土木工程學(xué)院工程課程匯報(bào)課程：《巖土工程測(cè)試》班級(jí)：專業(yè)：姓名：教師：12月目錄TOC\o"1-2"\h\z\u一、巖土工程測(cè)試的意義概述 1二、巖土工程測(cè)試的作用概述 2三、巖土工程測(cè)試的內(nèi)容概述 23.1、平板荷載試驗(yàn) 33.2、拾字板剪切和旁壓儀試驗(yàn) 33.3、錨桿和土釘測(cè)試 43.4、巖土的滲透性及注漿加固 53.5、靜力觸探試驗(yàn) 73.6、動(dòng)力觸探試驗(yàn) 73.7、巖石力學(xué)參數(shù)測(cè)定 83.8、軟巖及土的流變?cè)囼?yàn) 83.8.1、軟巖的特性與流變特性 83.9、巖土中的應(yīng)力測(cè)量 93.10、超聲波測(cè)試 103.11、樁基檢測(cè)試驗(yàn) 103.12、地基動(dòng)力測(cè)試 113.13、巖體強(qiáng)度試驗(yàn) 123.14、非飽和土測(cè)試 123.15、模型試驗(yàn) 123.16、測(cè)試數(shù)據(jù)的整頓與分析 13巖土工程測(cè)試課程匯報(bào)貴州大學(xué)（貴州路橋集團(tuán)有限企業(yè)）王鎖一、巖土工程測(cè)試的意義概述巖土工程測(cè)試就是對(duì)巖土體的工程悱質(zhì)進(jìn)行觀測(cè)和度量，得到巖土體的多種物理力學(xué)指標(biāo)的試驗(yàn)工作。巖土工程測(cè)試是生產(chǎn)實(shí)踐，也是科學(xué)試驗(yàn)，是獲得感性認(rèn)識(shí)和理性認(rèn)識(shí)的必由之路。毛澤東在《實(shí)踐淪》中說(shuō)過(guò)：“真理的原則只能是社會(huì)的實(shí)踐。實(shí)踐的觀點(diǎn)是辯證唯物論的認(rèn)識(shí)論之第一的和基本的觀點(diǎn)?！彼终f(shuō)：“社會(huì)實(shí)踐的繼續(xù)，使人們?cè)趯?shí)踐中引起感覺(jué)和印象的東西反復(fù)了多次，于是在人們的腦子裏生起了一種認(rèn)識(shí)過(guò)程的突變(即飛躍)，產(chǎn)生了概念?！蓖聊竟こ獭r土工程都是很古老的學(xué)科。初期以土、木、石為材料，都是先有實(shí)踐、試驗(yàn)，後來(lái)才有了材料力學(xué)、構(gòu)造力學(xué)，近代才有了彈性力學(xué)、塑性力學(xué)、土力學(xué)、巖石力學(xué)等。材料屬性必須通過(guò)試驗(yàn)或現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試獲得。土力學(xué)中有試驗(yàn)土力學(xué)，粒徑級(jí)配曲線、e—P曲線、p—S曲線、擊實(shí)曲線都是試驗(yàn)、測(cè)試得到的，庫(kù)侖抗剪強(qiáng)度理論、達(dá)西定律也都是實(shí)踐、試驗(yàn)得到的。土木工程、巖土工程中經(jīng)驗(yàn)、記錄公式諸多，經(jīng)驗(yàn)、記錄更是實(shí)踐的總結(jié)，數(shù)學(xué)上的概率記錄就是在實(shí)踐總結(jié)的基礎(chǔ)上應(yīng)運(yùn)而生的?？萍贾谐Ｓ玫姆捶治龇ǜ怯蓪?shí)踐、試驗(yàn)成果反求材料特性、計(jì)算參數(shù)和深究理論概念。英國(guó)人培根有一句名言“知識(shí)就是力量”。這句話不完整，沒(méi)有提到實(shí)踐的作用。知識(shí)假如不和實(shí)踐相結(jié)合，不能應(yīng)用，就產(chǎn)生不了力量。中國(guó)老百姓有一句俗語(yǔ)叫有本領(lǐng)，本領(lǐng)即能力，即在實(shí)踐中應(yīng)能用知識(shí)來(lái)處理問(wèn)題、發(fā)明效益、提高生產(chǎn)力，這才是活的知識(shí)，才有力量，才算有本領(lǐng)。反之，假如知識(shí)不結(jié)合實(shí)踐，不能應(yīng)用，那就是一種書呆子，沒(méi)有本領(lǐng)。我國(guó)宋代大詩(shī)人陸游說(shuō)過(guò)：“紙上得來(lái)終覺(jué)淺，絕知此事要躬行?！奔埳系脕?lái)即書本知識(shí)，絕知就是真知、會(huì)用，躬行就是實(shí)踐。一名巖土工程師假如不重視實(shí)踐、試驗(yàn)，那是不可思議的，終無(wú)大成就，因此一定要重視試驗(yàn)、實(shí)測(cè)技術(shù)?？偨Y(jié)得到的理論、計(jì)算公式的可靠性怎樣檢查呢？還是實(shí)踐，以此為原則，由實(shí)踐來(lái)檢查、提煉理論。二、巖土工程測(cè)試的作用概述巖土工程理論分析中的多種定理和規(guī)律（如摩爾一庫(kù)侖定律、多種巖土體本構(gòu)模型等）幾乎都是建立在試驗(yàn)分析的基礎(chǔ)之上。理論分析指導(dǎo)工程實(shí)踐，而土工測(cè)試又是理論分析的基礎(chǔ)。因此，在巖土工程中，測(cè)試處在基礎(chǔ)地位。近幾拾年以來(lái)，伴隨經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，工程實(shí)踐中出現(xiàn)了更多更復(fù)雜的巖土工程問(wèn)題，為了處理這些問(wèn)題，一系列新的巖土體理論和工程設(shè)計(jì)措施涌現(xiàn)出來(lái)。這些新的理論和設(shè)計(jì)措施規(guī)定測(cè)試技術(shù)有新的發(fā)展和突破。沒(méi)有先進(jìn)的測(cè)試技術(shù)就得不到新的理論和設(shè)計(jì)措施所需要的精確的巖土體參數(shù)，這些新的理論和設(shè)計(jì)措施就無(wú)法保證工程實(shí)踐精度。因此，現(xiàn)代工程實(shí)踐對(duì)測(cè)試技術(shù)的規(guī)定越來(lái)越高，依賴性也越來(lái)越強(qiáng)。從整體上看，巖土工程測(cè)試可以分為原位測(cè)試和室內(nèi)測(cè)試兩大類。原位測(cè)試可以在最大程度上減少試驗(yàn)前對(duì)巖土體的擾動(dòng)，防止了這些擾動(dòng)也許帶來(lái)的對(duì)試驗(yàn)成果的影響。原位測(cè)試成果可以直接反應(yīng)原位巖土體的物理力學(xué)狀態(tài)，更靠近工程實(shí)踐的實(shí)際狀況。同步，對(duì)于某些難于采樣進(jìn)行室內(nèi)測(cè)試的巖土體（如承受較大固結(jié)壓力的砂層），原位測(cè)試是必需的。不過(guò)進(jìn)行原位測(cè)試，需要的人力、物力和財(cái)力一般都比較大。此外，原位測(cè)試對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)條件比較復(fù)雜（例如邊界條件非常復(fù)雜)，給理論分析計(jì)算帶來(lái)了困難，許多狀況都不得不進(jìn)行某些理想化的假設(shè)才能進(jìn)行計(jì)算分析。而室內(nèi)測(cè)試能進(jìn)行多種理想條件下的控制試驗(yàn)，在一定程度上反而更輕易滿足理論分析計(jì)算的規(guī)定。因此，原位測(cè)試和室內(nèi)測(cè)試具有各自的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，不能互相取代。現(xiàn)代新發(fā)展起來(lái)的測(cè)試設(shè)備和技術(shù)，往往以處理復(fù)雜工程問(wèn)題為目的。因此，儀器構(gòu)造復(fù)雜，操作規(guī)定高，可以理解巖土體材料在多種狀況的變化規(guī)律、考慮常規(guī)試驗(yàn)不能考慮的多種原因。不過(guò)，這些儀器設(shè)備花費(fèi)巨大，并且操作復(fù)雜，不也許普遍應(yīng)用于一般工程實(shí)踐，常規(guī)測(cè)試儀器和技術(shù)仍然是必需的。即便是對(duì)于復(fù)雜的工程實(shí)踐，常規(guī)測(cè)試也是必要的，它是進(jìn)行復(fù)雜測(cè)試的基礎(chǔ)。三、巖土工程測(cè)試的內(nèi)容概述巖土工程測(cè)試的內(nèi)容諸多，《巖土工程測(cè)試》（土木工程碩士系列教材）重要講述一下內(nèi)容。3.1、平板荷載試驗(yàn)原位試驗(yàn)(In-SituFesting)有時(shí)也稱現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)(OntheSpotFesting)，其類型諸多，如靜力觸探、動(dòng)力觸探、平板荷載試驗(yàn)、拾字板剪切試驗(yàn)、旁壓儀試驗(yàn)、大型剪切試驗(yàn)、孔隙水壓力測(cè)試、彈性波速測(cè)試、地應(yīng)力測(cè)試、抽水或注水、壓水試驗(yàn)等。應(yīng)用最廣泛、最常見的還是平板荷載試驗(yàn)(P1ateLoadingTest)，簡(jiǎn)稱PLT試驗(yàn)。平板荷載試驗(yàn)是運(yùn)用彈性力學(xué)半無(wú)限體表面作用集中荷載的沉降計(jì)算公式(布希奈斯克解)，來(lái)確定地基承載力的基本措施。平板荷載試驗(yàn)一般只能反應(yīng)深度為兩倍承壓板寬度范圍內(nèi)的土性特性。試驗(yàn)設(shè)備,平板荷載試驗(yàn)因試驗(yàn)土層(地基)軟硬程度、平板(荷載板或承壓板)面積大小、試驗(yàn)土層深度等不一樣，采用的測(cè)試設(shè)備有多種狀況。整個(gè)試驗(yàn)可分為承壓板、加荷系統(tǒng)、反力系統(tǒng)、觀測(cè)系統(tǒng)四部分。3.2、拾字板剪切和旁壓儀試驗(yàn)拾字板剪切試驗(yàn)全稱為野外拾字板剪切試驗(yàn)，國(guó)際上簡(jiǎn)稱為FVST(FieldVaneShearTest)。拾字板剪切試驗(yàn)是用插入軟粘土中的拾字板頭，以一定的速率旋轉(zhuǎn)，測(cè)出土的抗扭力矩，換算其抗剪強(qiáng)度。這個(gè)抗剪強(qiáng)度相稱于摩擦角時(shí)的粘聚力值。旁壓試驗(yàn)(PressureMeterTest，PMT)來(lái)源于德國(guó)。旁壓試驗(yàn)是運(yùn)用旁壓器對(duì)鉆孔壁施加橫向均勻應(yīng)力，使孔壁土體發(fā)生徑向變形直至破壞，運(yùn)用量測(cè)儀器量測(cè)壓力與徑向變形的關(guān)系推求土力學(xué)參數(shù)的一種原位測(cè)試措施。拾字板剪切試驗(yàn)在國(guó)內(nèi)外運(yùn)用廣泛，該法可以有效地在原位測(cè)定飽和軟粘土的抗剪強(qiáng)度。長(zhǎng)期以來(lái)的實(shí)踐證明，該試驗(yàn)措施有如下長(zhǎng)處：①試驗(yàn)存原位進(jìn)行，不需取試樣；②對(duì)無(wú)法取樣和很難進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)的土，如極軟粘土、巖土接觸面等，可以獲得必要的力學(xué)指標(biāo)；③能更好地反應(yīng)土的構(gòu)造、構(gòu)造特性，如層理、裂隙、結(jié)核和顆粒分布的不均勻性；④試驗(yàn)中的邊界條件（如排水條件、天然受力狀態(tài)等）是實(shí)際的邊界條件；⑤對(duì)于正常固結(jié)的飽和軟粘性土，拾字板試驗(yàn)?zāi)芊磻?yīng)出軟粘性土的天然強(qiáng)度隨深度而增大的規(guī)律，而室內(nèi)試驗(yàn)指標(biāo)成果比較分散。拾字板剪切試驗(yàn)原理：拾字板剪切試驗(yàn)是在鉆孔某深度的軟粘性土中插人規(guī)定形式和尺寸的拾字板頭，施加扭轉(zhuǎn)力矩，使板頭內(nèi)的土體與周圍土體產(chǎn)生相對(duì)扭剪，直至土體破壞，測(cè)出土體抵御扭轉(zhuǎn)的最大力矩，然後根據(jù)力矩的平衡條件，推算出土體抗剪強(qiáng)度。在推算強(qiáng)度時(shí)，作了如下幾點(diǎn)假定：=1\*GB3①剪破面為一圓柱面，圓柱面的直徑與高度分別等于拾字板板頭的寬度D和高度H；=2\*GB3②圓柱面?zhèn)让娴目辜魪?qiáng)度和上下端面上的抗剪強(qiáng)度為均勻分布并相等，即。由于拾字板現(xiàn)場(chǎng)剪切試驗(yàn)為不排水剪切試驗(yàn)。因此其試驗(yàn)成果與無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)成果靠近，飽和軟土在固結(jié)不排水剪切時(shí)，故。拾字板剪切試驗(yàn)推算抗剪強(qiáng)度的公式可以體現(xiàn)為3.3、錨桿和土釘測(cè)試錨桿支護(hù)技術(shù)是20世紀(jì)初由煤礦巷道支護(hù)發(fā)展而來(lái)的，在巖土工程的邊坡穩(wěn)定支護(hù)中已經(jīng)有廣泛應(yīng)用，是比較成熟的技術(shù)?，F(xiàn)代土釘支護(hù)技術(shù)是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來(lái)的，用于土體開挖和保持邊坡穩(wěn)定性的一種新型擋土技術(shù)。錨桿支護(hù)和土釘支護(hù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)可靠，施工迅速簡(jiǎn)易，已在大量工程中得到應(yīng)用。錨桿的錨固原理：與錨桿直接作用的是復(fù)雜多變的巖土體，這給錨桿的力學(xué)行為及錨固用原理的觀測(cè)和研究帶來(lái)了很大的困難。既有的多數(shù)有關(guān)錨桿支護(hù)作用和效果的試驗(yàn)都是在限定條件下和理想化了的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。因此，目前對(duì)錨桿錨固原理理解還不夠深入，但如下幾種錨固作用機(jī)理是得到了工程和理淪界的普遍認(rèn)同的。懸吊作用原理：懸吊作用理論認(rèn)為，錨桿支護(hù)是通過(guò)錨桿將軟弱、松動(dòng)、不穩(wěn)定的巖土體懸吊在深層穩(wěn)定的巖土體上，以防止其離層滑脫。這種作用在地下構(gòu)造錨固工程中，體現(xiàn)得尤為突出。起懸吊作用的錨桿，重要是提供拉力，用以克服滑落巖土體的重力或下滑力，來(lái)維持工程構(gòu)造的穩(wěn)定。組合梁作用原理：組合梁作用是較早提出來(lái)的，也是一般公認(rèn)的支護(hù)作用原理之一。這種原理是把薄層狀巖體當(dāng)作一種梁（簡(jiǎn)支梁或懸臂梁）。在沒(méi)有錨固時(shí)，它們只是簡(jiǎn)樸地疊合在一起。由于層問(wèn)摩擦阻力局限性，在荷載作用下，單個(gè)粱均產(chǎn)隹各自的彎曲變形，上下緣分別處在受壓和受拉狀態(tài)。若用螺栓將它們緊固成組合梁，各層板便互相擠壓，層間摩阻力大為增長(zhǎng)，內(nèi)應(yīng)力和撓度大為減小，于是增長(zhǎng)了組合梁的抗彎強(qiáng)度。當(dāng)把錨桿埋入巖士體一定深度，相稱于將簡(jiǎn)樸疊合的數(shù)層梁變成組合梁，從而提高了地層的承載能力。錨桿提供的錨固力愈大，各巖層間的摩擦阻力愈大，組合梁整體化程度愈高，其強(qiáng)度也愈大。擠壓加固作用原理：蘭格(T.A．Lang)通過(guò)光彈試驗(yàn)證明了錨桿的擠壓加固作用。當(dāng)他在彈性體上安裝具有預(yù)應(yīng)力的錨桿時(shí)，發(fā)目前彈性體內(nèi)便形成以錨桿兩頭為頂點(diǎn)的錐形體壓縮區(qū)，若將錨桿以合適間距排列，使相鄰錨桿的錐形體壓縮區(qū)相重疊，便形成一定厚度的持續(xù)壓縮帶。為闡明錨桿對(duì)破碎地層的支護(hù)作用，國(guó)外的澳大利亞雪山水電站地下工程、國(guó)內(nèi)的冶金建筑研究院等單位曾分別先後用碎石、混凝土碎塊作材料模擬破碎地層，然後錨桿加固，成果發(fā)現(xiàn)加固後的模型承壓能力大大提高。這就闡明，通過(guò)錨桿的加固，雖然毫無(wú)粘結(jié)力的碎石也能被加固成承載能力相稱高的糕體“構(gòu)造”。工程上稱這種現(xiàn)象為擠匿加固作用，類似我國(guó)古代橋梁工程中的鍵(腰鐵、鉸石)對(duì)裂隙巖體的作用。上述錨桿的錨固作用原理在實(shí)際工程中并非孤立存在，往往是幾種作用同步存在并綜合作用，只不過(guò)在不一樣地質(zhì)條件下某種作剛占主導(dǎo)地位罷了。3.4、巖土的滲透性及注漿加固地下水在巖土孔(空)隙中的運(yùn)動(dòng)稱滲流(透)，發(fā)生滲流的區(qū)域稱為滲流場(chǎng)。觀測(cè)井就是敞開口的井，或稱為測(cè)壓井，可以用來(lái)觀測(cè)海水人浸淡水含水層的現(xiàn)象，觀測(cè)地下水的污染狀況等。巖土體中的孔隙水壓力的量測(cè)可以運(yùn)用敞開式測(cè)壓管(觀測(cè)井)或封閉式測(cè)壓計(jì)。壓水試驗(yàn)是測(cè)定巖土體滲透性特性最常用的一種測(cè)試措施。它是靠水柱自重或泵壓力將水壓人到鉆孔內(nèi)巖壁周圍的裂隙中，并以一定條件下單位時(shí)間內(nèi)的吸水量來(lái)表達(dá)巖土體的滲透性。觀測(cè)井包括海水入侵和地下水質(zhì)污染，這是為了環(huán)境保護(hù)，環(huán)境保護(hù)就是保護(hù)人類自身的生存利益。自然環(huán)境的變遷，如沙漠化、水源斷缺，對(duì)森林的破壞，直接影響甚至消滅了人類自身的生存環(huán)境。測(cè)孔隙水壓力意義也很重要。在飽和土中總應(yīng)力由有效應(yīng)力和孔隙水壓力構(gòu)成。在非飽和土中總應(yīng)力包括有效應(yīng)力、孔隙水壓力和孔隙氣壓力。孔隙水壓力和孔隙氣壓力較難測(cè)準(zhǔn)，因而有效應(yīng)力原理的應(yīng)用就受到影響。有效應(yīng)力原理是土力學(xué)理論的重大發(fā)展，它反應(yīng)r巖土工程強(qiáng)度的本質(zhì)。巖土工程計(jì)算中均有誤差，甚至誤差很大，原因當(dāng)然足多方面的，但最重要的原因有兩個(gè)：一種是材料力學(xué)、彈性力學(xué)中均勻、持續(xù)、各向同性的彈性體假定是近似的，不完全符合實(shí)際，另一種是計(jì)贊：參數(shù)洪差大，nf靠性差。可以使計(jì)算參數(shù)測(cè)試提高可靠度，這是個(gè)重要問(wèn)題，足對(duì)崧土力學(xué)的奉獻(xiàn)。巖體和土體的重要區(qū)別是巖體中有多種成因的節(jié)理、裂隙、甚至是裂縫，這些裂隙(縫)的存在嚴(yán)格地說(shuō)使巖體不成為持續(xù)體，這就從主線上動(dòng)搖了材料力學(xué)、彈性力學(xué)，也是巖土力學(xué)的主線假定，因此許多學(xué)者尤其對(duì)巖石(體)力學(xué)問(wèn)題，從損傷力學(xué)，甚至從斷裂力學(xué)角度去研究，就是承認(rèn)巖體不是，至少不是嚴(yán)格的持續(xù)體。但目前，從巖土力學(xué)與工程應(yīng)用方面講，還是材料力學(xué)、彈性力學(xué)基礎(chǔ)。巖體中的壓水、灌漿工程就是要堵塞裂隙、使巖體成持續(xù)體，至少成為近似地持續(xù)體，從主線上改善了巖性，變化了巖體工程測(cè)試的前提條件。也為測(cè)試巖體中界面的接觸應(yīng)力(壓力)、巖體(石)中應(yīng)力(包括構(gòu)造應(yīng)力即地應(yīng)力，工程荷載作用下的附加應(yīng)力)，這些測(cè)試都規(guī)定緊密接觸，接觸良好，只有這樣才能很好的地傳遞應(yīng)力，測(cè)試才能精確。巖體內(nèi)部裂隙被封堵後，成了持續(xù)介質(zhì)，巖體(石)內(nèi)部埋設(shè)儀器、儀表後，所有變形、變位、應(yīng)變、位移才能測(cè)得準(zhǔn)，這就為反分析法提供了基礎(chǔ)條件。反分析法是測(cè)位移、形變、應(yīng)變，在此基礎(chǔ)上去作應(yīng)力、應(yīng)變參數(shù)分析，由于有了應(yīng)力才有應(yīng)變，目前是測(cè)了應(yīng)變，再分析應(yīng)力，應(yīng)變參數(shù)，因此稱為反分析法。在數(shù)學(xué)物理方程中稱逆問(wèn)題。反分析法是一種既老又新的措施，例如西醫(yī)診病，先查問(wèn)癥狀，再分析病理，再用藥；中醫(yī)診病，先望、闖、問(wèn)、切，再分析病理，再用藥，這就是反分析，先查明果，後分析因。又例如測(cè)擋土墻位移、變形，再反演土的抗剪強(qiáng)度。又例如大家所熟知的本構(gòu)關(guān)系，也是反分析，先弄清多種影響原因的作用方向和規(guī)律，再通過(guò)演繹或歸納建立方程，然後再求解方程。巖土的滲透性及測(cè)試應(yīng)用是廣泛的，如野外抽水、基坑降排水、管涌、流沙、地層液化、隔水帷幕、隧道及礦井滲漏水、橋墩圍堰、大壩基礎(chǔ)防滲、水下工程、農(nóng)田澆灌、地面沉降、環(huán)境工程如回灌等都與巖土的滲透性有關(guān)，都要進(jìn)行測(cè)試，有的在大學(xué)階段學(xué)過(guò)，有的在碩士階段工程地質(zhì)裏學(xué)過(guò)。有的太專門化了，只能約略提到，防止反復(fù)。3.5、靜力觸探試驗(yàn)靜力觸探試驗(yàn)(statipenetrationtest)，英文縮寫CPT(conepenetrationtest)。靜力觸探是用仟斤頂或落錘將一根細(xì)長(zhǎng)的金屬桿(直徑19～80mm)壓入或打人地下，用以測(cè)定任意深度處金屬桿的貫人阻力。將其成果繪成圖，橫坐標(biāo)表達(dá)貫人阻力，縱坐標(biāo)表達(dá)貫人深度，這是勘察措施——原位測(cè)試中的重要類型之一。在20世紀(jì)初期的觸探儀是一種頂角為90。的圓錐，放在黏性土上并逐漸加荷，不停貫人，貫人阻力伴隨黏性土強(qiáng)度增大而增大。後來(lái)有了荷蘭圓錐靜力觸探試驗(yàn)，這種圓錐具有60°頂角和直徑：36mm，錐底而積10cm2。。3.6、動(dòng)力觸探試驗(yàn)動(dòng)力觸探（DPT）和原則貫入試驗(yàn)(SPT)都是土工原位測(cè)試的重要措施，它們是運(yùn)用一定的錘擊能量，將帶有探頭的探桿打人土中，按貫入的難易程度來(lái)評(píng)價(jià)土的性質(zhì)，得到經(jīng)驗(yàn)(記錄)公式。原則貫入試驗(yàn)的力學(xué)機(jī)理：原則貫人試驗(yàn)（SPT)與動(dòng)力觸探試驗(yàn)在設(shè)備上的區(qū)別（重型動(dòng)力觸探和原則貫入試驗(yàn)沒(méi)備大同小異）重要是探頭形式和構(gòu)造有差異，因而決定了各自的試驗(yàn)機(jī)理。原則貫人試驗(yàn)的探頭稱貫人器，是由鉆孔取土器轉(zhuǎn)化而來(lái)的開口管狀空心探頭。在貫人過(guò)程中，整個(gè)貫人器對(duì)端部和周圍土體產(chǎn)生擠壓和剪切作用，同步由于貫人器是空心的，將有部分土體擠入，加之是在沖擊作用下工作，其工作細(xì)節(jié)和邊界條件非常復(fù)雜。20世紀(jì)50年代以來(lái)不停有人探討原則貫人試驗(yàn)的力學(xué)機(jī)理，從理論研究方面講，可有三種理論：=1\*GB3①動(dòng)力作用理論；=2\*GB3②用極限平衡理論進(jìn)行研究；=3\*GB3③用波動(dòng)理論進(jìn)行研究。影響動(dòng)力觸探儀精度的原因：=1\*GB2⑴人為使用原因：=1\*GB3①落錘的高度控制和錘擊措施；=2\*GB3②量測(cè)讀數(shù)精度；=3\*GB3③觸探孔垂直程度和探桿長(zhǎng)度；=4\*GB3④在鉆孔中進(jìn)行觸探時(shí)鉆孔的護(hù)壁和清孔狀況。=2\*GB2⑵設(shè)備自身的影響原因：=1\*GB3①穿心錘的形狀和質(zhì)量；=2\*GB3②探頭的形狀和大?。?3\*GB3③觸探桿的截面尺寸、長(zhǎng)度和質(zhì)量；=4\*GB3④導(dǎo)向錘座的構(gòu)造及尺寸。=3\*GB2⑶土質(zhì)與工程環(huán)境：=1\*GB3①土的性質(zhì)，如密度、含水量、顆粒構(gòu)造、壓縮性、超固結(jié)狀態(tài)、抗剪強(qiáng)度等；=2\*GB3②觸探深度，包括觸探桿長(zhǎng)度和探桿側(cè)壁摩擦。觸探深度在12～15m以內(nèi)時(shí)，可忽視探桿側(cè)壁摩阻力，也不用泥漿護(hù)壁。探桿長(zhǎng)度有明顯影響，對(duì)錘擊數(shù)需要修正；=3\*GB3③地下水的影響。在粘性土中試驗(yàn)，地下水的影響大；在砂土中試驗(yàn)．地下水影響小。3.7、巖石力學(xué)參數(shù)測(cè)定巖石的力學(xué)性質(zhì)，巖石和巖體，無(wú)論是干燥的還是飽和的，在大多數(shù)工程荷載作用下，均體現(xiàn)為彈性體或近似彈性體。巖石尤其是巖體內(nèi)部，必然有節(jié)理、裂隙、構(gòu)造面、軟弱夾層等。這些構(gòu)造面、軟弱夾層，其物質(zhì)成分、微觀構(gòu)造、力學(xué)性質(zhì)都比較復(fù)雜，其力學(xué)性質(zhì)也許屬于非線性彈性、彈塑性或粘彈性等。對(duì)于構(gòu)造面和軟弱夾層而言，它們含水狀況與否飽和，作用力方向和構(gòu)造面、軟弱夾層的展布方向是垂直還是平行或者傾斜，影響很大、差異明顯、工程效果大不相似。由于巖石、巖體本構(gòu)關(guān)系的多樣性、復(fù)雜性及不確定性，這裏只研究巖石、巖體作為彈性體、近似彈性體的狀況。3.8、軟巖及土的流變?cè)囼?yàn)軟巖及土的流變性包括彈性後效、流動(dòng)、構(gòu)造面的閉合和滑移變形等。伴隨巖土工程的發(fā)展，流變已成為工程實(shí)踐中常碰到的問(wèn)題，也是導(dǎo)致事故的重要原因之一。巖土體流動(dòng)變形展現(xiàn)出了大量的、具有不一樣特性的流動(dòng)變形和破裂現(xiàn)象一，通過(guò)測(cè)試技術(shù)，研究這些現(xiàn)象便于理解巖土體變形程度、發(fā)生原因、發(fā)展趨勢(shì)及最終狀態(tài)，由此采用適時(shí)有效的工程對(duì)策。3.8.1、軟巖的特性與流變特性軟巖的基本特性是強(qiáng)度低，孔隙率高，重度小，滲水、吸水性好，易風(fēng)化，易崩解，具有明顯的膨脹性和明顯的時(shí)效特性。作為工程材料，其穩(wěn)定性差。由于巖體開挖後出現(xiàn)持續(xù)變形，對(duì)于不穩(wěn)定巖石包括泥質(zhì)夾層節(jié)理弱面等，往往有流變性、粘彈性、粘彈塑性等。流變性又稱粘性(Viscosity)，是指物體受力變形過(guò)程與時(shí)間有關(guān)的變形性質(zhì)。軟巖流變的一種重要特性是其強(qiáng)度隨時(shí)間的延長(zhǎng)而減少。軟巖的流變性包括彈性後效、流動(dòng)、構(gòu)造面的閉合和滑移變形。，彈性後效是一種延遲發(fā)生的彈性變形和彈性恢復(fù)。由于加荷剛繼瞬時(shí)的彈性變形產(chǎn)生之後，仍有部分變形隨時(shí)間增長(zhǎng)而產(chǎn)生，由于這部分變形屬于可恢復(fù)的，且在恢復(fù)時(shí)亦需要一定的時(shí)間，因此，這部分變形仍屬于彈性變形范圍，當(dāng)外力卸除後最終不留下永久變形。流動(dòng)又可分為粘性流動(dòng)和塑性流動(dòng)，它是一種隨時(shí)間延續(xù)而發(fā)生的塑性變形（永久變形），其中粘性流動(dòng)足指在較小外力作用下發(fā)生的塑性變形（永久變形），塑性流動(dòng)是指外力到達(dá)屈服極限值後才開始發(fā)生的塑性變形。閉合和滑移是巖體中構(gòu)造面的壓縮變形和構(gòu)造面問(wèn)的錯(cuò)動(dòng)，也屬塑性變形。工程巖體流變性狀及其多樣性、易變性顯得比較復(fù)雜。不一樣成因類型的軟巖、不一樣構(gòu)造構(gòu)造的軟弱層，其流變性體現(xiàn)程度是不一樣的。花崗巖風(fēng)化形成的軟巖，流變變形一般較小，阻尼變形持續(xù)時(shí)間較短，變形很快趨向穩(wěn)定；泥質(zhì)砂巖變形增長(zhǎng)較快，變形量值也較大；粘土巖與頁(yè)巖以及軟弱夾層的流變特性非常明顯，故對(duì)其流變性進(jìn)行研究有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。軟巖的流變規(guī)律是很復(fù)雜的，它和膨脹、崩解同樣給軟巖工程帶來(lái)極大的危害。地下洞室圍巖的失穩(wěn)往往是流變、膨脹和崩解的綜合效應(yīng)。很難辨別何種效應(yīng)起主導(dǎo)作用。軟巖的流變力學(xué)特性重要包括四方面：①蠕變，在恒定麻力的條件下，變形隨時(shí)間逐漸增長(zhǎng)的現(xiàn)象；②應(yīng)力松弛，當(dāng)應(yīng)變保持一定期，應(yīng)力隨時(shí)間逐漸減小的現(xiàn)象；③流動(dòng)特性，時(shí)間一定期，應(yīng)變速率與戊力大小的關(guān)系；④長(zhǎng)期強(qiáng)度，在長(zhǎng)期荷載持續(xù)作用下軟巖的強(qiáng)度。3.9、巖土中的應(yīng)力測(cè)量土體中的應(yīng)力測(cè)量一般采用壓力盒裝置（常用的有鋼弦式土壓力盒），測(cè)量時(shí)必須保證儀器埋設(shè)處的土體可以近似認(rèn)為是彈性均勻持續(xù)介質(zhì)。地應(yīng)力的研究和測(cè)試措施有：巖體表面應(yīng)力測(cè)量技術(shù)、淺鉆孔應(yīng)力解除技術(shù)、深鉆孔地應(yīng)力測(cè)量技術(shù)、水壓裂法地應(yīng)力測(cè)量技術(shù)和聲發(fā)射法地應(yīng)力測(cè)量技術(shù)等。土中應(yīng)力測(cè)量分為兩種類型，一類是在界面處的應(yīng)力稱為接觸應(yīng)力，如基礎(chǔ)底面、擋土墻背處(包括深基坑支撐和土層的接觸面處)、地下洞室襯砌外側(cè)、樁端界面處、雙層地基界面處，深埋管道底部或外側(cè)，這些都是在兩種材料的界面處。另一類是在土體內(nèi)部，如地基內(nèi)部、邊坡體內(nèi)部，尚有厚襯砌內(nèi)部、地下持續(xù)墻內(nèi)部（嚴(yán)格說(shuō)，後兩種狀況不是土中應(yīng)力）。測(cè)土中應(yīng)力有一種基本規(guī)定，這就是規(guī)定介質(zhì)是持續(xù)介質(zhì)，也就是說(shuō)儀器埋設(shè)處應(yīng)是持續(xù)介質(zhì)，并且儀器埋設(shè)處要有代表性。這就規(guī)定不管界面還是土體內(nèi)部，不應(yīng)當(dāng)處在非均勻狀態(tài)或是有孔洞或有應(yīng)力集中現(xiàn)象。如在巖體中測(cè)試最佳通過(guò)灌漿填塞，封堵各式各樣、大大小小的裂隙，使之成為持續(xù)介質(zhì)，起碼近似于彈性持續(xù)介質(zhì)。在土體中測(cè)試時(shí)，規(guī)定通過(guò)手工操作使土體，至少使儀器埋設(shè)處成為彈性、均勻持續(xù)介質(zhì)。這才符合材料力學(xué)、彈性力學(xué)的基本假定，具有測(cè)試對(duì)的性的基本前提。3.10、超聲波測(cè)試聲波測(cè)試技術(shù)是一種現(xiàn)代物理技術(shù)，該技術(shù)重要是應(yīng)用聲學(xué)原理，采用聲電轉(zhuǎn)換技術(shù)，根據(jù)彈性波理論，運(yùn)用波速這一參數(shù)，結(jié)合波幅、波頻、波形等特性，反應(yīng)介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的力學(xué)特性，獲得工程地質(zhì)與室內(nèi)試樣的物理力學(xué)特性。聲波測(cè)試技術(shù)是一種現(xiàn)代物理技術(shù)，重要是應(yīng)用聲學(xué)原理，采用聲電轉(zhuǎn)換技術(shù)，根據(jù)彈性波理論，運(yùn)用波速這一參數(shù)，結(jié)合波幅、波頻、波形等特性，來(lái)反應(yīng)介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的力學(xué)特性，獲得工程地質(zhì)與室內(nèi)試樣的物理力學(xué)特性。聲波測(cè)試分室內(nèi)與室外兩種。室內(nèi)重要是測(cè)定巖土試樣的聲波波速，用來(lái)計(jì)算巖土試樣的物理力學(xué)參數(shù)；室外重要是在工程現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)原位測(cè)試，用彈性波波速來(lái)對(duì)地質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，尤其是巖體的完整性與穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。概括起來(lái)，聲波測(cè)試技術(shù)可以處理如下幾方面的問(wèn)題：=1\*GB3①巖石(土)試樣的物理力學(xué)性質(zhì)的測(cè)定和估算，如動(dòng)彈性模量、泊松比等；=2\*GB3②運(yùn)用聲波參數(shù)結(jié)合地質(zhì)原因，對(duì)工程地質(zhì)進(jìn)行分類、分級(jí)；=3\*GB3③運(yùn)用聲波探測(cè)技術(shù)評(píng)價(jià)地下工程圍巖的穩(wěn)定性，包括圍巖松弛帶范圍的測(cè)定和圍巖穩(wěn)定性的定期觀測(cè)；=4\*GB3④運(yùn)用聲波測(cè)井技術(shù)，進(jìn)行工程地質(zhì)勘探鉆孔及孔間地質(zhì)剖面分層，確定風(fēng)化層厚度，為設(shè)計(jì)開挖及處理提供根據(jù)；=5\*GB3⑤巖體中存在缺陷，如構(gòu)造斷裂、巖溶洞穴的位置和走向及規(guī)模，張開裂隙的延伸方向和長(zhǎng)度的探測(cè)；=6\*GB3⑥工程巖體施工及加固效果的檢測(cè)，如爆破、噴錨支護(hù)、補(bǔ)強(qiáng)灌漿的質(zhì)量檢查等。3.11、樁基檢測(cè)試驗(yàn)樁是設(shè)置在地層中的豎直或傾斜的基礎(chǔ)支承構(gòu)件。樁基檢測(cè)的目的重要有兩個(gè)：第一種目的是為樁基的設(shè)計(jì)提供合理的根據(jù)。該目的是通過(guò)在建筑現(xiàn)場(chǎng)的試樁上進(jìn)行測(cè)試來(lái)實(shí)現(xiàn)的。第二個(gè)目的是檢查工程樁的施：[質(zhì)量，與否可以滿足設(shè)計(jì)或建(構(gòu))筑物對(duì)樁基承載力的規(guī)定。該目的是通過(guò)對(duì)工程樁進(jìn)行抽樣測(cè)試來(lái)實(shí)現(xiàn)的。樁基檢測(cè)的目的重要有兩個(gè)：一是為樁基的設(shè)計(jì)提供合理的根據(jù)，該目的是通過(guò)在建筑現(xiàn)場(chǎng)的試樁上實(shí)現(xiàn)的；二是檢查工程樁的施工質(zhì)量，與否能滿足設(shè)計(jì)或建(構(gòu))筑物對(duì)樁基承載能力的規(guī)定，該目的是通過(guò)對(duì)工程樁抽樣檢測(cè)來(lái)到達(dá)的。對(duì)樁基檢測(cè)的基本規(guī)定重要有兩項(xiàng)：一是樁的平面位置與幾何尺寸；二是樁的完整性與承載能力。重要簡(jiǎn)介單樁的完整性與承載能力的檢測(cè)技術(shù)與措施。單樁承載力檢測(cè)內(nèi)容包括樁的垂直承載力、水平承載力與抗拔承載力，它取決于樁周(端)介質(zhì)對(duì)樁的支承阻力以及樁身材料的強(qiáng)度。單樁完整性反應(yīng)了樁身截面尺寸變化、樁身材料密實(shí)度和持續(xù)性的綜合性指標(biāo)。檢測(cè)參數(shù)包括樁身鋼筋混凝土波速、密實(shí)度，樁身截面尺寸變化，樁身缺陷位置、缺陷形式、缺陷程度，推算樁長(zhǎng)及估算鋼筋混凝土強(qiáng)度等級(jí)等。樁基檢測(cè)技術(shù)措施分靜載試驗(yàn)與動(dòng)測(cè)試驗(yàn)兩種。3.12、地基動(dòng)力測(cè)試在巖土工程中，巖土體受到動(dòng)力作用(地震、風(fēng)振、浪振、機(jī)器振動(dòng)以及爆炸爆破、高速流體和陸地高速重型運(yùn)載工具等所產(chǎn)生的動(dòng)應(yīng)力等)的狀況是非常普遍的。巖土體在動(dòng)力作用下的反應(yīng)和動(dòng)力參數(shù)通過(guò)動(dòng)力測(cè)試獲得。常用的巖土體室內(nèi)動(dòng)力測(cè)試技術(shù)有：動(dòng)三軸試驗(yàn)、動(dòng)單剪試驗(yàn)、振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)和共振桂試驗(yàn)。土的動(dòng)力性質(zhì)是指其在多種動(dòng)力作用下直接或間接體現(xiàn)出來(lái)的某種反應(yīng)和效應(yīng)，從巖土工程觀點(diǎn)來(lái)看，動(dòng)力是指地震、風(fēng)振、浪振、機(jī)器(鍛錘、透平機(jī)、破碎機(jī)等)振動(dòng)，以及爆炸、爆破、高速流體通道和陸地重型高速運(yùn)載工具等所產(chǎn)生的動(dòng)應(yīng)力。可見，巖土體在各類土建工程中受到動(dòng)力作用的狀況是極其普遍的。土的動(dòng)力測(cè)試的目的分為三個(gè)方面：①土的基本動(dòng)力參數(shù)的測(cè)定，如動(dòng)彈性模量、動(dòng)剪切模量、泊松比、動(dòng)阻尼以及土體中波的傳播速度等；②土體的動(dòng)力反應(yīng)試驗(yàn)．如飽和低塑性土的振動(dòng)液化試驗(yàn)和衰減試驗(yàn)等；③土體構(gòu)造受振條件下的原型觀測(cè)，如多種動(dòng)力作用下土體振動(dòng)性狀的實(shí)際觀測(cè)等。就其測(cè)試條件又可分為四類：①室內(nèi)試驗(yàn)；②現(xiàn)場(chǎng)模擬試驗(yàn)；③原位試驗(yàn)；④原型觀測(cè)。由于動(dòng)力試驗(yàn)條件的復(fù)雜性，一般一項(xiàng)動(dòng)力參數(shù)可以通過(guò)多種試驗(yàn)措施測(cè)求。因此在設(shè)計(jì)土的動(dòng)力試驗(yàn)或選用某項(xiàng)試驗(yàn)設(shè)備時(shí)．應(yīng)首先考慮試驗(yàn)條件的相似性和設(shè)備功能的多重性，以及試驗(yàn)成果的針對(duì)性。動(dòng)三軸試驗(yàn)原理：動(dòng)三軸試驗(yàn)是從靜三軸試驗(yàn)發(fā)展而來(lái)的，通過(guò)對(duì)試樣施加模擬的動(dòng)土應(yīng)力。同步測(cè)求試樣在承受動(dòng)荷載作用下所體現(xiàn)出的動(dòng)態(tài)反應(yīng)。這種反應(yīng)是多方面的，最基本和最重要的是動(dòng)應(yīng)力(或動(dòng)主應(yīng)力比)與對(duì)應(yīng)的動(dòng)應(yīng)變的關(guān)系和動(dòng)應(yīng)力與對(duì)應(yīng)的孔隙水壓力的變化關(guān)系。根據(jù)應(yīng)力、應(yīng)變及孔壓這三種指標(biāo)的互相關(guān)系，可以推求出土的各項(xiàng)動(dòng)彈性參數(shù)及粘彈性參數(shù)，以及土樣在模擬某種實(shí)際振動(dòng)的動(dòng)應(yīng)力作用下所產(chǎn)生的性狀。3.13、巖體強(qiáng)度試驗(yàn)巖體是賦存于一定地質(zhì)環(huán)境中的復(fù)雜地質(zhì)體，一般由巖石(構(gòu)造體)和多種各樣的軟弱構(gòu)造面組合而成。因此，巖體強(qiáng)度不僅與構(gòu)成巖體的巖石力學(xué)性質(zhì)有關(guān)，并且與這些軟弱構(gòu)造面的物質(zhì)構(gòu)成、發(fā)育程度、組合類型及力學(xué)性質(zhì)等有著很大的聯(lián)絡(luò)。許多工程實(shí)踐表明，構(gòu)造面的存在大大減弱了．巖體整體強(qiáng)度，導(dǎo)致巖體穩(wěn)定性減少。工程實(shí)踐需要以巖體為對(duì)象的室內(nèi)測(cè)試技術(shù)和原位測(cè)試技術(shù)來(lái)分析評(píng)價(jià)巖體強(qiáng)度和穩(wěn)定性。3.14、非飽和土測(cè)試相對(duì)于飽和土力學(xué)而言，非飽和土力學(xué)的研