地质勘察对于项目的建设非常重要，静力触探是最重要的测量方法之一。根据工程地质调查经验，工程地质勘察中最好的测试方法是静力触探，通过这种简单的原位测量手段可以准确获得项目所需的参数。在勘察工作中，主要用于地层的划分和土层的承载力计算。总之，静力触探对项目地质勘察工作具有重要的作用，具有高效、节能、简便、环保的特点，在项目实施过程中应用该方法是绝对必要的。同时，对工程项目进行地质勘察，质量和安全保证也是非常必要的。下面对静力触探在地层划分中的应用方法进行分析。

第一，通过对静力触探结果进行分层。我国是一个地域辽阔、地质和土壤分层复杂的国家，在不同地区具有不同的特点，静力触探由于其广泛的探测能力而应用广泛。但对砂砾和砂土等有一定的局限性，例如静力触探不能探测岩石的分层结构。因此，尽管静力触探在工程地质勘察中存在一定局限性，在项目实施过程中引入该技术进行勘察是绝对必要的，但是对场区地层进行钻探取样测试也是不可忽略的。

第二，由于受自然环境的影响，根据静力触探结构划分地层，地层内部结构在不同地区存在不同程度的差异。因此在对地质进行分层时，应注意软土与硬土之间的过渡，并注意静力触探测量曲线出现的顺序。在勘察过程中应考虑全面和多层次的地质因素，这样才能合理划分地层结构，防止出现测量误差。静态勘探应该因其高度的准确性和较强的科学技术能力而有效地开展地质勘探工作。因此，引进这项勘察技术是绝对必要的。同时，地质勘察对于项目的质量和安全也是必要的。

第三，根据静力触探的摩擦阻力比来进行地层划分，不同地区的不同地质因素造成的地层结构是不同。应该注意的是，在地质勘察过程中，不同的地理区域受到的外力的影响也是不同的，或者由于其内部因素不一样，所得到的静力触探端阻力和侧壁摩擦力也不同。因此，可通过分析锥端阻力与侧壁摩擦力之间的关系或两种内在因素之间的比例关系来划分相应的地质。根据静力触探的研究结果，可以快速確定被研究土层的性质和相应的力学变化规律。

4.3通过静力触探的结果确定土层承载力

在实际项目实施中，如果要准确确定某一地层的承载能力或进行详细的勘察，只依靠静力触探的勘察结果是不够的，有必要将静力触探调查结果与土层现有的荷载值进行比较。从实际结果出发，将合理的计算公式与分析统计的各个方面结合起来，弥补单一勘察手段的缺陷和局限性。因此，介绍这项勘察是绝对必要的。同时，还需要对工程质量和安全进行地质控制。

作为一种现场测量手段，通常不能直接将静力触探试验得到的试验结果直接用于确定基础土的相应允许承载力的计算过程中。在此阶段，国内对地基土的容许承载力的估算过程中，常用的方法是将荷载试验的结果与静力触探试验的结果进行比较，然后通过分析制定相应的公式，用于计算允许的承载力。因此，对于不同的地区，相应的公式会有一些细微的差异。为了对地基土的物理力学性能进行科学客观的评价，工作人员有必要获得与施工区域对应的地基土的各种参数，然后根据其岩性选择合理的公式计算参数的变异系数、标准值和平均值，在此基础上进行工程地质评价工作。

4.4通过静力触探探测出活断层地质软弱带的分布情况

活断层是一种特殊的断层结构，这意味着它们以前一直处于活动状态，并且在将来也可能活动频繁。由于活动断层带的运动相对频繁，所以一般情况下，活动断裂带也会产生地震带。我国的地震多发生在西部山区，活动断层大多发生在西部山区。地震对地区和工程项目的影响是毁灭性的。因此，在项目施工期间进行相应的地质勘察，以避免在活动断裂带建设大型或重要建筑物，给人民生命财产造成不可估量的损失。

5、结束语

静力触探是工程地质原位测量手段中最好的测试方法之一。它可以同时获得各种工程地质参数，可以为该地区地基土的工程地质提供更客观、更全面的科学评价。该应用可以显着提高测量工作的效率，同时也是一种节能环保的地质测量手段。

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