巖土工程測試技術(shù)課件-第一章ppt

巖土工工程測測試技技術(shù)任建喜喜年年延凱凱谷谷拴成成于于濂洪洪郅郅彬彬武漢理理工大大學(xué)出出版社社20091緒論1.1巖土工工程測測試的的意義義和內(nèi)內(nèi)容1.2巖土工工程測測試技技術(shù)發(fā)發(fā)展現(xiàn)現(xiàn)狀1.1巖土工工程測測試的的意義義和內(nèi)內(nèi)容1.1.1巖土工工程測測試的的意義義巖土工工程測測試就就是對對巖土土體的的工程程性質(zhì)質(zhì)進行行觀測測和度度量，，得到到巖土土體的的各種種物理理力學(xué)學(xué)指標(biāo)標(biāo)的試試驗工工作。。（1）巖土土工程程測試試技術(shù)術(shù)不僅僅在巖巖土工工程建建設(shè)實實踐中中十分分重要要，而而且在在巖土土工程程理論論的形形成和和發(fā)展展過程程中也也起著著決定定性的的作用用，測測試處處于基基礎(chǔ)地地位。。理論論分析析、室室內(nèi)外外測試試和工工程實實踐是是巖土土工程程分析析三個個重要要的方方面。。理論論分析析指導(dǎo)導(dǎo)工程程實踐踐，而而測試試又是是理論論分析析的基基礎(chǔ)。。（2）巖土土工程程測試試技術(shù)術(shù)是保保證巖巖土工工程設(shè)設(shè)計的的合理理性的的重要要手段段。（3）巖土土工程程測試試技術(shù)術(shù)是大大型巖巖土工工程信信息化化施工工的保保障，，現(xiàn)場場測試試已經(jīng)經(jīng)成為為巖土土工程程施工工不可可分割割的重重要組組成部部分。。（4）巖土工程程測試技術(shù)術(shù)是保證大大型重要巖巖土工程長長期安全運運行的重要要手段。1.1.2巖土工程測測試的內(nèi)容容1.1.2.1室內(nèi)試驗技技術(shù)室內(nèi)試驗主主要有土的物理力學(xué)學(xué)指標(biāo)室內(nèi)內(nèi)測試試驗驗、巖石的物理力學(xué)學(xué)指標(biāo)室內(nèi)內(nèi)測試試驗驗、利用相似材料完成的巖土土工程模型型試驗和采采用數(shù)值方法完成的數(shù)值值仿真試驗驗。（1）土的室內(nèi)內(nèi)實驗在《土力學(xué)》和《土動力學(xué)》中進行講解解，主要試試驗有：土土的含水率率試驗、土土的密度試試驗、土粒粒比重試驗驗、土的顆顆粒分析試試驗、土的的界限含水水率試驗、、砂的相對對密度試驗驗、擊實試試驗、承載載比試驗、、回彈模量量試驗、滲滲透試驗、、固結(jié)試驗驗、黃土濕濕陷試驗、、三軸壓縮縮試驗、無無側(cè)限抗壓壓強度試驗驗、直接剪剪切試驗、、反復(fù)直剪剪強度試驗驗、土的動動力特性試試驗、自由由膨脹率試試驗、膨脹脹率試驗、、膨脹力試試驗、收縮縮試驗、凍凍土密度試試驗、凍土土溫度試驗驗、未凍含含水率試驗驗、凍土導(dǎo)導(dǎo)熱系數(shù)試試驗、凍脹脹量試驗和和凍土融化化壓縮試驗驗。（2）巖石的室室內(nèi)實驗在在《巖石力學(xué)》中進行講解解，主要試試驗有：含含水率實驗驗、顆粒粒密度實驗驗、塊體密密度實驗、、吸水性實實驗、滲透透性實驗、、膨脹性實實驗、耐崩崩解性實驗驗、凍融實實驗、巖石石斷裂韌度度測試實驗驗、單軸壓壓縮強度和和變形實驗驗、三軸壓壓縮強度和和變形實驗驗、抗拉強強度實驗、、直剪強強度實驗、、點荷載強強度實驗。。（3）相似材料料模型試驗驗主要在《模型試驗》中進行講解解。該試驗驗采用相似似理論，用用與巖土工工程原型力力學(xué)性質(zhì)相相似的材料料按照幾何何常數(shù)縮制制成室內(nèi)模模型，在模模型上模擬擬各種加載載和開挖過過程，研究究巖土工程程的變形和和破壞等力力學(xué)現(xiàn)象。。模型試驗驗種類繁多多，主要試試驗有：巖巖土工程開開挖施工過過程圍巖破破壞規(guī)律試試驗、巖土土工程加固固機理研究究、地下工工程開挖引引起的地表表損害規(guī)律律研究、巖巖爆機理研研究、地下下洞室群支支護設(shè)計優(yōu)優(yōu)化分析、、離心模型型試驗、光光彈模型試試驗等。(4)數(shù)值仿真試試驗主要在在《有限單元法法》等課程中進進行講解。。數(shù)值仿真真試驗利用用計算機進進行巖土工工程問題的的研究,具有可以模模擬大型巖巖土工程、、模擬復(fù)雜雜邊界條件件、成本低低、精度高高等特點。。巖土工程程數(shù)值仿真真試驗主要要的數(shù)值方方法有：有有限元法、、離散元法法、有限差差分法、不不連續(xù)變形形法、顆粒粒流法、流流形單元法法、無單元元法等1.1.2.2原位測試試試驗技術(shù)在原位測試試方面，地地基中的位位移場、應(yīng)應(yīng)力場測試試，地下結(jié)結(jié)構(gòu)表面的的土壓力測測試，地基基土的強度度特性及變變形特性測測試等方面面是研究的的重點。原原位測試技技術(shù)可以分分為土體的的原位測試試試驗和巖巖體的原位位測試試驗驗兩類。（1）土體的原原位測試試試驗在《基礎(chǔ)工程》中講解。主主要有：靜靜載荷試驗驗、靜力觸觸探試驗、、標(biāo)準貫入入試驗、輕輕便觸探試試驗、十字字板剪切試試驗、現(xiàn)場場直剪試驗驗、地基土土動力特性性原位測試試試驗、場場地土波速速測試、場場地地微震震觀測、循循環(huán)荷載板板試驗、地地基土剛度度系數(shù)測試試、振動衰衰減測試、、旁壓試驗驗、扁鏟側(cè)側(cè)脹試驗等等。（2）巖體的原原位測試試試驗在《巖體力學(xué)》中講解。主主要有：地地應(yīng)力測試試、彈性波波測試、回回彈試驗、、巖體變形形試驗、巖巖體強度試試驗等。1.1.2.3現(xiàn)場監(jiān)測技技術(shù)現(xiàn)場監(jiān)測技技術(shù)在水電電工程大型型地下廠房房群、城市市地鐵建設(shè)設(shè)中的車站站及區(qū)間隧隧道、大型型城市地下下空間、復(fù)復(fù)雜條件下下礦山巷道道、大斷面面隧道、高高陡邊坡加加固等工程程施工中，，由于信息息法施工的的普及，現(xiàn)現(xiàn)場監(jiān)測成成為保證上上述工程安安全施工的的重要手段段。（1）巖土工程程現(xiàn)場監(jiān)測測涉及的領(lǐng)領(lǐng)域眾多（2）巖土工程程現(xiàn)場監(jiān)測測的分類按開展監(jiān)測測的時間：：施工期監(jiān)監(jiān)測和運營營期監(jiān)測。。按監(jiān)測的建建筑物類型型：大壩監(jiān)監(jiān)測、地下下洞室監(jiān)測測、隧道監(jiān)監(jiān)測、地鐵鐵監(jiān)測、基基坑監(jiān)測、、邊坡監(jiān)測測、支檔結(jié)結(jié)構(gòu)監(jiān)測等等。按影響因素素：對人類類工程活動動進行的監(jiān)監(jiān)測、自然然地質(zhì)災(zāi)害害監(jiān)測，如如滑坡、崩崩塌等。按監(jiān)測物理理量的類型型：變形監(jiān)監(jiān)測、應(yīng)力力（壓力））應(yīng)變監(jiān)測測、滲流監(jiān)監(jiān)測、溫度度監(jiān)測和動動態(tài)監(jiān)測等等。按監(jiān)測變量量：原因量量和效應(yīng)量量監(jiān)測。原原因量即環(huán)環(huán)境參量，，由于它們們的變化引引起建筑物物性態(tài)的變變化；效應(yīng)應(yīng)量是建筑筑物對原因因量變化而而產(chǎn)生的響響應(yīng)。1.2巖土工程測測試技術(shù)發(fā)發(fā)展現(xiàn)狀1.2.1發(fā)展現(xiàn)狀（1）新的測試試設(shè)備不斷斷出現(xiàn)，如如采用全站站儀進行表表面水平位位移觀測，，梁式傾斜斜儀進行深深層側(cè)向位位移觀測，，采用磁環(huán)環(huán)式沉降儀儀進行分層層沉降觀測測。（2）大大型型工工程程的的自自動動監(jiān)監(jiān)測測系系統(tǒng)統(tǒng)不不斷斷出出現(xiàn)現(xiàn)，，如如軟軟基基加加固固、、公公路路路路基基、、基基坑坑支支護護等等工工程程現(xiàn)現(xiàn)場場監(jiān)監(jiān)測測很很多多采采用用了了先先進進的的實實時時自自動動化化監(jiān)監(jiān)測測（3）一一系系列列新新興興技技術(shù)術(shù)用用于于巖巖土土工工程程測測試試中中，，如如光光纖纖維維傳傳感感技技術(shù)術(shù)在在巖巖土土工工程程現(xiàn)現(xiàn)場場監(jiān)監(jiān)測測。。（4）監(jiān)測測數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)的的分分析析和和反反饋饋技技術(shù)術(shù)提提高高迅迅速速。。先先進進的的三三維維地地質(zhì)質(zhì)建建模模軟軟件件、、數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)庫庫系系統(tǒng)統(tǒng)，，數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)挖挖掘掘和和專專家家系系統(tǒng)統(tǒng)等等都都在在逐逐步步應(yīng)應(yīng)用用。。（5）國國內(nèi)內(nèi)很很多多地地方方對對實實行行““第第三三方方監(jiān)監(jiān)測測””進進行行了了探探索索和和實實踐踐，，實實施施城城市市地地下下工工程程施施工工““第第三三方方監(jiān)監(jiān)測測””是是保保證證施施工工安安全全和和工工程程質(zhì)質(zhì)量量十十分分重重要要的的舉舉措措，，有有效效地地避避免免了了施施工工過過程程中中可可能能發(fā)發(fā)生生的的事事故故。。（6）對于大型重重要的巖土工工程，監(jiān)測不不僅在施工過過程中開展，，而且在運營營過程中也要要進行，巖土土工程的運營營期間的長期期健康監(jiān)測系系統(tǒng)的建立研研究已經(jīng)發(fā)展展為巖土工程程領(lǐng)域的重要要課題之一。。1.2.2發(fā)展趨勢（1）國產(chǎn)的巖土