第6章 工程地質勘探與取樣

主要內容(nèiróng)：勘探、巖土取樣第6章工程(gōngchéng)地質勘探與取樣共五十一頁

概述巖土工程實踐是在地殼表層某一深度范圍內進行的，因此須查明這一深度范圍內巖土體的空間分布情況及其工程性質以及地下水等條件。工程地質測繪，主要是調查建筑場地工程地質條件在地表的特征，并藉以推斷地下的情況。工程地質勘探是在工程地質測繪基礎上，為進一步查明地表以下工程地質情況，如巖土層的空間分布及變化情況、地下水的埋深和類型以及對巖土參數(shù)開展原位測試時需要(xūyào)進行的工作。6.1

勘探(kāntàn)

共五十一頁巖土工程勘探的手段

巖土工程勘探常用的手段有鉆探、坑探以及地球物理勘探等多種方法。

鉆探和坑探工程是直接勘探手段，能較可靠地了解地下地質情況。鉆探工程是使用最廣泛的一類勘探手段，普遍應用于各類工程的勘探；由于它對一些(yīxiē)重要的地質體或地質現(xiàn)象有時可能會誤判、遺漏，所以也稱它為“半直接”勘探手段?？犹焦こ炭碧饺藛T可以在其中觀察編錄，以掌握地質結構的細節(jié)；但是重型坑探工程耗資高，勘探周期長，使用時應具經濟觀點。

地球物理勘探簡稱物探，是一種間接的勘探手段，它可以簡便而迅速地探測地下地質情況，且具有立體透視性的優(yōu)點。但其勘探成果具多解性，使用時往往受到一些條件的局限。6.1

勘探(kāntàn)

共五十一頁

鉆探概念：鉆探是指用一定的設備、工具（即鉆機）來破碎地殼巖石或土層，從而在地殼中形成一個直徑較小、深度較大(jiàodà)的鉆孔（直徑相對較大(jiàodà)者又稱為鉆井）的過程。意義：巖土工程勘察的基本手段，其成果是進行工程地質評價和巖土工程設計、施工的基礎資料。目的：解決與建筑物（構筑物）有關的巖土體穩(wěn)定問題、變形問題、滲漏問題提供資料。6.1

勘探(kāntàn)

共五十一頁鉆探的任務

隨著勘察階段的不同而不同：探察建筑場區(qū)的地層巖性、巖層厚度變化情況，查明軟弱巖土層的性質、厚度、層數(shù)、產狀和空間分布；了解基巖風化帶的深度、厚度和分布情況；探明地層斷裂帶的位置(wèizhi)、寬度和性質，查明裂隙發(fā)育程度及隨深度變化的情況；查明地下含水層的層數(shù)、深度及其水文地質參數(shù)；利用鉆孔進行灌漿、壓水試驗及土力學參數(shù)的原位測試；利用鉆孔進行地下水位的長期觀測、或對場地進行降水以保證場地巖（土）的相關結構的穩(wěn)定性（如基坑開挖時降水或處理滑坡等地質問題）。6.1

勘探(kāntàn)

共五十一頁

鉆探的基本程序（三個基本程序）

①破碎巖土鉆進過程中采用人力或機械力（絕大多數(shù)情況下采用機械鉆進），以沖擊力、剪切力或研磨形式使小部分巖土脫離母體而成為粉末、小巖土塊或巖土芯的現(xiàn)象就稱為破碎巖土。在孔底將巖土全部破碎成粉末或小塊的鉆進方法稱為“全面鉆進”。鉆進過程中只破壞孔底環(huán)狀部分巖土，中間巖土芯保留的鉆進方法稱為“取芯鉆進”。

②采取巖土芯或排除破碎巖土分為三種(sānzhǒnɡ)方法：一是采用機械的方法，如用取樣器、勺鉆等取出巖土芯或碎塊粉末；二是將巖粉或巖土碎塊與水混合成巖粉漿或泥漿后，用抽筒抽出地表，如沖擊鉆；三是用流體（泥漿、清水、乳化液或空氣）作為循環(huán)介質，將破碎的巖屑、土塊輸送到地表。6.1

勘探(kāntàn)

共五十一頁③加固孔壁：防止孔壁坍塌。

加固的方法有三種：一是借助于循環(huán)液的靜水壓力來平衡地層的側向壓力以維持其穩(wěn)定，這種方法在現(xiàn)代的反循環(huán)鉆進中得到充分利用；二是用惰性材料或化學材料對孔壁進行處理加固，常用的惰性材料有水泥(shuǐní)、黏土，化學材料有混入循環(huán)液中的泥漿處理劑，還有如直接注入鉆孔中的堵漏劑，如氰凝、丙凝等；三是用金屬或非金屬的套管下人鉆孔中以支撐孔壁，這種方法雖然可靠，但成本較高。6.1

勘探(kāntàn)

共五十一頁鉆探鉆進方法

①沖擊鉆進：利用鉆具重力和下落過程中產生的沖擊力使鉆頭沖擊孔底巖土并使其產生破壞，從而達到在巖土層中鉆進之目的。它又包括沖擊鉆探和錘擊鉆探。

②回轉鉆進：此法采用底部焊有硬質合金的圓環(huán)狀鉆頭進行鉆進，鉆進時一般要施加一定的壓力，使鉆頭在旋轉中切入巖土層以達到鉆進的目的。它包括巖芯鉆探、無巖芯鉆探和螺旋鉆探，巖芯鉆進為孔底環(huán)狀鉆進，螺旋鉆進為孔底全面鉆進。

③振動(zhèndòng)鉆進：采用機械動力產生的振動力，通過連接桿和鉆具傳到鉆頭，由于振動力的作用使鉆頭能更快地破碎巖土層，因而鉆進較快。適合于在土層中，特別是顆粒組成相對細小的土層中采用。

④沖洗鉆進：利用高壓水流沖擊孔底土層，使之結構破壞，土顆粒懸浮并最終隨水流循環(huán)流出孔外的鉆進方法。由于是靠水流直接沖洗，因此無法對土體結構及其他相關特性進行觀察鑒別。6.1

勘探(kāntàn)

共五十一頁6.1

勘探(kāntàn)

共五十一頁SH-30-2A型鉆機6.1

勘探(kāntàn)

共五十一頁鉆探(zuāntàn)方法的適用范圍

淺部土層可采用(cǎiyòng)下列方法鉆探：小口徑麻花鉆鉆進；小口徑勺形鉆鉆進；洛陽鏟鉆進。6.1

勘探

共五十一頁洛陽(luòyánɡ)鏟

6.1

勘探(kāntàn)

共五十一頁鉆孔口徑及規(guī)格要求鉆孔口徑應根據(jù)鉆探目的和鉆進工藝確定，應當滿足取樣、原位測試(cèshì)的要求。對要采取原狀土樣的鉆孔，口徑不得小于91mm;對僅需鑒別地層巖性的鉆孔，口徑不宜小于36mm;在濕陷性黃土中的鉆孔，鉆孔口徑不宜小于150mm.在確定了鉆孔口徑后，可根據(jù)教材P67表6-2確定鉆具的規(guī)格。6.1

勘探(kāntàn)

共五十一頁

鉆進方法的要求①對要求鑒別地層和取樣的鉆孔，均應采用回轉鉆進（鉆頭以旋轉方式全面(quánmiàn)或環(huán)狀切削巖土體的鉆進方法

）以取得巖土樣品。遇到卵石、漂石、碎石、塊石等不適合回轉鉆進的土層時，可改用振動回轉方式鉆進。②在地下水位以上土層中應進行干鉆，不得使用沖洗液，不得向孔內注水，但可采用能隔離沖洗液的二重或三重管鉆進取樣③鉆進巖層宜采用金剛石鉆頭，對軟質巖層及風化破碎帶應采用雙層巖芯管鉆頭鉆進。需要測定巖石質量指標RQD時應采用外徑75mm的雙層巖芯管鉆頭④在濕陷性黃土中必須采用螺旋鉆頭鉆進取芯鉆頭螺旋(luóxuán)鉆頭6.1

勘探

共五十一頁

鉆孔護壁

對可能坍塌的地層應采取鉆孔護壁措施：在淺部填土及其他松散土層(tǔcénɡ)中可采用套管護壁；在地下水位以下的飽和軟粘土土層、粉土層及砂層中宜采用泥漿護壁；在破碎巖層中可視需要采用優(yōu)質泥漿、水泥漿或化學漿液護壁。沖洗液嚴重漏失時，應采取充填封閉等堵漏措施6.1

勘探(kāntàn)

共五十一頁鉆探的其它一些技術要求：1.鉆孔垂直度控制(kòngzhì)2.進尺控制3.孔深與分層控制4.巖芯采取率要求5.水位觀測等6.1

勘探(kāntàn)

共五十一頁鉆孔觀測與編錄鉆孔觀測與編錄的內容

1、巖芯觀察、描述和編錄包括地層巖性名稱、分層深度、巖土性質等方面

2、鉆孔水文地質觀測沖洗液消耗量的變化、初見水位及穩(wěn)定水位、各含水層頂、底板標高及其厚度等；

3、鉆進動態(tài)觀察和記錄鉆進動態(tài)能提供許多地質信息在鉆進過程中注意換層的深度、回水顏色變化、鉆具陷落、孔壁坍塌、卡鉆、埋鉆和涌沙現(xiàn)象等，結合巖芯以判斷孔內情況(qíngkuàng)。如果鉆進不平穩(wěn)，孔壁坍塌及卡鉆，巖心破碎且采取率又低，就表明巖層裂隙發(fā)育或處于構造破碎帶中。巖心鉆探時沖洗液消耗量變化一般與巖體完整性有密切關系，當回水很少甚至不回水時，則說明巖體破碎或巖溶發(fā)育，也可能揭露了富水性較強的含水層。6.1

勘探(kāntàn)

（16/29）共五十一頁

不同類型巖土的巖性描述內容：

(1)碎石(suìshí)土：顆粒級配；粗顆粒形狀、母巖成分、風化程度，是否起骨架作用；充填物的成分、性質、充填程度；密實度；層理特征。(2)砂類土：顏色；顆粒級配；顆粒形狀和礦物成分；濕度；密實度；層理特征。(3)粉土和粘性土：顏色；稠度狀態(tài)；包含物；致密程度；層理特征。(4)巖石：顏色；礦物成分；結構和構造；風化程度及風化表現(xiàn)形式，劃分風化帶；堅硬程度；節(jié)理、裂隙發(fā)育情況，裂隙面特征及充填膠結情況，裂隙傾角、間距，進行裂隙統(tǒng)計。必要時作巖心素描。6.1

勘探(kāntàn)

共五十一頁鉆探資料整理鉆探工作結束后，應進行鉆孔資料整理。主要成果資料有：(1)鉆孔柱狀圖是鉆探工作最主要的成果資料。將每一鉆孔內巖土層情況按一定的比例尺編制成柱狀圖，并作簡明的描述。在圖上還應在相應的位置上標明巖心采取率、沖洗液消耗量、地下水位、巖心風化分帶、孔中特殊情況、代表性的巖土物理力學性質指標以及取樣深度等。如果孔內作過測井和試驗的話，也應將其成果在相應的位置上標出。(2)鉆孔操作及水文地質日志(rìzhì)圖。(3)巖心素描圖及其說明。6.1

勘探(kāntàn)

共五十一頁坑探工程

也叫掘進工程、井巷工程，指為了揭露地質現(xiàn)象而從地表或地下挖掘各類小斷面坑道、并進行相應勘查工作(gōngzuò)的勘探工程，簡稱坑探。特點：勘察人員能直接觀察到地質結構，準確可靠，且便于素描；可不受限制地從中采取原狀巖土樣和用作大型原位測試。尤其對研究斷層破碎帶、軟弱泥化夾層和滑動面(帶)等的空間分布特點及其工程性質等，更具有重要意義。缺點：使用時往往受到自然地質條件的限制，耗費資金大而勘探周期長；尤其是重型坑探工程不可輕易采用。6.1

勘探(kāntàn)

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巖土工程勘探中常用的坑探工程有：探槽、試坑、淺井、豎井(斜井)、平硐和石門(平巷)。其中前三種(sānzhǒnɡ)為輕型坑探工程，人力挖掘可以實現(xiàn)，后三種為重型坑探工程，需要機械設備。6.1

勘探(kāntàn)

共五十一頁名稱特點適用條件探槽在地表深度小于3-5米的長條形槽子剝除地表覆土，揭露基巖，劃分地層巖性，研究斷層破碎帶；探查殘坡積層的厚度和物質、結構試坑從地表向下，鉛直的、深度小于3-5m的圓形或方形小坑局部剝除覆土，揭露基巖；作載荷試驗、滲水試驗，取原狀土樣淺井從地表向下，鉛直的、深度5-15m的圓形或方形井確定覆蓋層及風化層的巖性及厚度；作載荷試驗，取原狀土樣豎井（斜井）形狀與淺井相同，但深度大于15m，有時需支護了解覆蓋層的厚度和性質，作風化殼分帶、軟弱夾層分布、斷層破碎帶及巖溶發(fā)育情況、滑坡體結構及滑動面等；布置在地形較平緩、巖層又較緩傾的地段各種坑探工程的特點和適用(shìyòng)條件6.1

勘探(kāntàn)

共五十一頁名稱特點適用條件平硐在地面有出口的水平坑道，深度較大，有時需支護調查斜坡地質結構，查明河谷地段的地層巖性、軟弱夾層、破碎帶、風化巖層等；作原位巖體力學試驗及地應力量測，取樣；布置在地形較陡的山坡地段石門（平巷）不出露地面而與豎井相連的水平坑道，石門垂直巖層走向，平巷平行了解河底地質結構，作試驗等續(xù)：各種(ɡèzhǒnɡ)坑探工程的特點和適用條件6.1

勘探(kāntàn)

共五十一頁坑探工程的觀察、描述內容(1)地層巖性的劃分：第四系堆積物的成因、巖性、時代、厚度及空間變化和相互接觸關系；基巖的顏色(yánsè)、成分、結構構造、地層層序以及各層間接觸關系；應特別注意軟弱夾層的巖性、厚度及其泥化情況。(2)巖石的風化特征及其隨深度的變化，作風化殼分帶。(3)巖層產狀要素及其變化，各種構造形態(tài)：注意斷層破碎帶及節(jié)理、裂隙的研究；斷裂的產狀、形態(tài)、力學性質；破碎帶的寬度、物質成分及其性質；節(jié)理裂隙的組數(shù)、產狀、穿切性、延展性、隙寬、間距(頻度)，有必要時作節(jié)理裂隙的素描圖和統(tǒng)計測量。(4)水文地質情況：如地下水滲出點位置、涌水點及涌水量大小等。6.1

勘探(kāntàn)

共五十一頁坑探工程展視圖

展視圖是坑探工程編錄的主要內容，也是坑探工程所需提交的主要成果資料。所謂展視圖，就是沿坑探工程的壁、底面所編制的地質斷面圖，按一定的制圖方法將三度空間的圖形展開在平面上。由于它所表示的坑探工程成果一目了然(yīmùliǎorán)，故在巖土工程勘探中被廣泛應用。不同類型坑探工程展視圖的編制方法和表示內容有所不同，其比例尺應視坑探工程的規(guī)模、形狀及地質條件的復雜程度而定，一般采用1∶25-1∶100。6.1

勘探(kāntàn)

共五十一頁 地球物理勘探概念：地球物理勘探(geophysicalexploration)簡稱物探,它是用專門的儀器來探測各種地質體物理場的分布情況,對其數(shù)據(jù)及繪制(huìzhì)的曲線進行分析解釋,從而劃分地層,判定地質構造、水文地質條件及各種不良地質現(xiàn)象的一種勘探方法?；驹恚河捎诘刭|體具有不同的物理性質(導電性、彈性、磁性、密度、放射性等)和不同的物理狀態(tài)(含水率、空隙性、固結程度等),它們?yōu)槔梦锾椒椒ㄑ芯扛鞣N不同的地質體和地質現(xiàn)象提供了物理前提。所探測的地質體各部分之間以及該地質體與周圍地質體之間的物理性質和物理狀態(tài)差異愈大,就愈能獲得比較滿意的結果。工程物探：應用于巖土工程勘察中的物探

6.1

勘探(kāntàn)

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物探的種類及其適用范圍具體方法有很多種，主要可分為以下幾大類：電法勘探、磁法勘探、重力勘探、地震勘探、放射性勘探、井中地球物理測量（也叫地球物理測井）以及地球物理遙感測量等。在巖土工程勘察中運用最普遍的是電阻率法和地震折射波法。此外,近年來地質雷達和聲波測井的運用效果也較好。電阻率法是依靠人工建立直流電場,在地表測量某點垂直方向或水平方向的電阻率變化,從而推斷地質體性狀的方法。地震勘探是通過人工激發(fā)的地震波在地殼內傳播的特點來探查地質體的一種(yīzhǒnɡ)物探方法。在巖土工程勘察中運用最多的是高頻（＜200～300Hz）地震波淺層折射法,可以研究深度在100m以內的地質體。6.1

勘探(kāntàn)

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地質雷達是交流電法勘探中的一種方法?；驹恚貉赜脤绽走_的原理(yuánlǐ),由發(fā)射機發(fā)射脈沖電磁波,其中一部分是沿著空氣與介質(巖土體)分界面?zhèn)鞑サ闹边_波,經過時間t0后到達接受天線,為接收機所接收。另一部分傳入介質內,在其中若遇電性不同的另一介質體(如其他巖土體、洞穴等)，就發(fā)生反射和折射,經過時間ts后回到接收天線,稱為回波。根據(jù)所接收到兩種波的傳播時間來判斷另一介質體的存在并測算其埋藏深度。優(yōu)點：分辨能力強,判釋精度高。它對探查淺部介質體,如覆蓋層厚度、基巖強風化帶埋深、溶洞及地下洞室和管線位置等,效果尤佳。6.1

勘探(kāntàn)

共五十一頁聲波測井概念：利用巖土的傳送聲波速度或其他聲學特性來研究鉆井的地質剖面，判斷固井質量的一種測井方法?；驹恚郝暡ㄔ诓煌橘|中傳播時，速度、幅度及頻率的變化等聲學特性也不相同。應用：可以充分利用已有的鉆井,結合地質調查查明地層(dìcéng)巖性特征,進行地層(dìcéng)劃分；確定軟弱夾層的層位及深度；了解基巖風化殼的厚度和特征,進行風化殼分帶；尋找?guī)r溶洞穴和斷層破碎帶；6.1

勘探(kāntàn)

共五十一頁物探方法的綜合應用

各種物探方法的使用都有一定的局限性,而大多數(shù)勘察場地又都存在著顯示相同物理場的多種地質體并存的條件,用單一的物探方法解釋異常比較困難?？稍谕黄拭?、同一測網中用兩種以上的物探方法共同工作,將數(shù)據(jù)資料相互印證(yìnzhèng),綜合分析,就有利于排除干擾因素,以提高解釋的置信度。6.1

勘探(kāntàn)

共五十一頁取樣是為給巖土特性進行鑒定和各種室內試驗提供所需要的樣品而進行的工作。關于試樣的代表性：從取樣角度來說，需考慮取樣的位置、數(shù)量和技術問題。巖土體一般為非均質體，其性狀指標是一定空間范圍的隨機變量。因此取樣的位置在一定的單元體內應力求在不同方向上均勻分布，以反映趨勢性的變化。樣本的數(shù)量：關系到總體特性指標(包括均值、方差及置信區(qū)間)估計的精確度和可靠度?？紤]到取樣的成本，需要從技術和經濟兩方面權衡，合理地確定取樣的數(shù)量。巖土樣品的用途：根據(jù)(gēnjù)勘察設計要求，不同試樣的用途是不一樣的。例如，有的試樣主要用于巖土分類定名；有的主要用于研究其物理性質；而有的除上述外，還要研究其力學性質。為了保證所取試樣符合試驗要求，必須采用合適的取樣技術。6.2巖土取樣(qǔyàng)共五十一頁

土樣的擾動問題土樣的質量實質上是土樣的擾動問題；土樣擾動表現(xiàn)(biǎoxiàn)在原位應力狀態(tài)、含水率、結構和組成成分等方面的變化，它們產生于取樣之前，取樣之中以及取樣之后直至試樣制備的全過程之中；土樣擾動對試驗成果的影響是多方面的，使之不能確切表征實際的巖土體；從理論上講，除了應力狀態(tài)的變化以及由此引起的卸荷回彈是不可避免的之外，其余的都可以通過適當?shù)娜悠骶吆筒僮鞣椒▉砜朔驕p輕。實際上，完全不擾動的真正原狀土樣是無法取得的。

“原狀土樣”與“擾動土樣”：是指能保持原有的天然結構未受破壞的土樣為“原狀土樣”。相應地，如果試樣的天然結構已遭受破壞，則稱為“擾動土樣”。6.2巖土取樣(qǔyàng)（2/19）共五十一頁級別擾動程度試驗內容Ⅰ不擾動土類定名、含水率、密度、壓縮變形、抗剪強度Ⅱ輕微擾動土類定名、含水率、密度Ⅲ顯著擾動土類定名、含水率Ⅳ完全擾動土類定名土樣質量等級劃分按照取樣方法和試驗目的的不同，《巖土工程(gōngchéng)勘察規(guī)范》對土樣質量作出了定性的四級劃分，并規(guī)定了各級土樣能夠進行的試驗項目

此外，還要考慮土層特點、操作水平和地區(qū)經驗，來判斷所取土樣是否達到(dádào)了預期的質量等級。6.2巖土取樣（3/19）共五十一頁

土樣擾動程度的確定具有一定難度，需要綜合多方面的因素(yīnsù)進行；一般而言，可根據(jù)下列幾個方面來確定：①現(xiàn)場外觀檢查:觀察土樣是否完整，有無缺失，取樣管或襯管是否擠扁、彎曲、卷折等；②測定回收率:回收率＝L/H,H是指取樣時取樣器貫入孔底以下土層的深度；L是指土樣長度，可取土試樣毛長，即可從試樣頂端算至取土器刃口，下部如有脫落可不扣除?；厥章实扔?.98左右是最理想的，大于或小于1是土樣受擾動的標志;③射線檢驗:可發(fā)現(xiàn)土樣裂紋、孔洞及粗粒包裹體等土樣可能受到擾動的標志。④室內試驗評價:由于土的力學性質參數(shù)對試樣的擾動十分敏感，土樣受擾動的程度可以通過力學性質試驗反映出來，最常見的試驗判別方法有兩種：一是根據(jù)應力-應變關系評價;二是根據(jù)壓縮曲線特征評定。6.2巖土取樣(qǔyàng)（4/19）共五十一頁

鉆孔取土器的分級分類兩種基本取樣方法：一是從探井(tànjǐng)、探槽中直接刻取土樣；二是用鉆孔取土器從鉆孔中采取。即用鉆孔取土器采樣的方法鉆孔取土器分級：按適合的土樣質量等級分為Ⅰ、Ⅱ兩級，Ⅰ級又分為兩個亞級，具體內容可見下表：6.2巖土取樣(qǔyàng)（5/19）共五十一頁取土器的種類(zhǒnglèi)：繁多取土器劃分原則取土器類型按貫入方式錘擊式、回轉式包括靜壓式按取樣管壁厚度厚壁、薄壁、束節(jié)式按結構特征（底端是否封閉）敞口式、活塞式（包括固定活塞式、自由活塞式、水壓固定活塞式）回轉式按襯管活動情況雙層單動取土器（如丹尼森取土器、皮切爾取土器）雙層雙動取土器（二重管、三重管）按封閉形式球閥式、活閥式、氣壓式6.2巖土取樣(qǔyàng)（6/19）共五十一頁貫入式取土器貫入式取土器取樣時，采用(cǎiyòng)擊入或壓入的方法將取土器貫入土中。這類取土器又可分為敞口取土器和活塞取土器兩類。敞口取土器按取樣管壁厚分厚壁、薄壁和束節(jié)式三種；活塞取土器又有固定活塞、水壓固定活塞、自由活塞等幾種。固定活塞(huósāi)薄壁取土器1-固定活塞:2-薄壁取樣管;3-活塞桿；4-消除真空桿；5-固定螺釘敞口薄壁取土器1-球閥;2-固定螺釘；3-薄壁取樣管6.2巖土取樣（7/19）共五十一頁

回轉式取土器

回轉式取土器的基本結構與巖心鉆探的雙層巖心管相同，分為單動和雙動兩類。單動三重管取土器和雙動三重管取土器?；剞D式取土器可采取較堅硬、密實的土類以至軟巖的樣品(yàngpǐn)。單動型取土器適用于軟塑～堅硬狀態(tài)的粘性土和粉土、粉細砂土，土樣質量Ⅰ-Ⅱ級。雙動型取土器適用于硬塑～堅硬狀態(tài)的粘性土、中砂、粗砂、礫砂、碎石土及軟巖，土樣質量亦為Ⅰ-Ⅱ級。雙動二重(èrzhònɡ)(三重)管取土器1-外管;2-內管(取樣管及襯管);3-外管鉆頭;4-內管鉆頭;5-取土器頭部;6-逆止閥6.2巖土取樣（8/19）共五十一頁鉆孔取土器基本技術參數(shù)取樣管直徑(D)

面積比(Ca)內間隙比（Ci）外間隙比（C0）取樣管長度(L)刃口角度(jiǎodù)(α)①取樣管直徑(D)

目前土試樣的直徑多為50mm或80mm,考慮到邊緣的擾動，相應地宜采用內徑(De)為75mm及100mm的取樣管。對于飽和軟粘土、濕陷性黃土等某些特殊土類，取樣管直徑還應更大些。6.2巖土取樣(qǔyàng)（9/19）共五十一頁2、面積(miànjī)比(Ca)對于無管靴的薄壁取土器，Dw=Dt

，Ca值愈大，土樣被擾動的可能性愈大。一般采取(cǎiqǔ)高質量土樣的薄壁取土器，其Ca10%，采取低級別土樣的厚壁取土器Ca值可達30%。3、內間隙比（Ci）

Ci的作用是減小取樣管內壁與土樣間因摩擦而引起對土樣的擾動，Ci的最佳值隨著土樣的直徑的增大而減小。國內生產的各種取土器Ci值為0-1.5%。6.2巖土取樣（10/19）共五十一頁4、外間隙(jiànxì)比（C0）

C0的作用是減小取樣管外壁與土層的摩擦，以使取土器能順利(shùnlì)入土。國內生產的各種取土器C0值為0-2%。5、取樣管長度(L)與直徑

取樣管長度要滿足各項試驗的要求?？紤]到取樣時土樣上、下端受擾動以及制樣時試樣破損等因素，取樣管長度應較實際所需試樣長度要大些。關于取樣管的直徑與長度，有兩種不同的設計思路。一種主張短而粗，一種主張長而細；二者優(yōu)缺點互補。中國過去沿用前蘇聯(lián)短而粗的標準。但目前國際比較通用的是長而細的一種，它能滿足更多試驗項目的要求。6.2巖土取樣（11/19）共五十一頁6、刃口角度(α)α也是影響土樣質量的重要因素(yīnsù)。該值愈小則土樣的質量愈好。但是α過小，刃口易于受損，加工處理技術和對材料的要求也更高，勢必提高了成本。國內生產的取土器α值一般為50-100。單傾斜(qīngxié)刃口雙傾斜刃口注：規(guī)范對每一種取土器的尺寸外形作了規(guī)定，具體請見教材P75表6-9及表6-10，此略。6.2巖土取樣（12/19）共五十一頁鉆孔取樣時的鉆進要求

土樣質量的優(yōu)劣，不僅取決于取土器具，還取決于取樣全過程的各項操作是否恰當。(1)使用合適的鉆具與鉆進方法。一般應采用較平穩(wěn)的回轉式鉆進。若采用沖擊、振動、水沖等方式鉆進時，應在預計取樣位置1m以上改用回轉鉆進。在地下水位以上一般應采用干鉆方式。(2)在軟土、砂土中宜用泥漿護壁。若使用套管護壁，應注意旋入套管時管靴對土層的擾動，且套管底部應限制在預計取樣深度以上大于3倍孔徑的距離。(3)應注意保持鉆孔內的水頭等于或稍高于地下水位，以避免產生孔底管涌(ɡuǎnyǒnɡ)，在飽和粉、細砂土中尤應注意。

6.2巖土取樣(qǔyàng)（13/19）共五十一頁鉆孔取樣時的取樣要求

(1)到達預計取樣位置后，要仔細清除孔底浮土。孔底允許殘留浮土厚度不能大于取土器廢土段長度。清除浮土時，需注意不致擾動待取土樣的土層。

(2)下放取土器必須平穩(wěn)，避免側刮孔壁。取土器入孔底時應輕放，以避免撞擊孔底而擾動土層。

(3)貫入取土器力求快速連續(xù)，最好采用靜壓方式。如采用錘擊法，應做到重錘少擊，且應有導向裝置，以避免錘擊時搖晃。飽和粉、細砂土和軟粘土，必須采用靜壓法取樣。

(4)當土樣貫滿取土器后，在提升取土器前應旋轉2至3圈，也可靜置約10min，以使土樣根部與母體順利分離(fēnlí)，減少逃土的可能性。提升時要平穩(wěn)，切忌陡然升降或碰撞孔壁，以免失落土樣。6.2巖土取樣(qǔyàng)（14/19）共五十一頁鉆孔原狀土樣的采取方法

土樣的采取方法指將取土器壓入土層中的方式及過程。采取方法應根據(jù)不同地層、不同設備條件來選擇。

①連續(xù)壓入法：也稱組合滑輪壓入法，即采用一組組合滑輪裝置將取土器一次快速的壓入土中。能夠使得土樣較好的保持其原狀結構，土樣的邊緣擾動很小甚至幾乎看不到擾動的痕跡。在軟土層中應盡量用此法取樣。

②斷續(xù)壓入法：即取土器進入土層的過程不是連續(xù)的，而是要通過兩次或多次間歇性壓人才能完成的，僅在連續(xù)壓入法無法壓入的地層中采用。

③擊入法：在較硬或堅硬土層中采樣時采用。它采用吊錘打擊鉆桿或取土器進行土樣的采取，又分上擊式和下?lián)羰絻煞N。

④回轉(huízhuǎn)壓入法：機械回轉鉆進時可用回轉壓入式取土器（雙層取土器）采取深層堅硬土樣或砂樣。取土時，外管旋轉刻取土層，內管承受軸心壓力而壓入取土。6.2巖土取樣(qǔyàng)（15/19）共五十一頁

探井、探槽取樣的一般要求土樣容器要求：探井、探槽中采取的原狀土試樣宜用盒裝。土樣容器可采用120mm×200mm或120