巖土工程測試技術(shù)課件第一章

巖土工程測試技術(shù)任建喜年延凱谷拴成于濂洪郅彬武漢理工大學(xué)出版社20091緒論1.1巖土工程測試的意義和內(nèi)容1.2巖土工程測試技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀1.1巖土工程測試的意義和內(nèi)容1.1.1巖土工程測試的意義巖土工程測試就是對巖土體的工程性質(zhì)進(jìn)行觀測和度量，得到巖土體的各種物理力學(xué)指標(biāo)的試驗(yàn)工作。（1）巖土工程測試技術(shù)不僅在巖土工程建設(shè)實(shí)踐中十分重要，而且在巖土工程理論的形成和發(fā)展過程中也起著決定性的作用，測試處于基礎(chǔ)地位。理論分析、室內(nèi)外測試和工程實(shí)踐是巖土工程分析三個(gè)重要的方面。理論分析指導(dǎo)工程實(shí)踐，而測試又是理論分析的基礎(chǔ)。（2）巖土工程測試技術(shù)是保證巖土工程設(shè)計(jì)的合理性的重要手段。（3）巖土工程測試技術(shù)是大型巖土工程信息化施工的保障，現(xiàn)場測試已經(jīng)成為巖土工程施工不可分割的重要組成部分。（4）巖土工程測試技術(shù)是保證大型重要巖土工程長期安全運(yùn)行的重要手段。1.1.2巖土工程測試的內(nèi)容室內(nèi)試驗(yàn)技術(shù)

室內(nèi)試驗(yàn)主要有土的物理力學(xué)指標(biāo)室內(nèi)測試試驗(yàn)、巖石的物理力學(xué)指標(biāo)室內(nèi)測試試驗(yàn)、利用相似材料完成的巖土工程模型試驗(yàn)和采用數(shù)值方法完成的數(shù)值仿真試驗(yàn)。（1）土的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)在《土力學(xué)》和《土動(dòng)力學(xué)》中進(jìn)行講解，主要試驗(yàn)有：土的含水率試驗(yàn)、土的密度試驗(yàn)、土粒比重試驗(yàn)、土的顆粒分析試驗(yàn)、土的界限含水率試驗(yàn)、砂的相對密度試驗(yàn)、擊實(shí)試驗(yàn)、承載比試驗(yàn)、回彈模量試驗(yàn)、滲透試驗(yàn)、固結(jié)試驗(yàn)、黃土濕陷試驗(yàn)、三軸壓縮試驗(yàn)、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)、直接剪切試驗(yàn)、反復(fù)直剪強(qiáng)度試驗(yàn)、土的動(dòng)力特性試驗(yàn)、自由膨脹率試驗(yàn)、膨脹率試驗(yàn)、膨脹力試驗(yàn)、收縮試驗(yàn)、凍土密度試驗(yàn)、凍土溫度試驗(yàn)、未凍含水率試驗(yàn)、凍土導(dǎo)熱系數(shù)試驗(yàn)、凍脹量試驗(yàn)和凍土融化壓縮試驗(yàn)。

（2）巖石的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)在《巖石力學(xué)》中進(jìn)行講解，主要試驗(yàn)有：含水率實(shí)驗(yàn)、顆粒密度實(shí)驗(yàn)、塊體密度實(shí)驗(yàn)、吸水性實(shí)驗(yàn)、滲透性實(shí)驗(yàn)、膨脹性實(shí)驗(yàn)、耐崩解性實(shí)驗(yàn)、凍融實(shí)驗(yàn)、巖石斷裂韌度測試實(shí)驗(yàn)、單軸壓縮強(qiáng)度和變形實(shí)驗(yàn)、三軸壓縮強(qiáng)度和變形實(shí)驗(yàn)、抗拉強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)、直剪強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)、點(diǎn)荷載強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)。（3）相似材料模型試驗(yàn)主要在《模型試驗(yàn)》中進(jìn)行講解。該試驗(yàn)采用相似理論，用與巖土工程原型力學(xué)性質(zhì)相似的材料按照幾何常數(shù)縮制成室內(nèi)模型，在模型上模擬各種加載和開挖過程，研究巖土工程的變形和破壞等力學(xué)現(xiàn)象。模型試驗(yàn)種類繁多，主要試驗(yàn)有：巖土工程開挖施工過程圍巖破壞規(guī)律試驗(yàn)、巖土工程加固機(jī)理研究、地下工程開挖引起的地表損害規(guī)律研究、巖爆機(jī)理研究、地下洞室群支護(hù)設(shè)計(jì)優(yōu)化分析、離心模型試驗(yàn)、光彈模型試驗(yàn)等。

(4)數(shù)值仿真試驗(yàn)主要在《有限單元法》等課程中進(jìn)行講解。數(shù)值仿真試驗(yàn)利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行巖土工程問題的研究,具有可以模擬大型巖土工程、模擬復(fù)雜邊界條件、成本低、精度高等特點(diǎn)。巖土工程數(shù)值仿真試驗(yàn)主要的數(shù)值方法有：有限元法、離散元法、有限差分法、不連續(xù)變形法、顆粒流法、流形單元法、無單元法等原位測試試驗(yàn)技術(shù)

在原位測試方面，地基中的位移場、應(yīng)力場測試，地下結(jié)構(gòu)表面的土壓力測試，地基土的強(qiáng)度特性及變形特性測試等方面是研究的重點(diǎn)。原位測試技術(shù)可以分為土體的原位測試試驗(yàn)和巖體的原位測試試驗(yàn)兩類。（1）土體的原位測試試驗(yàn)在《基礎(chǔ)工程》中講解。主要有：靜載荷試驗(yàn)、靜力觸探試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、輕便觸探試驗(yàn)、十字板剪切試驗(yàn)、現(xiàn)場直剪試驗(yàn)、地基土動(dòng)力特性原位測試試驗(yàn)、場地土波速測試、場地地微震觀測、循環(huán)荷載板試驗(yàn)、地基土剛度系數(shù)測試、振動(dòng)衰減測試、旁壓試驗(yàn)、扁鏟側(cè)脹試驗(yàn)等。（2）巖體的原位測試試驗(yàn)在《巖體力學(xué)》中講解。主要有：地應(yīng)力測試、彈性波測試、回彈試驗(yàn)、巖體變形試驗(yàn)、巖體強(qiáng)度試驗(yàn)等。1.吵1.習(xí)2.引3孝現(xiàn)場芒監(jiān)測彈技術(shù)現(xiàn)場老監(jiān)測奏技術(shù)堆在水梨電工氣程大壞型地惑下廠因房群兄、城絨市地達(dá)鐵建恒設(shè)中疏的車巨站及殃區(qū)間垂隧道揚(yáng)、大學(xué)型城測市地蔥下空率間、是復(fù)雜冤條件疼下礦瞧山巷爛道、陣大斷辮面隧書道、花高陡鏡邊坡次加固瓜等工鋪程施萬工中抱，由羅于信騙息法絨施工綁的普顫及，想現(xiàn)場熱監(jiān)測樂成為峽保證柱上述少工程浪安全竭施工胡的重只要手塘段。（1奸）巖么土工昨程現(xiàn)漸場監(jiān)蟻測涉犁及的面領(lǐng)域叫眾多（2延）巖林土工絲式程現(xiàn)覺場監(jiān)胞測的構(gòu)分類按開繩展監(jiān)寬測的收時(shí)間溪：施智工期票監(jiān)測獲和運(yùn)協(xié)營期住監(jiān)測域。按監(jiān)汗測的爪建筑刷物類播型：六大壩底監(jiān)測陵、地磁下洞病室監(jiān)副測、病隧道習(xí)監(jiān)測勵(lì)、地殺鐵監(jiān)曠測、洞基坑律監(jiān)測熟、邊辯坡監(jiān)射測、輛支檔煤結(jié)構(gòu)挑監(jiān)測獄等。按影撇響因隊(duì)素：刊對人遙類工否程活牲動(dòng)進(jìn)外行的廳監(jiān)測族、自特然地考質(zhì)災(zāi)們害監(jiān)圓測，革如滑簽坡、活崩塌尺等。按監(jiān)挑測物蒸理量士的類佩型：棚變形薯監(jiān)測病、應(yīng)續(xù)力（槳壓力見）應(yīng)評變監(jiān)缸測、杯滲流塊監(jiān)測訂、溫虹度監(jiān)朝測和補(bǔ)動(dòng)態(tài)憐監(jiān)測叛等。按監(jiān)架測變勒量：涼原因底量和棒效應(yīng)舉量監(jiān)菠測。誤原因雀量即銹環(huán)境獅參量旅，由趴于它商們的論變化梅引起奶建筑授物性橡態(tài)的善變化嫁；效打應(yīng)量聾是建鋸筑物雪對原窄因量板變化叛而產(chǎn)祖生的蜓響應(yīng)衛(wèi)。1.攔2巖宰土工出程測厭試技納術(shù)發(fā)味展現(xiàn)姐狀1.癥2.潔1緊發(fā)展銳現(xiàn)狀（1荒）新繼的測潔試設(shè)骨備不站斷出親現(xiàn)，合如采許用全證站儀陶進(jìn)行計(jì)表面楊水平績位移顯觀測晃，梁唯式傾祖斜儀撒進(jìn)行喬深層赤側(cè)向亭位移撓觀測騰，采京用磁具環(huán)式播沉降欺儀進(jìn)民行分畫層沉慨降觀媽測。（2扭）大必型工屬程的膛自動(dòng)撞監(jiān)測肅系統(tǒng)潛不斷佳出現(xiàn)叛，如食軟基冒加固板、公蕉路路聽基、株基坑墾支護(hù)決等工脖程現(xiàn)沖場監(jiān)撲測很膀多采論用了團(tuán)先進(jìn)泰的實(shí)設(shè)時(shí)自符動(dòng)化盞監(jiān)測（3溪）一提系列柏新興縱技術(shù)紀(jì)用于蜂巖土東工程握測試君中，轉(zhuǎn)如光桃纖維員傳感向技術(shù)株在巖踩土工初程現(xiàn)省場監(jiān)筋測嶺。（4定）監(jiān)測毅數(shù)據(jù)雜的分憲析和首反饋間技術(shù)字提高陰迅速粥。先播進(jìn)的貍?cè)S跟地質(zhì)惱建模咱軟件丑、數(shù)吉據(jù)庫氣系統(tǒng)液，數(shù)李據(jù)挖霧掘和協(xié)專家所系統(tǒng)殿等都賤在逐微步應(yīng)客用。（5散）國肺內(nèi)很砍多地晃方對唉實(shí)行濃“第胃三方再監(jiān)測坑”進(jìn)積行了轎探索利和實(shí)欄踐，蔬實(shí)施范城市梯地下盛工程該施工栽“第者三方且監(jiān)測露”是柔保證項(xiàng)施工賞安全奪和工躲程質(zhì)遵量十洪分重儀要的貧舉措愉，有有效地妙避免須了施遷工過懂程中目可能鍵發(fā)生金的事用故。（6熊）對條于大怪型重毫要的樣巖土族工程乓，監(jiān)河測不趟僅在北施工致過程銹中開賺展，枯而且嫂在運(yùn)禮營過膜程中討也要似進(jìn)行擊，巖粱土工懷程的壞運(yùn)營嘆期間廣的長涼期健吧康監(jiān)獄測系鋼統(tǒng)的止建立勢研究謎已經(jīng)偶發(fā)展緞為巖植土工肯程領(lǐng)鞏域的藥重要離課題大之一柔。1.輝2.毫2梢發(fā)獎(jiǎng)?wù)冠吔貏荩?圍）國在產(chǎn)的灘巖土去工程陶現(xiàn)場共監(jiān)測擔(dān)儀器切的信燒息化扁程度找較低農(nóng)，急獸需對堤先進(jìn)瓶的國殊外監(jiān)棚測儀徐器進(jìn)裳行消叔化吸揮收，溫提高達(dá)國產(chǎn)盼化率戲，減蜘低監(jiān)郊測儀巷器的濫成本服。（2你）發(fā)格展巖我土工屈程施這工自悠動(dòng)監(jiān)蓋測系傾統(tǒng)，柿提高怕