波速静力触探在铁路勘察中的应用研究

张松 王本奎

重庆立天盛工程项目管理有限公司 重庆 400000

摘要：随着我国铁路交通建设快速的发展，铁路施工环境日益复杂化，工程地质勘察的重要性也越来越突出，其直接影响铁路工程建设安全，波速静力触探具有较高的精确性，近年来，技术更新的速度不断加快，被广泛应用于铁路工程地质勘察中。文章通过对波速静力触探的基本原理进行了分析，并进一步探究了其在铁路工程地质勘察中的具体应用。

关键词：波速静力触探；铁路勘察；实践应用

前言：新世纪以来，我国建筑行业步入了高速发展阶段，交通基础建设规模不断扩大，地质勘察工作也越来越重要，在铁路施工建设过程中，因我国幅员辽阔，地质环境复杂，不同地势之间差异较大，也增加了施工难度。而铁路勘察与建筑工程项目的安全与整体质量密切相关，因此，加强地质勘察是极为重要的，而勘察工作对于技术方法等要求都比较高，因此，波速静力触探等技术的应用可有效保障勘察工作的安全与质量，确保施工任务高效有序进行。

1. 波速静力触探基础原理

波速静力触探指的是对测试与勘察进行有效结合的一种野外地质原位勘察方法，其能够协助地质勘察工作的有序开展，通过静力作用，将安装触探头的杆压进土壤当中，在这个过程中，土层受到压力的同时，也会产生阻力，探头也会受到一定压力，压力并且逐渐增大，土层强度较低，触头受到的压力也会越小。波速静力触探测试是在电测静力触探仪的基础上增加测量波速的装置，也就是在静力触探探头上安装三分量检波器，通过检层法完成测试，可获得静态与波速的资料信息。探头通过传感器，可以将阻力逐渐转换成电信号，土层强度发生变化的同时，电信号也会发生改变，并最终会在测量仪表上显示数据，所以，自然将勘察工作中的数据清晰的显示出来。波速静力触探流程主要涉及到以下方面原理，首先是虎克定理，其与材料弹性变形有直接联系，再者是电阻定理与电桥定理，其与电量变化有很大关联^[1-2]。触探头在力的作用下会逐渐变形，弹性学当中，物体受到的力在材料能够承受的弹性范围之内，应力和土层之间的阻力成正比例，同时和传感器接受面积正反比例。当传感器应变大小时，可获得土层相关力，为了可精准测量传感器应变力指标，应当在适当的位置安装电阻应变片，电阻应变片在发生改变时，电阻也会发生改变，通过电阻定律能够知道，应变片长度如果增加，阻值也就越大，当横截面积值越大情况下，阻值则越小，这样能够转换为电阻变化值。材料变形度比较小时，不能及时检测到具体数值，此时要通过电路桥，使得电阻变化转换成电压，将数值放大时，便可进行测量。波速静力触探是经过转换获取到的，其在地铁工程勘察过程中具有重要的作用和影响，与工程施工建设安全息息相关，其次，外静力探测的精确度比较高，在地质勘察中得到了广泛应用，对地质勘察工作的有序进行有着重要的意义。波速静力触探是一种现代勘察方法，和电钻有所不同的时，不能直接感触土层的软硬度，在使用过程中，需要结合多种不同的原理，才能够达到理想的效果。在地质勘察过程中及地层划分方面都有着重要的作用^[3]。

2. 波速静力触探在铁路地质勘察中的具体应用

2.1、划分地层结构

在铁路工程项目建设过程中，地质勘察工作是极为重要的，波速静力触探作为非常重要的手段之一，其与施工建设安全与整体质量密切相关。通过应用波速静力触探，能够及时准确的获取相关参数数据，在实际勘察工作中，可对地层进行划分，测量土层的实际承载力^[4-5]。整体而言，波速静力触探方法具有高效、方便与节能等优势及特点，其对保障工程项目安全与整体质量有着重要的作用。首先，采用波速静力触探对地层进行划分，我国地大物博，不同区域之间的土层环境差异较大，且各有特点，波速静力触探具有很强的探测能力，得到了广泛应用，但是实际应用中，也存在一定局限性，如不能很好的勘察岩层，通过对获取的参数进行整合，及时明确地层数据情况，进行地层划分，为施工任务的开展提供基础保障。地底层在自然环境的影响下，也会有一定的差别，软土层和硬土层经常会相互排列，要高度注意波速静力触探曲线图变化情况，只有全方位进行综合考虑与分析，才能够保障地质地层结构划分的合理性，避免出现较大的误差或者不合理的现象。不同区域在受到外力的作用和影响下，会产生不同的锥尖阻力与侧壁摩擦力，可对两者进行分析，根据比例关系与标准，划分地质状况，同时也能够明确土层岩性和力学变化规律^[6]。

2.2、测量土层的承载力

在工程项目施工过程中，想要快速明确区域范围内土层承载力，并且进行细致的勘察，在采用波速静力触探方式的同时，还应当对勘察结果进行全面整合与处理，同时与土层的负荷值进行有效对比，结合实际情况，充分利用计算公式以及分析统计出勘察过程中存在的不足和局限性，并获得具体的承载值。土层的实际承载力也与施工任务的有序开展有着直接的关系，同时也保障着工程项目施工安全与质量

^[7]。

2.3、测量地质软弱带分布状况

活断层是地层当中比较独特的断层部分，存在一定的未知性，呈间歇性活动，活断层地带一般运动也非常频繁，因此，地震带多集中于此，我国地震多发生于西部山区地带，这些地区也分布着活断层，地震对区域的危害是毁灭性的，同时影响着人们的日常生活。因此，工程施工建设过程中，地质勘察工作至关重要，这样也能够避免建筑处于活断层地带，从而造成不可估量的损失及严重后果，保障建筑项目的质量和安全。通过波速静力触探能够及时测量地质软弱带的具体分布状况，根据已知的地层数据信息，逐步优化和完善施工计划方案，从而保障施工效率与质量^[8-9]。波速静力触探在实际应用过程中，和传统波速测试相比较，其测试精度更高、速度更快、劳动量较小，费用也更低，优势比较突出。实践证明，波速静力触探法的有效测试深度已经达到40m，最浅不小于15m，最佳测试深度范围在3~30m。其次，波速静力触探能够让波速探头和土层之间紧密相连，从而达到最优测试效果。

3. 结束语

波速静力触探具有便捷、高效的特点，同时在实际应用过程中也能够节省资源，更加环保，符合建设和谐社会的发展目标，将其应用于铁路施工建设地质勘察中，能够最大程度上保障工程项目施工安全与整体质量。不仅能够及时获取信息数据，精准划分地层，同时也能够测量土层的实际承载力与地质软弱带分布情况，该技术方法大大提升了整体勘察效率与质量，也为工程勘察工作的高效开展提供了基础保障。随着技术的不断更新与发展，在今后的应用范围也将会进一步扩大。

参考文献：

1. 高敬. 波速静力触探在铁路勘察中的应用研究[J]. 铁道工程学报, 2020, 37(6):4.

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3. 孙东风, 张宏明, 刘攀. 剪切波速与静力触探在砂土液化判别中的应用[J]. 港工技术, 2018, 55(A01):5.

4. 魏永杰. 浅谈静力触探在铁路工程地质勘察中的应用[J]. 城市建设理论研究:电子版, 2019, 000(008):1-4.

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6. 曾小红. 地震扁铲侧胀试验与静力触探试验在岩土勘察中的综合应用[J]. 土工基础, 2020, 34(4):5.

7. 张权,施桁,张子文,艾英钵,,陈 鸿. 基于波速孔压静力触探试验研究软土中单桩桩侧承载力时效性. 2019.(31):13.

8. 陈鸿, 曹权. 波速孔压静力触探试验在桩基工程中的应用研究．[J]. 工程勘察, 2018, 040(002):21-26.

9. 曹权, 施建勇, 雷国辉,等. 基于波速孔压静力触探试验研究软土中单桩桩侧承载力时效性[J]. 岩石力学与工程学报, 2019, 30(7):1482-1487.